1. 引言
在当今世界，芳香类产品的应用已经渗透到日常生活的各个方面，为我们的生活带来了丰富多彩的嗅觉体验。随着社会经济发展和人们生活品质的提升，人们对芳香类产品的品质和稳定性也提出了更高的要求，采用微胶囊技术对芳香类物质进行包覆，不仅可以解决在生产和储存过程中芳香物质易挥发变质的问题，还可有效减少芳香物质与外界环境的接触，减少其损失与变质，并实现香精的缓释，延长香味的释放时间，因此芳香微胶囊目前得到了各行业广泛的关注和研究。
微胶囊技术是一种利用天然或合成的高分子材料，用化学或机械方法，将目的物包覆其中，形成直径从几微米到上千微米的核–壳结构微小粒子的技术[1]。20世纪80年代以来，微胶囊技术取得了更大的发展，涌现了大量关于微胶囊制备技术的专利申请[2]。近些年来，微囊化技术已经从最初的无碳复写纸和药物包覆拓展到粘合剂、药物、活细胞、活性酶、香料、化妆品、农药、油墨及石油等行业[3]。
本文对芳香微胶囊的制备技术、微胶囊结构、常用壁材及其性能特点、应用领域以及相关研究进展进行全面的梳理和评述。通过综述相关文献，我们将深入了解微胶囊香精的制备原理、技术手段以及在食品、日用品、化妆品等领域的应用现状和前景。同时，我们还将探讨微胶囊香精面临的技术挑战和未来发展方向。
2. 芳香微胶囊的制备方法
微胶囊的制备方法主要分为物理法、化学法和物理化学法三大类，物理法制备微胶囊的过程不涉及化学反应，利用温度或压力促进壁材对芯材的包封。化学法是利用壁材发生化学反应，生成有效且连续的壳，制备的微胶囊通常为球形且表面光滑。物理化学法是通过改变条件使溶液中的成膜材料发生聚沉，然后包封芯材形成微胶囊[3]。芳香微胶囊制备时应根据微胶囊的特性、壳壁形成机制以及对缓释芯材的要求选择合适的制备方法[4]。
2.1. 物理法
物理法是基于壁材的物理变化，借助离心、挤出、喷射等机械加工手段进行微胶囊化[5]，常用的有喷雾干燥法和包络结合法，见表1。
2.2. 化学法
由化学法制备微胶囊香精的技术成熟且可调控，拓宽了壁材的应用范围。化学法包括原位聚合法和界面聚合法两种，见表2。化学聚合时温度较高，芯材易受到影响，所以这种方法对所包覆的芯材有一定要求[6]。
2.3. 物理化学法
物理化学法主要是利用外界条件的改变来使壁材的溶解度降低，使壁材在溶液中析出，凝聚在芯材表面，形成微胶囊，最常用的为复凝聚法[6]。复凝聚法是指在壁材分散相中含有两种以上的亲水胶体，通过调节介质pH值等，使带异性电荷的两种胶体之间因电荷中和而溶解度降低，引起相分离而产生凝聚[12]。其操作过程简单，对设备要求较低，工艺条件温和，稳定性更强，对于脂溶性芯材具有延缓氧化和控制释放的功能[17]。另外所制备的微胶囊产品囊内芯材含量高、包埋率高，具有较为理想的留香时间，但与原位聚合法一样存在甲醛释放问题[11]。阿根廷的Maria M. Miro Specos等[18]用复凝聚法制备明胶一阿拉伯树胶芳香微胶囊以及酵母细胞芳香微胶囊，研究其制备工艺并将芳香微胶囊整理在棉织物上，数据显示织物具有较好的量化分析效果。
Table 1. Comparison of spray drying method and enveloping method
表1. 喷雾干燥法和包结络合法的对比
制备方法 |
基本原理 |
优缺点 |
相关文献 |
喷雾干燥法 |
是将某固体水溶液以液滴状态喷入热空气中使水分蒸发，分散在液滴中的固体随即被干燥，从而得到微胶囊香精粉末[5]。 |
操作简单，分散性好，可制备纯度较高的微胶囊。费用较高，喷雾干燥时，出口温度难以直接控制，微胶囊的性能受到影响[6]。 |
温礼馨[7]、汤慧民[8] |
包络结合法[6] |
主要以环糊精及其衍生物为壁材，对疏水性香精物质进行微胶囊化。 |
操作简单，壁材β-环糊精理化性质稳定且无毒。壁材的局限性太高，目前，仅在β-环糊精材料上取得了一定的进展。 |
连媛[9]、颜铭池[10] |
Table 2. Comparison of in-situ polymerization and interfacial polymerization
表2. 原位聚合法和界面聚合法对比
制备方法 |
基本原理 |
优缺点 |
相关文献 |
原位聚合法 |
具有反应性的单体或预聚体和催化剂一起加入到含芯材的分散相中，单体或预聚体在分散相芯材上发生聚合反应，在芯材外围形成壁材[6]。 |
工艺简单，成本低，微胶囊致密性高，留香久[11]。要求单体是可溶的，聚合物是不可溶的，成本高[12]，且结构中含有甲醛，不利于健康[11]。 |
