化妆品中微胶囊技术的应用进展

 化妆品中微胶囊技术的应用进展

秦烨芝，孙娟娟

广州上悦生物科技有限公司  510000

摘要：微胶囊技术在化妆品中得到了充分的发挥和应用，但随着化妆品的发展，微胶囊技术也面临着新的挑战。本文充分阐述了微胶囊技术在化妆品中的重要作用。

关键词：化妆品 微胶囊技术 应用

对于化妆品行业来说，人们对于化妆品的要求越来越高，化妆品要天然、温和、不刺激，同时也要有相应的功效。这就对化妆品的原料有较高的要求，往往有些原料有变色、味道刺鼻、活性降低、刺激和生物利用度低等这些问题。在微胶囊技术应用后，原料的稳定性、透皮性能和滞留量得到了很大的改善，让化妆品的功效事半功倍。微胶囊技术作为一种新型的包埋技术，有自己独特的性能，其胶囊技术能满足化妆品的特定需求。随着中国功效型护肤品行业的高速发展，微胶囊技术受到越来越多的关注。

一、微胶囊技术

微胶囊技术的研究始于上世纪30年代，它是一种可以用于气体、液体、固体等活性物质的微型封装技术，其主要目的是保持被封装的活性物质不受区域和环境的限制，根据使用要求的不同，选择不同材质的封装芯材，做到活性物质利用这一介质在另一种环境的释放。比如活性物质可以与其他物质有效地隔离，对物质本身的保护，以及气味的封闭，可以起到很好的作用[1]。通过研究表明，微胶囊技术有以下特点：

(一)隔离作用。减少了外界环境对活性物质的影响，延长保存时间。许多易氧化、易挥发、易受环境影响的活性物质，通过使用微胶囊技术，可避免活性物直接与空气、光或热接触，确保活性不受损失，并且还可以阻止活性成分之间的反应。这对于微胶囊壁材有较高的要求，因此必须选用稳定性较好的壁材。

(二)控释作用。微胶囊技术可以有效地控制芯材的释放，降低活性物的释放速率，延长其作用时间，提高活性物的生物利用度，从而获得更佳的效果，并且，还能避免因浓度过高而导致的刺激。

(三)屏蔽作用。改善活性物质本身的某种特性。比如难闻的气味，可以使用这种技术掩盖其气味，同时改善外观结构。

(四)转换作用。可以通过这种技术使不易处理、不易储存的材料形态，转换成易于使用的固体物质，但其内部仍然是原来的形态，因而仍具有原来的性质。另外，通过微胶囊化可以改变物质在介质中的亲和性，例如，采用亲水性壁材对疏水性活性物进行包埋，使其在水中的溶解度得到提高[2]。

（五）靶向作用。通过制造微胶囊靶制剂，使活性成分在皮肤特定的层次进行释放，达到定向释放的效果。

微胶囊的制备方法分为物理法、化学法和物理化学法，物理法：喷雾干燥法、喷雾冷凝法、流化床法、冷冻干燥法、共结晶法、挤压法；化学法：界面聚合法、原位聚合法、分子包合法；物理化学方法：单凝聚法、复凝聚法、熔化分散冷凝法、复相乳液法。不同的方法制备出来的微胶囊形态、结构、平均粒径和封包率、亲和性、控释率有所差异。

微胶囊技术在化妆品中的应用

目前，化妆品的功效成分种类繁多，有些虽有着令人瞩目的功效，却也存在配伍性差、结晶析出、失活、难以乳化稳定、刺激以及透皮吸收差等应用问题，难以实现其本身功效[3]。例如，虾青素具有良好的抗皱、抗衰、美白、抗氧化的功效，但在使用过程中存在着容易褪色、生物利用度低的问题；辅酶Q10,遇光变色；VA醇，刺激性大、易氧化失活；水杨酸，溶解性差。使用微胶囊技术来改善这些不足，促使其技术应用广泛。

对于化妆品而言，其原材料的功效和无刺激是消费者所追求的，因此微胶囊化的原料特性与壁材的性质息息相关。微胶囊的壁材要出现在《已使用化妆品原料名称目录（2021版）》中方可应用在化妆品中，目前主要有以下几种，天然高分子材料：阿拉伯胶、卡拉胶、卵磷脂、黄原胶、环糊精、麦芽糊精、明胶、海藻酸钠、蜡、琼脂、淀粉、多糖等；半合成高分子材料：乙基纤维素、甲基纤维素、双硬脂酸甘油酯、羟基硬脂醇等；全合成高分子材料：聚氨酯、聚酯、聚脲、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯等；无机材料：碳酸钙、磷酸盐等。其中，天然高分子材料已成为微胶囊壁材的研究热点，这也满足了消费者对化妆品要求绿色天然的理念。壁材的选择是微胶囊技术的关键核心之一，目前使用的天然壁材相对较少，因此，对于天然壁材的开发非常重要[4]。生物相容性好、环境友好、无毒、稳定性好，以及具有较好的降解性能，是天然壁材未来发展的方向。根据化妆品原料的物理性质来选择合适的壁材，制备出性能良好的微胶囊，有效地解决化妆品原料应用困难的问题，为化妆品行业的发展奠定坚实的基础。

