CN108143645B - 一种姜油树脂微胶囊的制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明技术方案属于日化领域，具体地涉及一种姜油树脂微胶囊的制备方法及其应用。姜油树脂微胶囊的制备方法，包括如下步骤：(1)OSA淀粉预处理；(2)将姜油树脂按一定比例加入到基础油中分散；(3)将溶有姜油树脂的基础油和OSA淀粉水溶液混合，搅拌至混合均匀，室温条件下，用均质机乳化形成淡黄色乳液；(4)喷雾干燥即得所需姜油树脂微胶囊。本发明微胶囊产品具有更高的包埋率和稳定性，降低姜油树脂对皮肤的刺激性，使姜油树脂在化妆品中得到广泛的应用。

Description

一种姜油树脂微胶囊的制备方法及其应用

技术领域

本发明技术方案属于日化领域，具体地涉及一种姜油树脂微胶囊的制备方法及其应用。

背景技术

姜油树脂是以生姜为原料，采用超临界CO₂萃取技术，从生姜中提取的一种香气浓烈、味道辛辣刺激的深琥珀色半流体油状物。姜油树脂的成分复杂，含有姜酚、姜醇、姜烯、姜烯酚、姜油酮、龙脑、柠檬醛和氨油醚等，几乎包含了生姜中全部的香味、口味成分和功效成分。研究表明，姜油树脂的香味是普通生姜的20～30倍。姜油树脂中一类含有3-甲氧基-4-羟基苯基官能团结构的成分统称为姜辣素，它也是姜油树脂中最主要成分，是生姜中辣味成分。根据该官能团所连接脂肪链的不同，可把姜辣素分为姜酚类、姜脑类、姜酮类、姜二酮类、姜二醇类等不同类型。

姜油树脂具有多种生理功能，例如，止吐、抗炎、利胆、抗溃疡等。在化妆品行业，其抗氧化性和抗菌消炎性备受关注。姜辣素作为姜油树脂的主要活性成分，其物质分子中均含有创木酚基结构，有很强的抗氧化性，是一种有效的-OH清除剂；6-姜脑可以通过影响花生四烯酸代谢，抑制环氧化酶和脂氧化酶的活性，起到消炎解热镇痛作用；有实验表明，姜油树脂对大肠杆菌、啤酒酵母和青霉等表现出较强的抗菌性，且其活性pH范围较广。

姜油树脂具有良好的抗氧化性和抗菌性，但有诸多因素制约了其在化妆品中的应用，现将原因整理如下：

a.姜烯酚类化合物大部分不溶于水，因而姜油树脂在水中溶解性差，流动性差，分散不均匀，缩小了其作为化妆品原料的使用范围；

b.姜酚类化合物分子结构中含有β-羟基酮，该结构特点使得姜酚类物质化学性质极不稳定。在加热或碱性条件下，C4和C5间的C-C键断裂形成姜酮和相应的醛；在酸性条件(pH<4.5)下,C4的活泼氢极易与C5的羟基一起脱水形成姜脑。姜酚类化合物的化学反应，导致姜油树脂中关键活性成分含量降低，使得其功效性能降低；

c.姜油树脂几乎含有生姜中所有的姜辣素，对皮肤刺激性强，易导致皮肤过敏，实验室加入0.5％的姜油树脂到化妆品中，即有明显的刺激性和灼热感。

为了解决姜油树脂应用受限的问题，常用且有效的方法是对姜油树脂进行微胶囊包埋。然而目前对姜油树脂包埋的方法主要是针对微胶囊在食品调味品方面的应用，所用壁材主要为大豆蛋白、麦芽糊精、环糊精，其包埋目的主要为改变姜油树脂的状态，将姜油树脂转变成速溶固体粉末，此时的姜油树脂微胶囊产品由于是作为调味料，其侧重点是使用时要求其能尽快地释放出呈味物质。而化妆品用姜油树脂微胶囊既要求壁材本身可以应用在化妆品中，又要求壁材可以保护姜油树脂，同时使姜油树脂达到缓释的效果，显然，食品用的姜油树脂产品无法满足该要求，也即是，针对姜油树脂微胶囊产品在化妆品应用中所存在的问题并未得到很好的解决。