徐传芳[13]、杨永[14] |
界面聚合法[12] |
两种带有不同活性基团的单体分别溶解在互不相溶的溶剂中，当一种溶液被分散在另一种溶液中时，两种溶液中的界面会形成聚合物膜。 |
包封率高，能很好地保护活性物质。但要求被包裹物能耐酸碱性，不能与单体发生反应。 |
宋金城[15]、刘炎昌[16] |
3. 芳香微胶囊的结构
目前，芳香微胶囊的结构以单核单壁型和单核双壁型为主，在此基础上还有一些其他类型的微胶囊，诸如：复核微胶囊，复壁材微胶囊等[19]，其结构和形状的不同主要取决于制备的方法、微胶囊芯材和壁材的理化特性[3]。微胶囊香精的平均粒径分布在1~1000 μm，一般呈现的形状是球形的，由于制备原材料或制备方法的不同，也会出现不同的结构[20]，见图1 [3]。
Figure 1. Schematic diagram of different microcapsule structures: (a) single-core single-wall; (b) single-core multi-wall; (c) multi-core single-wall
图1. 不同微胶囊结构示意图：(a) 单核单壁型；(b) 单核多壁型；(c) 多核单壁型
3.1. 单核单壁型微胶囊
单层微胶囊研究较早，常用的芳香微胶囊制备方法均可制备单层微胶囊，具有制备过程较为简单、操作易行等特点。单层微胶囊由单层囊壁与芯材通过化学、物理或物理化学法制备而成[21]。
单凝聚法以亲水性电解质为凝聚剂，降低体系中单一高分子的溶解度，使之凝聚成囊，具有制备简单，包埋率高的优点[22]。蒋爱月等[22]以甜橙油为芯材，以明胶为囊材，通过单凝聚法和真空干燥，制备出甜橙油微胶囊。通过对甜橙油微胶囊的形貌、包封率、热重分析和热释放行为进行研究，结果表明，甜橙油微胶囊具有完整和光滑的微球结构，包封率高达80%以上，热释放温度范围扩宽至200~600摄氏度，热释放能力增强。
界面聚合法在膜技术领域应用范围很广，可以制备出纳米级的聚合膜层，其壁材多为具有多官能团的聚合物，芯材可以是水溶性也可以是油溶性[21]。王俊华等[23]制备了以聚氨酯为壁材、薰衣草为芯材的芳香整理剂。壁材聚氨酯是由2,4-甲苯二异氰酸酯和聚乙二醇由界面聚合法所制得，克服了明胶、阿拉伯胶、环氧树脂等存在甲醛及活性单体易与芯材反应的缺陷。通过单因素和正交试验得到了制备微胶囊的工艺条件，将此条件下制得的微胶囊应用于织物，可得到留香时间较长的芳香纺织品。
原位聚合法的制备过程中基本都需加入甲醛生成预聚体，达不到环保的要求，而且可能会改变香精成分[21]。葛艳蕊[24]等以油溶性玫瑰香精作为目的物，以脲醛树脂作为壁材，用原位聚合法进行微胶囊化。通过研究微胶囊的皮芯比、反应介质pH值、催化剂、酸化时间和反应温度等影响因素对微胶囊的包埋率、表面形态、粒径大小及其分布的影响，得到了优化的缩聚反应条件。在优化的条件下，可制得包覆良好、粒径分布均匀且平均粒径较小的球型固体微胶囊。
用喷雾干燥法制备微胶囊的过程，生产操作简单，效率高，易于实现工业化生产，得到的产品粒径均匀、分散性较好[21]。温礼馨等[7]以天然高分子材料麦芽糊精为壁材，薰衣草精油为芯材，通过喷雾干燥工艺制备薰衣草精油微胶囊，提高了薰衣草精油的稳定性并延长其缓释性能。同时，对薰衣草精油微胶囊的水分散稳定性进行分析，结果发现，薰衣草精油微胶囊可均匀分散于水中且具有良好的水分散稳定性，拓宽了薰衣草精油的应用领域，延长其使用期限。
综上所述，芯材、制备方法和所选用壁材等因素相互作用，对微胶囊粒径的大小、包埋率、制备工艺、成本以及留香时间等技术参数的影响不同。如壁材为β-环糊精，通常选用包结络合法为制备方法，此具有成本较低和工艺简单的优点，但也会出现包埋率较低、芳香时间短、易变质等缺点。再者，壁材为聚氨酯时，制备方法选用界面聚合法，具有反应速度快、留香时间持久、芳香物质含量高等优点，但存在着成本较高和操作较难等不足[21]。
3.2. 单核双壁型微胶囊[21]
单核单壁型芳香微胶囊对香精进行单层壁材包覆，其包覆效率难以达到90%以上[25]。单核双壁型的芳香微胶囊在香精经过第一层壁材包覆后，再次进行第二层膜的包覆，增加了囊壁的致密性，具有良好的留存性、持久性和稳定性。同时，相对于单层微胶囊操作较为复杂，成本增加，在壁材选择上存在一定的限制。
