开拓香精香料递送系统的潜力

在日用香精，食用香精和化妆品美容技术中，控制味道，气味或活性成分的递送和释放的能力在吸引消费者和促进品牌差异的竞争中变得越来越重要。

许多领先的日化香精和食用香精公司正在努力推翻这些领域中的一两个领域的界限。但那些投资于这三者的人，特别是在微胶囊化和视觉成分中的分子被消费者可见的领域，正在开辟新的协同作用的可能性，这将导致下一代香水，风味和美容递送体系的产生。

扩大香水包埋的可能性

图1.使用微胶囊和平板模型膜在油/水界面处的膜合成示意图。上图：微胶囊通过界面聚合合成：将溶解在挥发性油相中的油溶性多异氰酸酯在胶体稳定剂溶液中乳化，形成具有受控液滴尺寸分布的水包油乳液。加入水溶性多胺交联剂并开始界面聚合过程。聚合物膜在界面处形成并随着氨基交联剂通过生长膜扩散而在油相中反应而向内生长。底部面板：为了测量新生聚合物膜的界面流变学，平坦的聚合物膜与胶囊合成实验平行使用。将对应于胶囊化芯液的油相层叠在胺水溶液的顶部，并在聚合过程中测量界面模量。对于含有尼罗红荧光团的不同交联多异氰酸酯油相，具有侧视图和俯视图的2D分层系统的照片说明了形态和厚度的明显的宏观差异。使用瓜那唑（左）和碳酸胍（右）多胺形成的膜。

淀粉香料微胶囊已成功应用于粉末洗涤剂中20年，与水接触后易溶解。在10年前首次引入织物柔软剂后，核壳包装香料在消费品中的应用已经实现了有效的同比增长。今天，几乎90％的全球柔软剂变体使用该技术为用户提供持久的香水感受。由于香精胶囊在特定的最终用途应用阶段提供了有针对性的嗅觉增强，因此正确的外壳中的正确香调可以同样增强品牌差异和产品销售.1

这证明CPG公司在香水方面的投资增加是合理的，首先是在洗衣护理方面，从织物柔软剂和粉末洗涤剂逐渐扩展到液体洗涤剂，包括单位剂量。在此之后，除臭剂是第一个加入封装香料以实现持久保护和水分触发释放的个人护理产品。含有胶囊的第一批洗发水，护发素和沐浴露现已成功渗透到更广泛的个人护理市场。

在任何产品中，游离的，未包埋的香精都是“作品中的关键成分”。无论是利用洗衣机处理湿衣物，还是在淋浴时使用洗发水，游离香精都会给消费者带来直接印象。2但是为了让消费者获得持久的新鲜感，更具体地说是获得正确的强度和在每个阶段的愉悦感，包埋的香精在使用周期的后期释放是十分必要的。

通过温和的摩擦，温度，湿度，离子强度或pH（光）触发释放。胶囊可以设计成在使用周期中的各个阶段发生分解释放，当洗涤物被干燥，熨烫和折叠时以及随后从橱柜中取出时分解。其效果是为干净清爽的衣物营造出整体持久的感受。在洗发水中携带的胶囊（其沉积在皮肤和头发上）将在干燥后很长时间内释放额外的香味。在晚上触摸头发或将其刷在枕头上将使它们释放更多香味。与此同时，除臭剂中的柑橘前调对于创造24小时防臭的感觉至关重要，如果没有包埋，这种除臭剂将无法在市场竞争中生存。

该技术领域的发展寻求改善胶囊在其目标底物上的沉积，包括不同的纺织品，皮肤和头发。目的是减少洗涤过程中可能冲洗掉的量。3

图2 微胶囊合成示意图

除了提高沉积水平外，该行业正在努力获得对胶囊本身稳定性的更多控制。这是一种平衡行为，其中胶囊必须在供应链中花费的时间内保持新鲜和完整。一些胶囊通常悬浮在诸如液体洗涤剂的萃取介质中，因此必须能够抵消萃取剂的影响。但他们还必须在所需的使用时刻响应释放触发和分解。要求获得持久的香味感受，这一挑战更加复杂，这意味着胶囊不应该同时被打开。相反，该系统应包括不同程度的稳定性，以允许一些胶囊比其他胶囊更早触发，并在整个使用阶段产生香味的线性释放。4