足见现有技术有待改善。

发明内容

针对上述的问题本发明提供了一种适用于化妆品领域的姜油树脂微胶囊的制备方法及其应用，克服了上述存在的问题，使姜油树脂在化妆品中得到广泛的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种姜油树脂微胶囊的制备方法，包括如下步骤：(1)OSA淀粉预处理：将OSA淀粉溶于水中，水化溶解，制成壁材溶液；(2)将姜油树脂按比例加入到基础油中分散；(3)将溶有姜油树脂的基础油和OSA淀粉水溶液混合，搅拌机搅拌至混合均匀，室温条件下，用均质机均质乳化形成淡黄色乳液；(4)喷雾干燥即得所需姜油树脂微胶囊。

进一步的，所述方法步骤(1)中，水化条件是为：室温25℃条件下，水化8-15h；优选12小时。

进一步的，所述方法步骤(2)中，所述姜油树脂和基础油的比例为1:1～1:4。

进一步的，所述方法步骤(2)中，基础油可选大豆油、白油、肉豆蔻酸异丙酯等中的一种。

进一步的，所述方法步骤(2)中，姜油树脂加入到基础油中分散1-3小时；优选2小时。

进一步的，所述方法步骤(3)中，溶有姜油树脂的基础油和OSA淀粉水溶液混合比例为1:9～1:5。

进一步的，所述方法步骤(3)中，搅拌和均质操作为：室温25℃条件下，搅拌机250rad/min搅拌2min之后，以15000-24000rad/min的转速，均质3-5min。

进一步的，所述方法步骤(3)中，均质机20000rad/min均质5min。

进一步的，所述方法步骤(4)中，喷雾干燥的操作条件为：进风温度170℃，出风温度80℃，流量5ml/min。

本发明方法制备的姜油树脂微胶囊在化妆品种的应用，本发明方法制备的姜油树脂微胶囊可用于制备：祛痘膏，祛痘凝胶,护手霜，抗衰老产品等。

本发明技术方案有益效果：

姜油树脂微胶囊产品应用于化妆品，添加0.5％的姜油树脂到产品中，若涂抹时，产品中的姜油树脂都释放出来，局部皮肤接触姜油树脂的浓度过大，数分钟即会引起皮肤红肿发热，浓度过低又会影响其功能。故，化妆品中使用姜油树脂微胶囊产品时需要有缓释的效果才能最大限度的发挥其活性并且不会致敏，因此，针对姜油树脂在化妆品中的应用而言，需要遴选到合适的壁材，对姜油树脂进行微胶囊包埋时，既能达到包埋的目的，又要具有缓释的功能，这一点是至关重要的。本发明针对姜油树脂在化妆品应用过程中遇到的问题，通过微囊化技术，使用辛烯基琥珀酸淀粉酯(下称OSA淀粉)作为壁材原料，其形成的微胶囊基本呈完好球形，胶囊内部有巨大空腔，囊壁上的微小孔洞是包埋油脂所在的位置，将姜油树脂分散到大豆油或其他化妆品基础油中作为芯材，均质乳化所得乳液进行喷雾干燥，包埋制备成姜油树脂微胶囊。该产品将姜油树脂包裹到特定的水溶性壁材中(即辛烯基琥珀酸淀粉酯)，避免姜油树脂与外界接触，从而增强了其稳定性与水溶性，即能克服其不溶于水、分散性差的缺点，又能最大限度的保持姜油树脂的活性成分的稳定，免受外界环境及不良因素(光、温度、湿度、pH等)的影响；当本发明微胶囊接触水时，水溶性壁材所形成的囊壁缓慢溶解，包埋在孔洞中的油脂会随着壁材的降解而释放，有效地控制活性物质的释放速度，达到缓释效果，可降低姜油树脂对皮肤的刺激性，使姜油树脂在化妆品中得到广泛的应用。

本发明采用OSA淀粉作为微胶囊壁材，其具有乳化性和包埋性，经济高效，比一般的壁材更具有优势。目前制备微胶囊常用的壁材主要为环糊精、明胶、阿拉伯胶等，这些壁材功能单一，不具有乳化性，在制备微胶囊时，需要将壁材和乳化剂进行一定比例的复配，才能达到包埋的目的。而添加进去的乳化剂一般是化学合成的，依赖不可再生的以石化原料制得，刺激性大、功能单一、降解性差、易造成环境污染，不符合当前绿色食品和绿色化妆品的大趋势。

