在日用香精，食用香精和化妝品美容技術中，控制味道，氣味或活性成分的遞送和釋放的能力在吸引消費者和促進品牌差異的競爭中變得越來越重要。

許多領先的日化香精和食用香精公司正在努力推翻這些領域中的一兩個領域的界限。但那些投資于這三者的人，特別是在微膠囊化和視覺成分中的分子被消費者可見的領域，正在開辟新的協(xié)同作用的可能性，這將導致下一代香水，風味和美容遞送體系的產生。

擴大香水包埋的可能性

圖1.使用微膠囊和平板模型膜在油/水界面處的膜合成示意圖。上圖：微膠囊通過界面聚合合成：將溶解在揮發(fā)性油相中的油溶性多異氰酸酯在膠體穩(wěn)定劑溶液中乳化，形成具有受控液滴尺寸分布的水包油乳液。加入水溶性多胺交聯(lián)劑并開始界面聚合過程。聚合物膜在界面處形成并隨著氨基交聯(lián)劑通過生長膜擴散而在油相中反應而向內生長。底部面板：為了測量新生聚合物膜的界面流變學，平坦的聚合物膜與膠囊合成實驗平行使用。將對應于膠囊化芯液的油相層疊在胺水溶液的頂部，并在聚合過程中測量界面模量。對于含有尼羅紅熒光團的不同交聯(lián)多異氰酸酯油相，具有側視圖和俯視圖的2D分層系統(tǒng)的照片說明了形態(tài)和厚度的明顯的宏觀差異。使用瓜那唑（左）和碳酸胍（右）多胺形成的膜。

淀粉香料微膠囊已成功應用于粉末洗滌劑中20年，與水接觸后易溶解。在10年前首次引入織物柔軟劑后，核殼包裝香料在消費品中的應用已經實現(xiàn)了有效的同比增長。今天，幾乎90％的全球柔軟劑變體使用該技術為用戶提供持久的香水感受。由于香精膠囊在特定的最終用途應用階段提供了有針對性的嗅覺增強，因此正確的外殼中的正確香調可以同樣增強品牌差異和產品銷售.1

這證明CPG公司在香水方面的投資增加是合理的，首先是在洗衣護理方面，從織物柔軟劑和粉末洗滌劑逐漸擴展到液體洗滌劑，包括單位劑量。在此之后，除臭劑是第一個加入封裝香料以實現(xiàn)持久保護和水分觸發(fā)釋放的個人護理產品。含有膠囊的第一批洗發(fā)水，護發(fā)素和沐浴露現(xiàn)已成功滲透到更廣泛的個人護理市場。

在任何產品中，游離的，未包埋的香精都是“作品中的關鍵成分”。無論是利用洗衣機處理濕衣物，還是在淋浴時使用洗發(fā)水，游離香精都會給消費者帶來直接印象。2但是為了讓消費者獲得持久的新鮮感，更具體地說是獲得正確的強度和在每個階段的愉悅感，包埋的香精在使用周期的后期釋放是十分必要的。

通過溫和的摩擦，溫度，濕度，離子強度或pH（光）觸發(fā)釋放。膠囊可以設計成在使用周期中的各個階段發(fā)生分解釋放，當洗滌物被干燥，熨燙和折疊時以及隨后從櫥柜中取出時分解。其效果是為干凈清爽的衣物營造出整體持久的感受。在洗發(fā)水中攜帶的膠囊（其沉積在皮膚和頭發(fā)上）將在干燥后很長時間內釋放額外的香味。在晚上觸摸頭發(fā)或將其刷在枕頭上將使它們釋放更多香味。與此同時，除臭劑中的柑橘前調對于創(chuàng)造24小時防臭的感覺至關重要，如果沒有包埋，這種除臭劑將無法在市場競爭中生存。

該技術領域的發(fā)展尋求改善膠囊在其目標底物上的沉積，包括不同的紡織品，皮膚和頭發(fā)。目的是減少洗滌過程中可能沖洗掉的量。3

圖2 微膠囊合成示意圖

除了提高沉積水平外，該行業(yè)正在努力獲得對膠囊本身穩(wěn)定性的更多控制。這是一種平衡行為，其中膠囊必須在供應鏈中花費的時間內保持新鮮和完整。一些膠囊通常懸浮在諸如液體洗滌劑的萃取介質中，因此必須能夠抵消萃取劑的影響。但他們還必須在所需的使用時刻響應釋放觸發(fā)和分解。要求獲得持久的香味感受，這一挑戰(zhàn)更加復雜，這意味著膠囊不應該同時被打開。相反，該系統(tǒng)應包括不同程度的穩(wěn)定性，以允許一些膠囊比其他膠囊更早觸發(fā)，并在整個使用階段產生香味的線性釋放。4