方法一：由第二层聚合物壁材包覆内核单层微胶囊而制成的微胶囊，需经过两次反应而得，如蔡秀丽[26]等采用微胶囊连续双层包覆方法对茉莉香精同时包覆密胺树脂和丙烯酸酯，以改善香精的耐热和缓释性能，热重法TG测得双层微胶囊的质量损失速率明显小于单层微胶囊。汪秀琛[27]等使用环氧树脂与固化剂产生两次聚合，形成了具有双膜结构的抗菌芳香微胶囊，该方法所制备的抗菌芳香型微胶囊性能大大提高，用该微胶囊整理纺织品效果较好且持久耐洗。
方法二：选择具有两层结构的壁材经过一次反应制成，如Bishop [28]等利用酵母细胞天然的双层囊腔结构对薄荷油进行包覆，其包埋率达57.33%，具有大小均匀、安全无毒和易生物降解等特点。
3.3. 多层微胶囊[21]
多层微胶囊由多层相同或不同的壁材与由活性成分组成的内核形成聚合物壳组成。目前，有少量专利公布了通过涂层方法得到多壁微球和微胶囊的技术。
克维特尼特克西[29]等制备了薰衣草精油多层微胶囊，其不同层次具有不同的材料组成和功能，多层结构能够实现芳香剂的缓释，使芳香纺织品在较长时间内保持宜人的香气。这对于提升纺织品的附加值和市场竞争力具有重要意义。但此类微胶囊制备步骤繁琐，粒径不易控制，对后整理工艺有较大的影响，因而应用较少。
张红霞[30]以薰衣草香精为原料，以β-环糊精、壳聚糖、海藻酸钠为多层壁材，采用包合包封法制备多层缓释芳香微胶囊，并将其负载到织物上。通过考察不同反应条件对包覆率的影响，对芳香微胶囊的结构及性能进行测试表征，结果表明，多层芳香微胶囊粒径分布均匀，留香时间长，且具有一定的高温贮存能力。将制备的多层芳香微胶囊通过浸渍整理负载到织物上，对芳香纺织品的留香性能、服用性能进行分析，自然放置30天后仅有极少的香气质量损失，在10次洗涤循环周期后，仍有芳香物质的残留，表明了芳香纺织品缓释效果良好，自然放置下香味保持时间久。
芳香微胶囊的多层结构为芯材提供了良好的保护，能够防止其受到外界环境因素的影响而变质，使芯材能够保持其原有的品质和香气强度；能够有效地控制香味的释放速度，实现了对物质释放的精确控制；能够实现多种香味的组合或特定功能的赋予，满足不同的应用需求。同时，多层芳香微胶囊也存在不足之处，多层芳香微胶囊需精确控制每一层的包覆过程，制备工艺复杂，且需使用多种材料，成本较高；多层结构使得香气释放过程更加复杂，增加了香气释放控制的难度；多层芳香微胶囊可能减缓香气的释放速度，不太适合某些需要快速释放香气的场合。
4. 芳香微胶囊常用壁材
香精作为芳香微胶囊的核心结构，其分子结构和大小影响芯材的扩散系数，进而影响香精的释放速率[31]。壁材的选取对微囊化过程及最终产品的性质至关重要，壁材决定了微胶囊的稳定性、微囊化效率以及对芯材的控释能力，是微胶囊制备过程中首要考虑的问题之一[3]。通常情况下，能在芯材表面沉积形成薄膜的物质都能作为微胶囊的壁材[32]。微胶囊壁材需满足下列几个要求：所选壁材不得与芯材发生化学反应，不能改变香精的基本性质；壁材具有一定的抗氧化性；具有可成膜性；具有低吸湿性；本身无臭，无味；壁材和其降解产物要对环境无危害；形成的微胶囊囊壁能固化并且有一定的强度[2]。
现阶段，微胶囊的研究在壁材上存在诸多问题，如性能较好的微胶囊壁材价格有的比较昂贵，有的还可能存在对环境或人体存在危害，这些都会限制微胶囊的推广使用。因此，开发出价格低廉、对环境不产生负面作用且性能良好的微胶囊壁材成为当前芳香微胶囊领域研究的热点[33]。
4.1. 壁材的分类[6]
目前，可用于微胶囊的壁材中，高分子材料应用最为广泛，主要包括天然高分子材料、半合成高分子材料以及全合成高分子材料。其中壳聚糖、阿拉伯胶、明胶、β-环糊精、麦芽糊精、海藻酸钠、改性淀粉等都属于天然高分子材料；甲基纤维素、醋酸纤维素等属于半合成高分子材料；三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂、聚乙烯醇等则属于合成高分子材料。这些高分子材料作为壁材的优缺点，见表3。
天然高分子材料中，海藻酸钠具有良好的稳定性，适宜的缓释速率，是一种绿色材料，作为壁材海藻酸钠可与壳聚糖、明胶、脲醛树脂等多种物质复合制备微胶囊[34]，李宏英等[35]以明胶和海藻酸钠为壁材，薄荷油为芯材，制得的薄荷油微胶囊，具有较好的热稳定性。陈婉毓等[36]等制备的海藻酸钠/脲醛树脂复合微胶囊相较于脲醛树脂微胶囊具有更高的包覆率和缓释能力。吴彦等[34]以苯乙醛为芯材、海藻酸钠为壁材制备了苯乙醛纳米微胶囊，可延缓苯乙醛的释放速率，延长留香时间。