本发明在制备过程中，考虑到姜油树脂粘度较大，不利于均匀分散到壁材溶液中，降低最终产品的包埋效果。和一般的姜油树脂不同的是，本发明先将姜油树脂分散到一定量的基础油中，再对分散液进行包埋，实验制得的微胶囊产品具有更高的包埋率和稳定性。

本发明的制备方法简单，市场前景广阔，适合规模化生产。

附图说明

图1为OSA淀粉、姜油树脂及微胶囊红外图谱对比结果图。

图2为姜油树脂微胶囊扫描电镜图，其中2-1为放大1000倍图，2-2为放大10000倍图。

图3为OSA淀粉包埋姜油树脂与混合物的对比图，其中，B样品为姜油树脂和OSA淀粉溶液的混合物，呈深黄色；A样品为本发明OSA淀粉包埋姜油树脂之后形成的乳液，呈淡黄色；C样品为本发明乳液喷雾干燥得到的粉末。

具体实施方式

为了更好的说明本发明技术方案所要解决的问题、采用的技术方案和达到的有益效果，现结合具体实施方式进一步阐述。值得说明的是，本发明技术方案包含但不限于以下实施方式。

实施例1 本发明姜油树脂微胶囊的制备

包括如下步骤：(1)将OSA淀粉溶于水中，水化12h，过夜，制成均一稳定的壁材溶液即可；(2)将姜油树脂按比例1:1加入到大豆油中分散2小时；(3)将溶有姜油树脂的大豆油和OSA淀粉水溶液按1:5混合，搅拌机在250rad/min条件下搅拌2min至混合均匀，室温条件下，用均质机以20000rad/min的转速，乳化5min，形成淡黄色乳液；(4)在进风温度170℃，出风温度80℃，进料速度5ml/min的条件下喷雾干燥，即得所需姜油树脂微胶囊。

实验制得姜油树脂微胶囊包埋率92％，得率85.97％。

实施例2 本发明姜油树脂微胶囊的制备

包括如下步骤：(1)将OSA淀粉溶于水中，水化5h，过夜，制成均一稳定的壁材溶液即可；(2)将姜油树脂按比例1:4加入到白油中分散3小时；(3)将溶有姜油树脂的白油和OSA淀粉水溶液按1:9混合，搅拌机在250rad/min条件下搅拌2min至混合均匀，室温条件下，用均质机以20000r/min的转速，乳化5min，形成淡黄色乳液；(4)在进风温度170℃，出风温度80℃，进料速度5ml/min的条件下喷雾干燥，即得所需姜油树脂微胶囊。

实验制得姜油树脂微胶囊包埋率85.5％，得率81％。

实施例3 本发明姜油树脂微胶囊的制备

包括如下步骤：(1)将OSA淀粉溶于水中，水化15h，过夜，制成均一稳定的壁材溶液即可；(2)将姜油树脂按比例1:4加入到白油中分散3小时；(3)将溶有姜油树脂的白油和OSA淀粉水溶液按1:9混合，搅拌机在250rad/min条件下搅拌2min至混合均匀，室温条件下，用均质机以24000r/min的转速，乳化3min，形成淡黄色乳液；(4)在进风温度170℃，出风温度80℃，进料速度5ml/min的条件下喷雾干燥，即得所需姜油树脂微胶囊。

实验制得姜油树脂微胶囊包埋率91.1％，得率84.6％。

实施例4 制得的姜油树脂微胶囊性能测试

(1)红外和电镜表征

将OSA淀粉、姜油树脂及实施例1制得的微胶囊作红外图谱对比，结果如图1。可知，经石油醚洗涤过的微胶囊产品中，总体峰型与OSA淀粉相似，且在2855cm-1处出现姜油树脂的特征吸收峰，可初步判定，姜油树脂微胶囊的形成。

将实施例1制得的微胶囊产品在电镜下分别放大1000倍和10000倍扫描，其外观形貌见附图2。可见，对样品放大1000倍，可得微胶囊颗粒粒径大多小于10μm，对样品放大10000倍，可见颗粒表面相对光滑，没有明显凹陷。现有技术中一般喷雾干燥会对产品有影响，造成产品表面凹陷，而上述实验结果则说明本发明方法制备的产品可以一定程度的抵抗喷雾干燥对产品的影响。