該技術的成功應用取決于“工具包”，研究人員可利用該工具包操縱膠囊的化學和物理參數(shù)，例如表面與體積比，殼厚度，有效載荷和粘彈性。膠囊本身的尺寸范圍為10至40μm。剪切釋放，沉積，泄漏和可用于釋放的油量都與這些參數(shù)相關，這些參數(shù)必須針對每種應用進行優(yōu)化。雖然不能將人的鼻子替換為確定產品性能的工具，但可以通過測量和發(fā)展對這些參數(shù)的良好認知來預先估計性能。3,5

也許調香師面臨的可能是更困難的挑戰(zhàn)之一。他或她必須創(chuàng)造一個具有小劑量影響的香調，并且不會與膠囊壁反應以改變其物理 - 化學平衡。

膠囊占最終產品體積的很小百分比。雖然它們可能具有高有效載荷，但可能高達其重量的90％，而不是所有這些都將成功地沉積在目標底物上;它們都不會立刻被打開。因此，當釋放確實發(fā)生時，可用的香水很少，這意味著香水必須具有強烈的氣味。然而，調香師可用的許多成分會干擾膠囊的界面聚合過程。而且，如果香料成分一旦形成就對殼具有太大的親和力，則可能發(fā)生增塑弱化作用并導致滲漏到產品基料中，導致性能的顯著損失。

這意味著調香師可用的“調色板”非常有限；在超過一千種成分中，可能只有300種可能適合封裝。因此，調香師和化學家之間需要特別的協(xié)作努力來設計每種產品以避免膠囊的不穩(wěn)定和泄漏。然而，一些在游離油中會產生刺激和令人不愉快的成分在所應用膠囊的封裝劑量下卻可用于為濕和干的織物提供新鮮感。

開發(fā)過程還包括最重要的消費者驗證測試。這些可以采取許多不同的形式，包括與家庭決策者進行面對面或在線訪談洗衣品牌購買;小組自我評估（例如除臭劑）;與志愿者進行5次受控實驗室檢測;專家評估或消費者家庭使用測試。6

有針對性的香味提升并不一定總是有助于消費者的整體喜好。它需要最好的調香師的藝術創(chuàng)造一個令人愉悅的游離香和膠囊香味的組合;正確的香韻和香調將在消費者驗證測試中產生那些明確無誤的響應，例如：“沒有什么比第一次滑入新洗過的床單更好。我無法形容它，”或“芳香的衣服讓我開心 - 如果身邊的人能聞到你的味道。”

利用香精的傳遞系統(tǒng)

風味產業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新是由消費者對口味和釋放的新鮮和差異化體驗的需求所推動的。這迫使顧客尋找真實且盡可能接近新鮮食品的風味和風味特征。這為開發(fā)和應用創(chuàng)新的封裝技術創(chuàng)造了一個重要的機會。

如今，這些系統(tǒng)被視為該領域未來創(chuàng)新的關鍵推動因素。傳遞系統(tǒng)是口味之間的重要橋梁它們本身通常是具有非常不同的化學和物理性質的物質的復雜混合物，以及飲料和最終食品，它們通常是含水環(huán)境。一種風味不能直接融入另一種，所以必須要有其他東西來發(fā)揮這種風味的全部潛力。

傳統(tǒng)方法包括將風味物質轉變成合適的物理狀態(tài)，例如通常通過噴霧干燥過程7或乳液8產生的速溶粉末，其可以容易地溶解或懸浮在食物中。封裝技術在風味物質周圍形成物理屏障，防止其與環(huán)境發(fā)生反應并失去其原始風味感受。

此外，正如香料一樣，包封允許響應于某些觸發(fā)因素而控制釋放香味。例如，造粒技術可用于產生多涂層顆粒，其中香味包衣基質緩慢溶解以產生緩慢的香味釋放，例如在口香糖中或在烹飪過程中。

然而，技術進步的能力將取決于三個關鍵領域的技能和創(chuàng)新。首先，在材料選擇方面，越來越需要用天然物質替代化學改性成分，以及更符合標簽的成分。其次，該行業(yè)必須對這些材料在風味應用中的表現(xiàn)有基本的了解;最后，它還必須提高加工技術的效率和可持續(xù)性。

在遞送系統(tǒng)的物質基礎方面，客戶總是希望在最終產品標簽上做出更具吸引力的聲明。例如，由于在水中的溶解性以及在香料周圍形成堅固的包封基質的能力，改性淀粉在歷史上一直被用作噴霧干燥中的包封基質。現(xiàn)在的挑戰(zhàn)是要么開發(fā)可以提供相同性能的天然淀粉基材料，要么研究來自不同來源的替代材料。

理解材料如何表現(xiàn)的科學方法也是必不可少的。雖然已經知道很多，但仍有工作要縮小現(xiàn)有知識中的空白，例如，以確定如何在封裝基質中最好地保護特定風味。