Table 3. Classification of high-polymer wall materials
表3. 高分子壁材的分类
分类 |
优点 |
缺点 |
天然高分子材料(主要有植物胶、海藻酸钠、卡拉胶、阿拉伯胶、淀粉及纤维素衍生物、明胶等) |
无毒或毒性很小、易成膜、稳定性好 |
机械性能不佳、原料质量稳定性不高 |
半合成高分子材料(主要有羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素等) |
毒性小、粘度大、成盐后溶解度增加 |
不耐高温、耐酸性差、易水解 |
合成高分子材料(均聚物类、缩聚物类和共聚物类) |
机械性能好、容易通过化学或物理修饰进行修饰 |
易产生有毒物质 |
半合成高分子壁材主要为纤维素衍生物，具有毒性较小、黏度大、成膜性好、成盐后溶解度增大的优点，但存在易水解、不适合高温处理等问题，需要现配现用。其常以溶剂蒸发、喷雾干燥、相分离等方法制备芳香微胶囊[31]。Turkoglu等[37]采用单凝聚法，以乙基纤维素作为壁材，制备出的柠檬烯微胶囊具有良好的耐洗涤性能和驱蚊效果。
合成高分子材料可制备出结构多样、致密性好、耐热等性能优良的微胶囊，能适应工业化生产及使用。但其制备过程中，残留的溶剂或单体具有一定的毒性，会对人体及环境造成污染和刺激[31]。肖超鹏[38]采用密胺树脂为壁材，制备了包覆效果好、颗粒饱满均匀的茉莉香精微胶囊，经测试可知，壁材用量的增加可以有效提高微胶囊的密封性，延长其缓释时间。Paret等[39]以聚脲/聚氨酯作为壁材，制备出的双重控释芳香微胶囊具有球形结构、光诱导释放效果较好、粒径大小对其释放效率影响较小、性能稳定的特点。Zhao等[40]以聚1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯为壁材，对脱脂薄荷油进行包覆，通过对固化温度、均质速率、芯壁比等因素对芳香微胶囊的包封效率的影响进行探究。结果显示，芯壁比和均质速率对包封效率的影响更加显著。
4.2. 壁材的选择
单一的壁材致密性较差，功能效果较为单一，目前常采用多种壁材的复配使用[31]，如双囊壁型微胶囊香精由于有第二层囊壁的包覆，所以其囊壁的致密性良好、抗破损性提高，能明显改善芳香剂的缓释性能，使芳香留存性、持久性和稳定性得到提升[6]。芳香微胶囊的制备需根据香精的性质及所制备产品性能需求，选择合适的壁材种类和制备方法，充分实现芳香微胶囊的高质量包覆和智能释放[31]。芳香微胶囊的不同壁材常用微胶囊化技术，见表4。
目前，已出现多种不同壁材的芳香微胶囊，壁材的某些性能会影响到微胶囊的释香性，如囊壁厚度、机械强度、缓释性、渗透性等。因此，在实际成囊过程中，对壁材还有一些要求，如形成的微胶囊囊壁能固化并且有一定的强度；壁材和其降解产物要对环境无危害；要求材料来源广；成膜性好，在储存和使用时足够稳定[2]。
双囊壁型微胶囊香精如阿拉伯胶–明胶微胶囊，明胶–壳聚糖微胶囊，海藻酸钠–明胶微胶囊等，应用十分广泛，包括食品封装储存、药品缓释、化妆品、电子纸等领域。近年来，多层微胶囊香精在双囊壁型微胶囊香精的基础上进一步发展，缓释性能和稳定性得到更大的提升。代璐等[49]研究出以阿拉伯胶、明胶、壳聚糖三种高分子材料结合的微胶囊囊壁，该囊壁因为壳聚糖的疏松结构大大提高了阿拉伯胶–明胶微胶囊囊壁的韧性，又因为阿拉伯胶的存在，明胶–壳聚糖微胶囊囊壁更加致密，故阿拉伯胶–明胶–壳聚糖微胶囊较常规阿拉伯胶–明胶、明胶–壳聚糖微胶囊性能得到提升。
Table 4. Common microcapsule techniques for different wall materials
表4. 不同壁材常用微胶囊化技术
壁材 |
芯材 |
微胶囊技术 |
参考文献 |
脲醛树脂 |
檀香香精 |
原位聚合法 |
陈岩[41] |
有机合成密胺树脂 |
茉莉香精 |
原位聚合法 |
宋晓秋[42] |
壳寡糖、三聚磷酸钠 |
柠檬油香精 |
复凝聚法 |
刘鹏涛[43] |
壳聚糖、明胶 |
柠檬香精 |
复凝聚法 |
苗红[44] |
明胶、阿拉伯胶 |
桂花油香精 |
复凝聚法 |
曾晖[45] |
异佛尔酮二异氰酸酯 |
萱草香精 |
界面聚合法 |
宋金城[15] |
蜜胺树脂 |
茉莉香精 |
乳液聚合法 |
张美艳[46] |
壳聚糖、多聚磷酸钠 |
天然精油 |
复合凝聚法 |
宋晓秋[47] |
明胶、阿拉伯胶 |
薄荷精油 |