(2)感官测试

姜油树脂和OSA淀粉溶液的混合物、OSA淀粉包埋姜油树脂之后形成的乳液以及OSA淀粉包埋姜油树脂的乳液喷雾干燥得到的粉末进行感官对比，参见附图3，姜油树脂和OSA淀粉溶液的混合物呈深黄色，颜色较深，味道辛辣刺激；OSA淀粉包埋姜油树脂之后形成的乳液呈淡黄色，颜色较浅，均质细腻；乳液喷雾干燥得到的粉末，颜色为淡黄色，颜色分布均匀，粉质细腻，有轻微的姜油树脂的特殊香味。

(3)刺激性测试

分别将姜油树脂和本发明微胶囊粉末(姜油树脂占产品质量的2％)加入到一款化妆品膏霜基料中，然后选择无过敏史的15名志愿者对两产品进行斑贴测试，按表1记录反应结果，出现皮肤不良反应的情况如下：

表1 15名志愿者对两产品进行斑贴测试皮肤反应结果

如表1所示，添加姜油树脂的产品出现1级皮肤不良反应3例，2级皮肤不良反应1例。添加本发明微胶囊粉末的产品未出现不良反应。

由此判断，微胶囊粉末对降低姜油树脂的刺激性有明显的作用。

(4)稳定性测试-温度和紫外稳定性实验

将姜油树脂和OSA淀粉溶液的混合物和实施例1所制得的微胶囊进行温度和紫外稳定性实验，以总姜酚的含量来表示残留姜油树脂的含量，结果见表1。

表2、微胶囊和混合物温度和紫外稳定性实验对比结果

以总姜酚的含量来表示残留姜油树脂的含量，经过15d的温度和紫外稳定性实验，微胶囊中残留的总姜酚含量远远高于混合物，特别是在高温条件下。将每组数据用SPSS10.0统计软件进行配对t检验，微胶囊和混合物的稳定性均有显著性差异(P<0.05)，可见姜油树脂微胶囊可以耐高热、强光，降低精油在储存和使用中的损失。

实施例5 OSA淀粉预处理对本发明姜油树脂微胶囊性能的影响

对照试验：包括如下步骤：(1)将OSA淀粉溶于水中，水化2h，制成壁材溶液；(2)将姜油树脂按比例1:1加入到大豆油中分散2小时；(3)将溶有姜油树脂的大豆油和OSA淀粉水溶液按1:5混合，搅拌机在250rad/min条件下搅拌2min至混合均匀，室温条件下，用均质机以20000rad/min的转速，乳化5min，制备乳液；(4)在进风温度170℃，出风温度80℃，进料速度5ml/min的条件下喷雾干燥，即得所需姜油树脂微胶囊。

由于水化时间过短，淀粉未充分溶解，均质得到的乳液有淀粉聚集物，喷雾干燥所得姜油树脂微胶囊包埋率降低为75％。

如果水化时间过长(大于15小时)会增加实验的时间成本，同时高浓度的淀粉溶液容易变质。

实施例6 姜油树脂和基础油的比例对本发明姜油树脂微胶囊性能的影响

对照试验：包括如下步骤：(1)将OSA淀粉溶于水中，水化12h，过夜，制成均一稳定的壁材溶液；(2)将姜油树脂按比例2:1加入到大豆油中分散2小时；(3)将溶有姜油树脂的大豆油和OSA淀粉水溶液按1:5混合，搅拌机在250rad/min条件下搅拌2min至混合均匀，室温条件下，用均质机以20000rad/min的转速，乳化5min，形成淡黄色乳液；(4)在进风温度170℃，出风温度80℃，进料速度5ml/min的条件下喷雾干燥，即得所需姜油树脂微胶囊。

由于油相中姜油树脂比例增大，导致油相的粘度增大，均质所得乳液表面有油滴出现，且喷雾干燥过程中，有大量粉末粘到玻璃罐表面，导致包埋率和得率分别降低至85％和71％。

实施例7 姜油树脂加入到基础油中的分散时间对本发明姜油树脂微胶囊性能的影响

对照试验1：包括如下步骤：(1)将OSA淀粉溶于水中，水化12h，过夜，制成均一稳定的壁材溶液；(2)将姜油树脂按比例1:1加入到大豆油中分散0.5小时；(3)将溶有姜油树脂的大豆油和OSA淀粉水溶液按1:5混合，搅拌机在250rad/min条件下搅拌2min至混合均匀，室温条件下，用均质机以20000rad/min的转速，乳化5min，形成淡黄色乳液；(4)在进风温度170℃，出风温度80℃，进料速度5ml/min的条件下喷雾干燥，即得所需姜油树脂微胶囊。