微胶囊技术可以将化妆品原料转换成微小的胶囊，使用此技术可以保持产品的稳定性，同时还能弥补传统工艺的不足。同时，它对于保持功效成分的活性有很大的促进作用。下面就微胶囊技术在化学紫外吸收剂、香精精油、维生素类、薄荷醇以及其他功效成分等方面的广泛应用进行阐述。

(一)化学紫外吸收剂

目前，人们可以更好的实现防晒要求，市场上的防晒用具和防晒衣五花八门，同时防晒霜更得人们的青睐。防晒产品需要加入物理紫外吸收剂和化学紫外吸收剂实现对紫外线的吸收和转化，来达到防晒效果。仍而化学紫外吸收剂由于分子量小，渗透性强，可能会引起不良反应。比如会引起皮肤过敏，防晒产品使用剂量过大，会对皮肤造成刺激，因此必须找到合适的配方技术，在保持化妆品原有的抗紫外功能的同时有害性降到最低。利用微胶囊技术对化学紫外吸收剂进行封装，可以减少防晒产品中游离化学紫外吸收剂的浓度，降低化学防晒剂在皮肤上的渗透，避免其对皮肤造成刺激。德国默克公司就研发出了微胶囊化有机防晒剂UV-Pearls，包裹后的防晒剂不仅提高了整体SPF值，降低了其潜在刺激性，而且改善了甲氧基肉桂酸辛酯配伍性差的缺点。李建等

[5]采用环糊精作为微胶囊包覆材料，以聚甲基倍半硅氧烷为吸附剂，制备出了一种负载奥克立林的包裹微球，并对包裹工艺、紫外吸收效果、释放率、刺激性进行了研究，研究表明，经包裹的奥克立林，对相应波长的紫外线仍然具有很好的吸收效果，并且经环糊精包裹后奥克立林释放速率减慢，降低了与皮肤直接接触的浓度，斑贴试验结果显示，包裹后的奥克立林刺激性明显减弱。

(二)香精精油

近几年来，消费者对于香味产品的需求日益增长，扩大和增加香味的多样性已是大势所趋。香精是提升乳液、沐浴产品、化妆品等气味的重要原料，精油芳香还能舒缓情绪、安神助眠。然而，香精精油有着不耐热、易挥发的问题，微胶囊技术可以用来保持这种香味不易挥发，留香时间长，且易保存。微胶囊香精，是将香精芯材包裹在囊壁内，与外界隔绝，通过轻微触碰或摩擦使香精释放出来，与直接将香精添加到化妆品中相比，微胶囊香精的留香时间更为持久。同时微胶囊香精还能延长化妆品的保质期，有效阻止与其他物质接触，防止活性分子挥发速度过快。胶囊化产品的特性最终取决于所选用的壁材和芯材，也要考虑到物质本身的物理性质和化学性质以及制造成本。嵇智[6]采用海藻酸钠疏水改性的衍生物为壁材制备香精亚微胶囊，研究表明,香精被很好地包裹在壁材中,呈类球形分布,平均粒径为210nm,包封率为68.23%，负载率21.36%,其能有效地保护香精,提高热稳定性并降低香精的挥发速率，且香精亚微胶囊功能材料具有亲水亲油性，可作为皮克林乳化剂应用到化妆品乳化体系中，改善化妆品乳液膏霜的耐寒、耐热性能，延长产品的留香时间。

(三)维生素类

化妆品中常用的维生素类，主要有VE、VA和VC及其衍生物等，多用于抗氧化、美白和抗衰产品，具有良好的护肤功效。然而，维生素类对于一些外在环境比较敏感，高温、光照、空气、pH和产品中其他原料均会导致物质分解速度过快和功效丧失，那么将不稳定的维生素类进行包裹技术处理确保其在保质期内功效不会减弱是非常有必要的。研究表明，微胶囊技术的应用，可以改善维生素类易受外界因素影响或原料间兼容性不佳而丧失活性等缺点，并且微胶囊中的活性分子在涂抹时以某一速率释放出来，均匀分布在皮肤上，说明微胶囊包覆维生素类可以促进活性物质的缓释。全球香精香料公司Givaudan推出了一种微胶囊化稳定视黄醇SpheruliteR10,稳定性是游离视黄醇的2倍，具有更好的生物利用度和抗衰老临床效果。潘高峰[7]等采用单凝聚法以壳聚糖为囊壁对VE进行封装，包埋率为83.5%，呈球形，平均粒径为2.32um，并且比较了VE和微胶囊化VE在化妆品中的稳定性，15天后前者中VE的含量减少了22.3%，而后者中VE的含量仅降低8.7%，壳聚糖-VE微胶囊起到了保护和隔离VE的作用，提高了其稳定性。