复合凝聚法 |
朱楠[48] |
5. 微胶囊香精的应用
微胶囊具有保护芯材物质免受环境影响，屏蔽味道、颜色、气味，改变物质状态或表面性能，隔离活性成分，降低挥发性和毒性，控制芯材物质的可持续释放等作用，目前该技术已经被广泛应用于生物医药、食品、农药、化妆品、金属切割、涂料、油墨、添加剂等多个领域，成为材料、化学化工、生物和医学等诸多学科领域工作者的研究热点[50]。
5.1. 在纺织品上的应用
随着国民收入的增加和消费观念的转变，人们越来越注重生活品质的追求和新科学技术的应用，在消费升级的大环境下，人们对纺织品的要求也越来越高，如舒适性、柔软性、功能性、保健性等，纺织品呈多元化趋势发展。一般来说，作为功能性纺织品的芳香纺织品的功效体现在三个方面：一是掩盖空气中难闻的气味，释放出令人心神愉悦的香味；二是利用某些特殊功效的香精油达到净化空气、抗菌、驱虫杀毒以及预防疾病传播等功效；三是通过缓释含有中草药精油等具有保健功能的物质，开发芳香疗法的医疗保健作用。
多功能性纺织品能够激发纺织品的市场潜力，推动纺织品行业的新发展。功能性芳香微胶囊也将随着纺织品的发展不断向多功能化、绿色健康、安全环保等方向进行深层次研究[4]。
5.1.1. 留香纺织品
香精作为易挥发变质物质，大部分为亲脂性物质，容易经人体皮肤吸收或吸入肺部，进入血液循环，引起脑区活化，可平衡和调节人体的精神与身体健康[31]。直接在纺织品的后整理工艺中添加香精原料尽管可以赋予织物香味，但是其不持久且不耐水洗[51]。为此，芳香微胶囊为解决上述问题提供了新思路，通过将香精微胶囊化，可为纺织品提供持久香气。
Wang [52]等以界面聚合法制备了薰衣草微胶囊。经气相色谱/质谱测试可知，薰衣草香精中香气主要成分为D-柠檬烯、桉树脑、芳樟醇和丙酸丙酯。较纯香精浸渍棉织物5天的留香时间相比，微胶囊整理的棉织物在放置12周后，各香气成分损失率低于50%，且经20次洗涤循环后，仅损失27.24%，具有良好的耐久释放性能。
宋晓秋等[47]采用复合凝聚法在天然精油外包裹壳聚糖和多聚磷酸钠的外层壁材的方式制得芳香整理剂，此法克服了天然精油的应用局限性、提高了天然精油的利用率、拓宽了天然精油的应用领域。将芳香物质制成整理剂后与丝织品进行有效结合，能使人们心旷神怡，得到良好的体验感，顺应了芳香纺织品发展的趋势。
芳香微胶囊利用浸涂、浸轧、印花等整理技术，将芳香微胶囊整理在纺织品表面、纱线中间、纤维中间，形成留香效果好的芳香织物[53]。芳香织物的出现，大大提高了纺织品的附加值，也提高了织物的档次，具有广阔的市场前景[31]。
5.1.2. 抗菌、驱蚊纺织品[31]
天然香精含有多种萜烯类、萜类、酚类等抗菌成分，具有广谱抗菌、可生物降解、低残留的特点。如茶树油能够抑制细菌、真菌的生长，减少皮肤感染的风险。此外，部分香精复配使用后具有协同增效作用。
Dridi等[54]采用壳聚糖对肉桂、丁香及两者复配精油包覆，制备出芳香微胶囊整理于棉织物上，可赋予棉织物良好的抗菌和润湿性能。采用琼脂扩散法测定表明，两种精油都对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抗菌活性，且两种精油复配后具有协同增效作用。
欧阳旭[55]选取具有芳香和抑菌性能的香茅油为芯材，将纳米银粒子负载在微胶囊的壳材上，采用原位聚合法来制备芳香抑菌微胶囊。通过对载银芳香抑菌微胶囊进行抑菌性能测试，测试表明含有香茅油的微胶囊对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都有较好的抑菌效果。将芳香抑菌微胶囊与胶黏剂混合配制成整理剂并对织物进行整理，制成一系列的芳香抑菌织物。测试织物的性能发现整理后的织物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率高达97%以上。且经过数十次的洗涤测试后，纺织品的抗菌率仍然达到70%。
蚊子不仅会传播病原体，还干扰人们正常生活和身心健康，是公共卫生重点关注的害虫。植物精油对蚊虫表现出不同程度的引诱、拒食、驱避、抑制生长发育的效果，可作为化学驱蚊剂的替代品而被研究和使用。目前，驱蚊纺织品作为一种长期有效防止蚊虫叮咬的产品，适合军事人员和外勤人员使用。Kala等[56]制备了柠檬油/壳聚糖纳米微胶囊，并以丙烯酸酯作为增稠剂和黏合剂将其制为凝胶。经其整理的棉织物，经15次水洗后仍有微胶囊附着，且驱蚊效果达75%，有效减少柠檬油的损耗和微胶囊的掉落，具有良好的耐洗和驱蚊效果。