对所得微胶囊中的姜酚含量进行测定，分别取样3次，姜酚含量分别为1.87g/100g，0.95g/100g，2.08g/100g，同一批次样品微胶囊产品包埋率和产品性状不均一，不符合产品生产要求。

实施例8溶有姜油树脂的基础油和OSA淀粉水溶液的混合比例对本发明姜油树脂微胶囊性能的影响

对照试验1：包括如下步骤：(1)将OSA淀粉溶于水中，水化12h，过夜，制成均一稳定的壁材溶液；(2)将姜油树脂按比例1:1加入到大豆油中分散2小时；(3)将溶有姜油树脂的大豆油和OSA淀粉水溶液按1:3混合，搅拌机在250rad/min条件下搅拌2min至混合均匀，室温条件下，用均质机以20000rad/min的转速，乳化5min。

实验得，均质之后乳液立即分层，无法形成稳定的淡黄色乳液，也就无法通过后续的喷雾干燥制备微胶囊。

实施例9 利用本发明姜油树脂微胶囊所制得化妆品与现有的含姜油树脂的同类产品的用户体验比较

配方1：卡波树脂U-21 0.3份；丙烯酸羟乙酯/丙烯酰二甲基牛磺酸钠共聚物0.3份；羟苯甲酯0.1份；Care-85 0.4份；异壬酸异壬酯2份；环五聚二甲基硅氧烷2份；甘油辛酸酯0.3份；三乙醇胺0.3份；辛酰羟肟酸1份；姜油树脂2份；蒸馏水91.3份。

配方2：卡波树脂U-21 0.3份；丙烯酸羟乙酯/丙烯酰二甲基牛磺酸钠共聚物0.3份；羟苯甲酯0.1份；Care-85 0.4份；异壬酸异壬酯2份；环五聚二甲基硅氧烷2份；甘油辛酸酯0.3份；三乙醇胺0.3份；辛酰羟肟酸1份；本发明姜油树脂微胶囊粉末3.6份；蒸馏水89.7份。

按照配方1、配方2制得样品(均含55.5％的姜油树脂)，分别对应为样1、样2，分别进行人体试用评价，按照《化妆品卫生规范》(2015版)进行试验。选取身体状况良好、无化妆品过敏的志愿者进行测试。测试前清洗面部，后将产品分别均匀涂抹于左右面部。

使用产品后，志愿者根据个人使用样品的主观感受，对产品的用后感以及刺激性进行了问卷式的自我评价；对志愿者使用两种产品的结果进行汇总，志愿者认为样1较强辛辣气味，涂抹后皮肤有轻微刺激性，油腻感也较强，喜爱程度较差；样2涂抹效果好，清爽易于吸收，且使用过程中并未出现刺激感。

对比以上样品结果，说明经过微胶囊化的姜油树脂刺激性降低，在化妆品中适用性更好。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种姜油树脂微胶囊的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)OSA淀粉预处理：将OSA淀粉溶于水中，水化，制成均一稳定的壁材溶液；

(2)将姜油树脂按比例加入到基础油中分散；

(3)将溶有姜油树脂的基础油和OSA淀粉水溶液混合，搅拌机搅拌至混合均匀，室温条件下，用均质机均质乳化形成淡黄色乳液；

(4)喷雾干燥即得所需姜油树脂微胶囊；

所述方法步骤(2)中，姜油树脂和基础油的比例是：1:1～1:4；

基础油可选大豆油、白油、肉豆蔻酸异丙酯中的一种或几种；

所述方法步骤(3)中，溶有姜油树脂的基础油和OSA淀粉水溶液混合比例为1:9～1:5。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法步骤(1)中，水化条件是为：室温25℃条件下，水化8-15h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法步骤(2)中，姜油树脂加入到基础油中分散1-3小时。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法步骤(3)中，搅拌和均质操作为：室温25℃条件下，搅拌机250rad/min搅拌2min之后，以15000-24000rad/min的转速，均质3-5min。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法步骤(3)中，均质机以20000rad/min均质5min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法步骤(4)中，喷雾干燥的操作条件为：进风温度170℃，出风温度80℃，流量5ml/min。

7.权利要求1-6任意一项所述的制备方法制得的姜油树脂微胶囊在化妆品种的应用。