（四）薄荷醇

    薄荷醇具有促渗透、清凉止痒、清新口气的作用，常用于洗发水、沐浴露、唇部护理和护肤品中。但薄荷醇水溶性不好，在高温条件下易挥发，且对眼睛和皮肤有一定的刺激性。范赛英[8]研究发现以OSA淀粉和固体脂质复合壁材形成的新型薄荷醇微胶囊有更好的封装效果和热稳定性，在60℃、80℃和100℃保存12h后，薄荷醇的保留率可高达93.29%，并且储存300天后，薄荷醇微胶囊结构和性质未发生变化，薄荷醇仍未析出或渗漏，将其应用于润唇膏中，能够提供持久清凉感。

（五）其他功效成分

在化妆品中，原料的高功效高活性往往可能也意味着易受外界因素的影响，或者存在配伍性差、溶解性差、刺激性强等问题，以这类原料为芯材，选用合适的壁材包裹可以改善此类缺点。林万泉等[9]以明胶和阿拉伯胶利用复凝聚法制备光甘草定微胶囊，研究表明，在最佳工艺条件下，光甘草定的含量为1.5%，包合率为40%，平均粒径为3.91μm，气味和颜色有明显的改善。梁娟[10]采用了2种方法制备艾地苯醌微胶囊，β-环糊精包合法，在最佳工艺条件下，含药量为14.77%，包合率为35.2%，喷雾干燥法，1%海藻酸钠和2.5%明胶复配所制得的包合率较高，可达87.7%，经2种方法包合后艾地苯在水中的溶解度分别提高了70倍和90倍。赵明月[11]通过共沉淀法和喷雾干燥法分别制备出β-CD/水杨酸微胶囊和壳寡糖/水杨酸微胶囊，既保留了水杨酸对3种痤疮致病菌的抑菌性能，又提高了水杨酸的热稳定性，表现出对水杨酸的控释性能，其刺激性也得到明显的改善。

二、微胶囊技术的发展状况

对于微胶囊技术的广泛应用，其优越的性能和发展技术愈来愈受欢迎，有关的微胶囊技术研究也越来越多，化妆品研发过程中遇到的许多原料应用难题也都得到了解决。例如保护活性分子不受外界的影响，改善不良的气味和颜色等，降低其危害性，缓释靶向吸收，同时还可以延长产品的保质期。但是，微胶囊技术还存在不足之处，许多理论基础和实际操作问题仍需要研究和解决。例如，微胶囊的大小和性能的统一控制，微胶囊芯材的精密释放控制，以及微胶囊壁材的选用合理、经济，以及是否适合工业化生产等。

随着人们对微胶囊技术的分析和研究，新设备的开发和新材料的应用，以及新型设备的出现，微降囊技术对化妆品行业的发展起到推动作用。我国对于微胶囊技术的研究较晚，大部分设备也是选择进口，所以成本相对较高，这就限制了微胶囊技术在国内的发展。随着科学技术的进步，社会经济的迅速发展，人们对生活质量的需求越来越高，对化妆品功效的期待越来越高，对微胶囊技术的需求也不断扩大，有助于微胶囊向新型技术的一个转变。

总结：

微胶囊技术有很高的使用价值，具有改变物质本身的形态，保护不相容的成分，增强其结构的稳定性，隔离和降低与外界的不良反应，同时还控制了活性分子的挥发性和不易储存的性质，这种技术在其他领域也能展示出优异的性能，微胶囊技术在化妆品行业的发展不可小觑，也是许多研究者关心的问题。随着科技的发展，微胶囊技术的检测方法也增多了，人们对于微胶囊技术的了解更加深入，同时也为各类微胶囊产品的生产提供了条件。

参考文献：1-4文献没有在正文中标注出来

[1]高合意, 李晋文,陈正珍. 化妆品中微胶囊技术的应用[J]. 生物技术世界, 2015(2):2.

[2]叶琳, 肖作兵. 纳米微胶囊技术与纳米化妆品研究进展[J]. 香料香精化妆品, 2006(4):5.

[3]龙燕, 谢俊彪. 纳米微胶囊技术与纳米化妆品研究进展[J]. 轻工标准与质量, 2015(2):2.

[4]马启明. 微胶囊技术在化妆品和Kuan洗用品中的应用[J]. 北京日化, 1991(2):3.

[5]李建,陈庆生,孙永,龚盛昭.一种微囊包裹化学型紫外吸收剂技术研究[J].日用化学品科学,2014,37(05):24-27+46.

[6]嵇智.多糖基香精亚微胶囊功能材料的制备及其在化妆品中的应用研究[D].扬州大学,2020.

[7]潘高峰,刘文波.含壳聚糖-VE微胶囊化妆品中VE的稳定性[J].化学与黏合,2015,37(06):415-418.

[8]范赛英. 复合壁材薄荷醇微胶囊的制备及性能[D].江南大学,2021.

[9]林万泉,陈俊昭,赵月美,朱连杰,黄小茉,邱晓颖.光甘草定微胶囊包合物制备[J].日用化学品科学,2014,37(12):34-39.

[10]梁娟.艾地苯醌微胶囊的制备和鉴定[D].暨南大学，2012.

[11]赵明月. 水杨酸包结工艺和机理及其包结物的性能研究[D].广东工业大学,2013.