還有提高加工技術成本效益和可持續(xù)性的空間，例如在干燥過程中使用更少的水和在更低的溫度下工作，這將節(jié)省能源并減少二氧化碳足跡。

所有這些工作都取決于公司在組織內部發(fā)展跨專業(yè)職能團隊的能力。在過去，風味部門通常依賴于食品科學和化學方面的專業(yè)知識。今天，通過利用生物科學的知識和實踐，進一步推動創(chuàng)新。生物系統(tǒng)被視為開發(fā)新的輸送系統(tǒng)的豐富靈感來源，例如使用天然成分和創(chuàng)造更可持續(xù)的過程。一個例子是阿拉伯膠，一種從金合歡樹收集的天然成分。當收獲時，在樹上制造傷口并且滲出物流出以密封它，形成保護植物的天然薄膜。該功能用于香味封裝;口香糖在風味物質周圍形成一層薄膜，一種干粉，以防止其損失。天然產物被認為是風味技術未來發(fā)展的必要條件。

通過培養(yǎng)創(chuàng)新氛圍，公司可以建立快速開發(fā)新點子并響應客戶需求的能力。但是，通過尋找更進一步的合作領域以及與學術界和工業(yè)界的其他領導者和創(chuàng)新者建立強大的合作伙伴網絡，也可以獲得很多好處。充滿活力且迅速擴張的初創(chuàng)企業(yè)也是創(chuàng)新者的豐富來源，其新想法正在尋求商業(yè)化。

圖3   層層自主裝包埋親油性物質的示意圖

探索活性化妝品中的輸送系統(tǒng)

在活躍的美容市場，包埋為新產品和遞送系統(tǒng)的開發(fā)提供了潛力，也驅動利用這項技術吸引消費者的視覺感受，并開拓新的營銷機會。

該策略不是使用微觀膠囊，而是采用生態(tài)友好的視覺成分，當懸浮在洗發(fā)水，沐浴露配方或白色乳液中時，這些成分是可見的。視覺成分由纖維素和糖制成，當使用成品時它們會分解并消失。將活性成分摻入纖維素基質中，糖使其在干燥時硬化。環(huán)保的視覺線索可以制作成三維形狀，如珠子，心形，星星或花朵。這些吸引人的視覺特征為與消費者的直接溝通開辟了新的渠道。一旦添加到配方中，形狀就會在幾小時或幾天內變軟。

該技術是改善某些產品視覺吸引力的成功方法，但它也有可能被用作遞送

系統(tǒng)并同時在視覺上傳達配方中成分的存在。

可見球技術的一個關鍵特征是缺少密封殼或外層。球體不是封裝，而是包裹球體活性成分或分子。相同的系統(tǒng)可用于化妝品和個人護理產品中以包埋顏料。例如，有可能制作一種透明配方，當球體涂抹在皮膚上時會改變顏色，例如生產藍色泡沫的兒童用肥皂。為此目的，40％的顏料被包埋在纖維素核心中;然后用另一種顏色涂上形狀以掩蓋著色中心。涂上與其提供的顏色不同的球體的技術也可以應用于化妝品中，以增強其消費者吸引力。例如，具有白色外層的棕色顏料球將在白色乳液中完全消失。在應用時，配方將成為基礎。

通過將香精和香水輸送技術與視覺上吸引人的環(huán)保視覺提示相結合，消費者可以體驗到其產品中增強的氣味和味覺體驗。在香水的應用中，研究人員正在研究是否有可能制造出一種既能帶有香味又能具有活性成分的膠囊，這種膠囊可以為皮膚帶來長期的感官感受，以及生理活性作用。

圖5 轉移至乙醇之前和之后的ETPTA微膠囊的光學顯微鏡圖像。轉移至乙醇導致從微膠囊中完全提取α-pine烯。比例尺代表200微米。 （b）顯示在DI水中分散約~2.8天后殘留在微膠囊中的α-pine烯百分比的圖。 （c）在除去膠囊分散介質后，具有和不具有水凝膠網絡的ETPTA微膠囊的光學顯微鏡圖像組。比例尺代表200微米。 （d）顯示在除去膠囊分散介質時α-pine烯隨時間保留的百分比的圖。

未來創(chuàng)新的平臺

開發(fā)和掌握這些技術需要數(shù)年時間，然后將原型轉變?yōu)榉弦笄野踩目射N售產品。通常，該領域的公司可能專注于一個應用領域，如香水或香精，但他們很少將所有三個領域并行運行。但是，當一家公司確實可以進入所有三個領域時，它可以建立一個專業(yè)知識金字塔，并通過發(fā)展協(xié)同作用創(chuàng)造真正的技術和市場優(yōu)勢。