未来，抗菌、驱蚊纺织品将不局限于单一的抗菌或驱蚊功能，可能会通过技术创新实现多种功能的复合。例如，可能同时具备抗菌、驱蚊、预防感染和减少蚊虫叮咬等功能的纺织品将会出现。同时，随着消费者需求的日益多样化和个性化，未来抗菌、驱蚊纺织品也可能向定制化方向发展。
5.1.3. 保健纺织品[12]
香味纺织品凭借其天然芬芳的治疗作用，以及其无任何副作用的保健功效，能够取代某些药物，或者对人体起到辅助、长久的治疗。如高血压患者，可使用罗勒、鼠尾草、薄荷、金银花等香味纺织品，做成枕头起到镇静作用。
李裕奖[57]制备了一种缓释可控薰衣草精油微胶囊，进而制备含缓释可控薰衣草精油微胶囊的整理剂。将整理后的面料缝制成床单、枕套、被套、窗帘或桌布等家纺产品，可实现高效、长期缓释薰衣草精油的功能；赋予了枕头、床单保健功能；有效拓宽了薰衣草治疗的发展途径。
芳香疗法是一种用香味来治疗疾病的方法，其本质是通过将芳香物质释放出来的挥发性物质吸入体内，或某些芳香物质与皮肤表面直接接触，引起人体生理反应，以达到治病、防病、保健或振奋精神的目的[58]。彭国敏等[59]介绍了芳香疗法的保健功能和香味纺织品的生产方法，研究香味整理剂的三种不同的施加方式对香味织物性能的影响以及香味整理的耐洗涤性。结果表明，浸渍法这种整理工艺较好，香味浓度较高；未经水洗的香味整理棉织物的香味浓度较高，随洗涤次数的增加，香味浓度的降低幅度变小。香味功能纺织品是香薰疗法的新发展，赋予了纺织品新的感官及医疗保健功能。
综上所述，将具有保健作用的香精进行微胶囊化，再与枕头、床单等纺织品结合，香精物质可通过口鼻吸入、皮肤毛孔等途径作用于人体。如长期使用散发薰衣草香味的枕头和床单可安定情绪、改善睡眠、降低高血压等功效。
5.2. 在纸张上的应用
在纸张加工中，将功能性助剂微胶囊化添加到纸浆中能赋予纸品特殊的性能，可以制作无碳复写纸 、热敏纸 、电子纸、香味纸等。香味纸在受到书写、摩擦或揉搓时会释放特定的香味，提高了纸张产品的档次，可以用于装饰纸、商标用纸、标签纸和包装纸等[14]。
冯喜庆[60]通过界面聚合法制备水溶性和油溶性香精微胶囊，将制备的微胶囊添加到浆料中，得到性能优良的香味纸。通过对香味纸中香精微胶囊的留香时间的研究发现，当香精含量相同时，香味的开始释放时间随着温度升高而减少，微胶囊的稳定性较差；当温度相同时，香精含量在一定范围内升高时，香味的开始释放时间逐渐变小。由此可知，制备的微胶囊对香精具有良好的包覆效果。
何荥等[61]采用复凝聚法制备出以柠檬香精为芯材，壳聚糖和明胶为壁材的微胶囊，并且将微胶囊加入到纸浆中制成纸张，得到具有柠檬香味的纸张。通过研究香精与乳化剂质量比、乳化速率、乳化时间、明胶与壳聚糖质量比和芯材与壁材质量比等影响因素的研究，得到了最佳的反应条件。在此反应条件下，制备柠檬香精微胶囊并将其添加到纸张加工中，得到缓释效果好、留香时间长的柠檬香味纸张。
万帅[62]采用改进的乳化溶剂挥发法制备聚乳酸–羟基乙酸共聚物纳微胶囊并通过壳聚糖进行表面改性，提高了纳微胶囊香精的载香量及吸附性能。通过香精微胶囊整理后的芳香墙纸在抗拉强度、耐磨性能和留香时间上都比普通加香的芳香墙纸效果更好。此方法不仅绿色安全，且增强了墙纸的机械性能和热稳定性，极大地提高了芳香墙纸的潜在价值。
芳香微胶囊能够延缓香精的释放速度，延长留香时间，不仅提高了纸制品的附加值，还为消费者提供了更多功能性和舒适性的选择。未来，芳香纸制品的留香技术将不断优化，能够进一步提高纸制品的市场竞争力。
5.3. 在皮革上的应用
随着皮革的生产工艺逐渐现代化，天然皮革需经过多道制革工序的处理，处理过程中会使用大量的化工材料，最终制得的皮革具有特殊的令人不适的气味，一定程度上影响了消费者的购买欲望。目前，人们对皮革的需求已经由原来的实用型向装饰型、享受型、保健型转变。芳香皮革为我们提供了更愉悦轻松的生活方式，同时还提升了产品的附加价值[58]。
Hu [63]等采用微乳液聚合法制备了负载兔耳草醛的聚丙烯酸酯纳米胶囊并将其应用于皮革上，相比于直接使用兔耳草醛加香，经纳米胶囊加香的皮革香气强度下降程度更低，证明纳米胶囊具有良好的缓释性。
林可心[58]等系统地叙述了天然芳香物质的来源及其消除烦躁、医疗保健的功能，以及基于微胶囊、凝胶化、包合物的长效留香技术，通过这些留香技术的应用来生产芳香功能皮革，对于提高皮革工业技术含量、提升产品价值、促进皮革工业发展均具有重要意义。