该技术的成功应用取决于“工具包”，研究人员可利用该工具包操纵胶囊的化学和物理参数，例如表面与体积比，壳厚度，有效载荷和粘弹性。胶囊本身的尺寸范围为10至40μm。剪切释放，沉积，泄漏和可用于释放的油量都与这些参数相关，这些参数必须针对每种应用进行优化。虽然不能将人的鼻子替换为确定产品性能的工具，但可以通过测量和发展对这些参数的良好认知来预先估计性能。3,5

也许调香师面临的可能是更困难的挑战之一。他或她必须创造一个具有小剂量影响的香调，并且不会与胶囊壁反应以改变其物理 - 化学平衡。

胶囊占最终产品体积的很小百分比。虽然它们可能具有高有效载荷，但可能高达其重量的90％，而不是所有这些都将成功地沉积在目标底物上;它们都不会立刻被打开。因此，当释放确实发生时，可用的香水很少，这意味着香水必须具有强烈的气味。然而，调香师可用的许多成分会干扰胶囊的界面聚合过程。而且，如果香料成分一旦形成就对壳具有太大的亲和力，则可能发生增塑弱化作用并导致渗漏到产品基料中，导致性能的显著损失。

这意味着调香师可用的“调色板”非常有限；在超过一千种成分中，可能只有300种可能适合封装。因此，调香师和化学家之间需要特别的协作努力来设计每种产品以避免胶囊的不稳定和泄漏。然而，一些在游离油中会产生刺激和令人不愉快的成分在所应用胶囊的封装剂量下却可用于为湿和干的织物提供新鲜感。

开发过程还包括最重要的消费者验证测试。这些可以采取许多不同的形式，包括与家庭决策者进行面对面或在线访谈洗衣品牌购买;小组自我评估（例如除臭剂）;与志愿者进行5次受控实验室检测;专家评估或消费者家庭使用测试。6

有针对性的香味提升并不一定总是有助于消费者的整体喜好。它需要最好的调香师的艺术创造一个令人愉悦的游离香和胶囊香味的组合;正确的香韵和香调将在消费者验证测试中产生那些明确无误的响应，例如：“没有什么比第一次滑入新洗过的床单更好。我无法形容它，”或“芳香的衣服让我开心 - 如果身边的人能闻到你的味道。”

利用香精的传递系统

风味产业的发展和创新是由消费者对口味和释放的新鲜和差异化体验的需求所推动的。这迫使顾客寻找真实且尽可能接近新鲜食品的风味和风味特征。这为开发和应用创新的封装技术创造了一个重要的机会。

如今，这些系统被视为该领域未来创新的关键推动因素。传递系统是口味之间的重要桥梁它们本身通常是具有非常不同的化学和物理性质的物质的复杂混合物，以及饮料和最终食品，它们通常是含水环境。一种风味不能直接融入另一种，所以必须要有其他东西来发挥这种风味的全部潜力。

传统方法包括将风味物质转变成合适的物理状态，例如通常通过喷雾干燥过程7或乳液8产生的速溶粉末，其可以容易地溶解或悬浮在食物中。封装技术在风味物质周围形成物理屏障，防止其与环境发生反应并失去其原始风味感受。

此外，正如香料一样，包封允许响应于某些触发因素而控制释放香味。例如，造粒技术可用于产生多涂层颗粒，其中香味包衣基质缓慢溶解以产生缓慢的香味释放，例如在口香糖中或在烹饪过程中。

然而，技术进步的能力将取决于三个关键领域的技能和创新。首先，在材料选择方面，越来越需要用天然物质替代化学改性成分，以及更符合标签的成分。其次，该行业必须对这些材料在风味应用中的表现有基本的了解;最后，它还必须提高加工技术的效率和可持续性。

在递送系统的物质基础方面，客户总是希望在最终产品标签上做出更具吸引力的声明。例如，由于在水中的溶解性以及在香料周围形成坚固的包封基质的能力，改性淀粉在历史上一直被用作喷雾干燥中的包封基质。现在的挑战是要么开发可以提供相同性能的天然淀粉基材料，要么研究来自不同来源的替代材料。