程雅君[64]选用桂花香精为香精模型，以纳米二氧化硅为壁材对香精进行包覆，并将其应用于皮革加香，经加香整理后，皮革的刺激性气味强度明显减弱，香气浓度和香气舒适度显著增加，改善了皮革整体香气舒适度，有效实现加香皮革的长效芳香性能。
将芳香微胶囊应用到制革的生产中，对于提高皮革工业技术含量、提升产品价值、促进皮革工业发展均具有重要意义。随着研究不断进展，工艺逐渐完善，皮革加香技术在皮革上的应用会更加广泛[58]。
5.4. 在烟草产品上的应用
香精可加料于处理后的烟丝中，以增进卷烟香气和抽吸风味，但香精直接用于卷烟加香时，存在挥发性强、易氧化、易分解等问题，致使香精的利用率降低和价值损失。将挥发性较强的烟用香精通过微胶囊技术进行包覆，一方面可以提高香精的稳定性，另一方面能够使其在燃吸状态下缓慢释放香气成分[65]，延长香气释放，调节卷烟整体香气和谐，从而提高卷烟整体质量[51]。
包秀萍[66]等利用溶剂脱水法、相分离-凝聚法将薄荷油制备为微胶囊香精，并将其添加到卷烟滤嘴中，结果发现添加薄荷油微胶囊后，有助于改善卷烟的舒适性，使余味得到提升，给吸烟者带来更好的体验。
何红梅等[67]等以阿拉伯胶和云母薄片作为复合壁材，海藻酸钠作为固化剂，采用微胶乳液法，经过浓缩、喷雾干燥制成薄荷味微胶囊。该微胶囊稳定性较好，不易溶于水，抗机械作用力强，在抄纸过程中胶囊结构不易被破坏。将微胶囊以造纸填料的方式加入到卷烟纸的浆料中，解决了微胶囊易脱落的问题，同时，薄荷香气易挥发性被有效抑制，使香气得到缓释，能给吸烟者带来清凉愉悦之感。
董志俭[68]通过复合凝聚法制备薄荷油微胶囊，采用转谷氨酰胺酶为固化剂，固化后，囊壁具有稳定的三维网状结构，能够在高温、高湿的加工环境中保持完整的结构，很好地保护内部芯材。将微胶囊化的薄荷油加入烟草，烘干后薄荷油损失量明显降低，微量成分在烘干的过程中也得到了很好的保护。如果直接将薄荷油直接加入烟草，在烘干后薄荷油损失很大，烟草中的一些微量成分甚至已经完全损失。
芳香微胶囊在烟草产品上的应用，主要体现在提升烟草产品的香气、改善口感、降低危害以及满足消费者对高品质烟草产品的需求。随着技术的不断进步和市场需求的不断增长，芳香微胶囊在烟草行业的应用前景将更加广阔。
5.5. 在日化产品上的应用
香料香精微纳胶囊在日化产品上的应用主要是实现洗发水、洗衣液、化妆品等产品的留香持久性和抗菌性。部分香精是疏水性的，容易与表面活性剂一起被冲洗掉。添加有芳香微胶囊的洗发水，可使洗后的头发散发出更浓郁的香气。添加在洗衣液中的微纳胶囊可以在洗涤过程中附着在织物上，在穿戴过程中，微纳胶囊可以通过渗透或磨损从而破裂释放出香味物质[51]。目前，许多世界著名的化妆品都采用了微胶囊技术，如唇膏、香水、眼影、粉底、洗面奶、面膜、护肤品等，几乎囊括了化妆品的所有类别，并且有日益壮大的发展趋势[1]。
沈轲[69]等以蓝风铃香精为芯材，以异佛尔酮二异氰酸酯和三乙醇胺为壁材单体，采用特定方法制备芳香微胶囊。将蓝风铃微胶囊应用于洗衣液中，为洗衣液增添了独特的香味特征，满足了消费者对衣物洗涤后留香持久的需求，增加了产品的吸引力和使用体验，同时避免了传统香精直接添加可能导致的香气快速散失的问题。
鲁希华[70]在第39届中国洗涤用品行业年会上进行报告，通过界面聚合法，制备聚脲/聚氨酯壁材、聚乙二醇高分子壁材包覆香精的微胶囊。在洗衣液、柔顺剂基体中添加香精微胶囊，洗涤的织物晾干后经揉搓散发出浓郁的香气。部分香精微胶囊可添加到洗发液、护发素等日化产品上，能够增加头发的香气，给人带来愉悦之感。
郭俊华[71]采用复凝聚法制备香精微胶囊，通过控制添加乙酸的速度，解决了因pH值造成的微胶囊包裹效果差的问题。将由液体香精和微胶囊香精悬浮剂配制的洗衣液样品分别应用到织物上并对织物进行模拟洗涤，通过多点监测来记录香气浓度和留香时间随时间的变化。结果发现，由香精微胶囊悬浮剂配制的洗衣液留香时间更持久。
芳香微胶囊在护肤品、洗发产品等日化产品的应用，能够显著地提升产品的竞争力和用户体验，满足了人们对高品质生活的需求。
5.6. 在空气净化上的作用
室内空气出现质量差、空气污浊、有油烟等刺鼻性味道时，不仅导致人心情烦闷，并且空气中的有害成分有可能会危及人的身体健康，空气清新剂的重要性日渐显著。但是，目前市场的空气清新剂持续时间短暂，效果单一，而且如果大量喷施，会造成大量浪费。