理解材料如何表现的科学方法也是必不可少的。虽然已经知道很多，但仍有工作要缩小现有知识中的空白，例如，以确定如何在封装基质中最好地保护特定风味。

还有提高加工技术成本效益和可持续性的空间，例如在干燥过程中使用更少的水和在更低的温度下工作，这将节省能源并减少二氧化碳足迹。

所有这些工作都取决于公司在组织内部发展跨专业职能团队的能力。在过去，风味部门通常依赖于食品科学和化学方面的专业知识。今天，通过利用生物科学的知识和实践，进一步推动创新。生物系统被视为开发新的输送系统的丰富灵感来源，例如使用天然成分和创造更可持续的过程。一个例子是阿拉伯胶，一种从金合欢树收集的天然成分。当收获时，在树上制造伤口并且渗出物流出以密封它，形成保护植物的天然薄膜。该功能用于香味封装;口香糖在风味物质周围形成一层薄膜，一种干粉，以防止其损失。天然产物被认为是风味技术未来发展的必要条件。

通过培养创新氛围，公司可以建立快速开发新点子并响应客户需求的能力。但是，通过寻找更进一步的合作领域以及与学术界和工业界的其他领导者和创新者建立强大的合作伙伴网络，也可以获得很多好处。充满活力且迅速扩张的初创企业也是创新者的丰富来源，其新想法正在寻求商业化。

图3   层层自主装包埋亲油性物质的示意图

探索活性化妆品中的输送系统

在活跃的美容市场，包埋为新产品和递送系统的开发提供了潜力，也驱动利用这项技术吸引消费者的视觉感受，并开拓新的营销机会。

该策略不是使用微观胶囊，而是采用生态友好的视觉成分，当悬浮在洗发水，沐浴露配方或白色乳液中时，这些成分是可见的。视觉成分由纤维素和糖制成，当使用成品时它们会分解并消失。将活性成分掺入纤维素基质中，糖使其在干燥时硬化。环保的视觉线索可以制作成三维形状，如珠子，心形，星星或花朵。这些吸引人的视觉特征为与消费者的直接沟通开辟了新的渠道。一旦添加到配方中，形状就会在几小时或几天内变软。

该技术是改善某些产品视觉吸引力的成功方法，但它也有可能被用作递送

系统并同时在视觉上传达配方中成分的存在。

可见球技术的一个关键特征是缺少密封壳或外层。球体不是封装，而是包裹球体活性成分或分子。相同的系统可用于化妆品和个人护理产品中以包埋颜料。例如，有可能制作一种透明配方，当球体涂抹在皮肤上时会改变颜色，例如生产蓝色泡沫的儿童用肥皂。为此目的，40％的颜料被包埋在纤维素核心中;然后用另一种颜色涂上形状以掩盖着色中心。涂上与其提供的颜色不同的球体的技术也可以应用于化妆品中，以增强其消费者吸引力。例如，具有白色外层的棕色颜料球将在白色乳液中完全消失。在应用时，配方将成为基础。

通过将香精和香水输送技术与视觉上吸引人的环保视觉提示相结合，消费者可以体验到其产品中增强的气味和味觉体验。在香水的应用中，研究人员正在研究是否有可能制造出一种既能带有香味又能具有活性成分的胶囊，这种胶囊可以为皮肤带来长期的感官感受，以及生理活性作用。

图5 转移至乙醇之前和之后的ETPTA微胶囊的光学显微镜图像。转移至乙醇导致从微胶囊中完全提取α-pine烯。比例尺代表200微米。 （b）显示在DI水中分散约~2.8天后残留在微胶囊中的α-pine烯百分比的图。 （c）在除去胶囊分散介质后，具有和不具有水凝胶网络的ETPTA微胶囊的光学显微镜图像组。比例尺代表200微米。 （d）显示在除去胶囊分散介质时α-pine烯随时间保留的百分比的图。

未来创新的平台

开发和掌握这些技术需要数年时间，然后将原型转变为符合要求且安全的可销售产品。通常，该领域的公司可能专注于一个应用领域，如香水或香精，但他们很少将所有三个领域并行运行。但是，当一家公司确实可以进入所有三个领域时，它可以建立一个专业知识金字塔，并通过发展协同作用创造真正的技术和市场优势。