扈嘉正[72]利用微胶囊化技术制得以壳聚糖、海藻酸钠为壁材，薄荷精油、茶树精油和柠檬草精油为芯材的微囊化空气清新剂。微囊化空气清新剂能够在一定时间内缓慢释放其中的香精成分，通过对微胶囊的制备工艺和壁材的选择等进行调控，可以精确地控制香精的释放速率，发挥良好的空气净化作用。这种空气清新剂可以应用于家庭、办公室、汽车等场所，为人们提供更加舒适的环境。
微胶囊香精通过其独特的包覆技术和缓释机制，在空气净化中发挥着重要作用，不仅能够持久留香、净化异味，还能改善环境气息，提高生活质量。
5.7. 在农业方面的作用
传统化学农药广泛使用引起的害虫猖獗、害虫抗药性、土壤污染、农药残留和影响生物多样性等问题的日趋严重，人们越来越重视研究开发生物源农药，尤其是以植物天然产物为对象。由于植物挥发物易挥发，没有特定的保护装置，难以发挥其效能，微胶囊技术为其提供了解决方法。微胶囊技术对于改善被包裹物质的物理性质，提高物质的稳定性、根据需要控制物质的释放等方面具有很大优势。
叶醇是一种无色的油状液体，易挥发，且具有刚从草地割下了的草和叶子的气味，有时会呈微黄色液体，是大多数植物引诱捕食性昆虫的诱饵。迟德富等[73]制备出以壳聚糖–阿拉伯胶为壁材的叶醇微胶囊，保护叶醇免受外界环境的影响，提高其稳定性和持久性，进一步发展了新型植物源农药制剂的领域。同时，壳聚糖和阿拉伯胶作为壁材具有良好的生物相容性和可降解性，为叶醇的微胶囊化提供了环保的选择。
农药微胶囊的研究已经向人类展示了美好的应用前景，随着微胶囊技术的不断进步，智能型微胶囊会使农药的使用更加安全、省力。
5.8. 在油墨上的应用
芳香微胶囊油墨是将芳香微胶囊、连结料、色浆按照一定的比例混合配制而成。通过网版印刷将油墨印刷到壁纸上，即可得到一款微胶囊芳香墙纸。芳香微胶囊为油墨增添了独特的香气，为印刷品带来了新的感官体验。相比传统纸制品，芳香墙纸具有更高的产品附加值，更强的市场竞争力以及更广阔的市场空间。
杨智通等[74]通过原位聚合法制备了一种以柠檬醛为芯材，蜜胺树脂为壁材的芳香微胶囊，并对其进行了油墨化处理及网版印刷应用。通过对芳香微胶囊油墨进行性能分析，发现油墨化后的芳香微胶囊具有良好的印刷适性，在棉布、卡纸等承印物上表现出较高的附着力。
芳香微胶囊油墨印刷到贺卡、礼盒、邀请函等印刷品上，其中的微胶囊可通过压力、摩擦、加热或自然扩散等多种方式释放香味，提升了产品的附加值；印刷到儿童书籍、玩具、文具等产品上，能够吸引儿童的注意力，增加儿童对产品的兴趣和喜爱程度；印刷到广告海报、宣传册等物品上，能够加深客户对广告内容的印象，提高广告的传播效果。因此，芳香微胶囊油墨的应用领域将进一步扩大，为人们提供更加丰富多彩的生活体验。
5.9. 在再制乳生产中的应用
我国畜牧业落后，奶源分散，牛乳的贮存期短，不宜长途运输，致使许多地区鲜奶供不应求。20世纪，国内部分大城市进行再制乳的生产，再制乳的生产对缓和缺乳地区鲜奶供应的紧张局面起了一定的作用。再制乳加入液体香精，因香精的挥发性，其制品很难与鲜乳一致。香精微胶囊良好的稳定性和释放性能，确保了香精的有效添加和持久作用，在再制乳生产中得到广泛应用。
岳喜庆等[75]将香精微胶囊应用到再制乳的生产中，香精成分缓慢释放，克服了液体香精挥发快所造成的风味缺陷，使制品乳香持久，回味绵长，提高了产品的口感和吸引力。同时，此微胶囊还具有乳化作用。
在实际应用中，需考虑香精微胶囊的稳定性和释放性能、香精对再制乳品质的影响、优化微胶囊的配方和制备工艺等，以提高其在再制乳中的稳定性和兼容性，同时探索更多的香精种类和应用方式，以满足不同消费者的需求。
6. 结语与展望
未来微胶囊香精的发展方向和趋势将更加注重技术创新、应用拓展、功能性和智能控制等方面，同时也会更加注重环保和可持续发展，在加工和整理过程中会尽量采用较为环保的方法和材料，这将为微胶囊香精的应用和发展带来更加广阔的前景。
总之，随着微胶囊技术的不断发展，微胶囊香精在制备和应用方面取得了显著的进步。通过对文献的综合分析，我们可以看到微胶囊香精在提高香精稳定性、控制释放行为、改善产品感官品质等方面具有显著优势。然而，微胶囊香精的制备和应用仍面临一些挑战，如优化制备工艺、提高载香量、拓展应用领域等。因此，进一步深入研究微胶囊香精的制备技术和应用领域，对于推动香精产业的创新发展具有重要的意义。
基金项目
河南省高等学校大学生创业项目——芳“香”四溢—基于微胶囊香精技术的芳香产品的生产与营销(项目编号：202412949008)；郑州师范学院2023年大学生创新创业训练计划项目——微胶囊香精的制备及在留香珠中的应用(项目编号：DCY2023008)。
NOTES
*通讯作者。