基于油凝胶的天然赋色唇膏的制备及性能研究.pdf
《基于油凝胶的天然赋色唇膏的制备及性能研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于油凝胶的天然赋色唇膏的制备及性能研究.pdf(9页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 53 卷第 10 期2023 年 10 月Vol.53 No.10Oct.20231147 日 用 化 学 工 业(中英文)China Surfactant Detergent&Cosmetics Received:Jule 20,2023;Revised:September 22,2023.*Corresponding author.Tel.:+86-13121721705,E-mail:.国家自然科学基金资助项目(31972073)DOI:10.3969/j.issn.2097-2806.2023.10.005Preparation and properties of natural
2、colored lipstick based on oleogelsRunWang,YuxinGong,RuoningZhang,LikeMao*(College of Food Science and Nutritional Engineering,China Agricultural University,Beijing 100083,China)Abstract:The effects of mass fraction of emulsifier on the physicochemical properties of beeswax oleogel lipstick were inve
3、stigated.To prepare the oleogel loaded with natural pigment,corn oil was selected as the solvent,beeswax was used as the gelling agent,glycerin monostearate(GMS)with different mass fractions was added as the emulsifier,and-carotene was used as the representative functional factor.The relationships b
4、etween the crystal morphology,rheology,texture and thermodynamic properties of the oleogel and the encapsulation and stability of the pigment were investigated,and the application performance as a lipstick was analyzed.It was found that,with increasing mass fraction of GMS,the oleogel had higher sto
5、rage modulus(G),higher loss modulus(G)and higher yield stress.The oleogels were dominated by crystal form,and the oleogel containing 4%GMS had the largest crystal plane spacing,the largest crystal grain size and the largest crystallinity.The thixotropic recovery of the oleogel with 4%GMS was 17.36%,
6、and it had the highest encapsulation rate(65.51%)and stability(retention of 82.20%after 12 h of light)for-carotene.The lipstick with 4%GMS mass fraction had good overall performance.The results of this work had wide applicability and were of guiding significance for the development of natural lipsti
7、ck products.Key words:oleogel;-carotene;glycerin monostearate;lipstick;beeswax0246424548AAAw(GMS)/%AaTm,1/glycerin monostearate(GMS)OHOHOObeta-caroteneBeeswaxPigment stabilityPhysical and chemicalpropertiesThermal stability10-210-1100101102102103104105106G,G/Pa/%0%GMS G2%GMS G4%GMS G6%GMS G0%GMS G2%
8、GMS G4%GMS G6%GMS Galipstick1148第 53 卷开发与应用日 用 化 学 工 业(中英文)唇膏是一种唇用美容化妆品,具有赋色,滋润保护嘴唇的作用。嘴唇是人体敏感部位,因而对唇膏的品质要求非常高,现今市场上仍存在安全与着色问 题1。传统唇膏以油、蜡及脂等油性原料为主体2,但由于大量对皮肤或者口唇部位具有保护性及功效性的成分均为水溶性的,导致其难以被添加到传统的唇膏中3。而-胡萝卜素作为脂溶性天然赋色剂,安全无毒,但稳定性极差,易受光照、热以及氧的影响而异构化及降解,使生物活性大大降低,生物利用率 低4。油凝胶是利用凝胶剂自组装形成网络结构并将液态植物油束缚形成的半固体
9、类脂肪的油脂混合体系。蜂蜡基油凝胶具有与唇膏更相似的应用品质,天然蜂蜡是良好的硬度调整剂,作为唇膏的骨架,可以提高其可塑性与稳定性,产生极佳的润肤感5,以蜂蜡为基质的唇膏有较好的耐久能力与耐磨能力6。崔梦楠等7的研究表明-胡萝卜素在油凝胶体系中具有比在玉米油中更高的溶解度,油凝胶中乳化剂质量分数的增加可以减少-胡萝卜素在光照或加热条件下的降解。由此可知,油凝胶一方面可以提高天然色素的载量,减少色素的降解,从而保障其在终端产品的有效浓度;另一方面通过改变油凝胶的质构及热力学性质得到最佳应用性能。然而,利用油凝胶提高天然色素包埋率及稳定性的研究还处在较为初步的阶段,对于油凝胶结构如何调控天然色素结
10、晶及化学稳定性,相关机理仍不明确。为探究影响油凝胶结构的关键因素,本课题以玉米油为油相,-胡萝卜素为代表性功能因子,将单硬脂酸甘油酯(GMS)及蜂蜡复配制备油凝胶,探究GMS质量分数对油凝胶微观结构、理化性质及-胡萝卜素稳定性的影响,阐释油凝胶结构调控天然色素溶解度、稳定性的作用机制,为开发天然多功能唇膏提供理论依据。1 实验部分1.1 主要材料、试剂与仪器长寿花金胚玉米油,山东三星玉米产业科技有限公司;蜂蜡,天津市光复科技发展有限公司;-胡萝卜素、维生素E(VE),浙江新及成股份有限公司;姜黄素,国药集团化学试剂有限公司;番茄红素,河北晨光生物公司;GMS,丹尼斯克(中国)有限公司;正己烷,
11、北京化工厂。AR-1500ex型流变仪,美国TA公司;TMS-Pro型质构仪,美国FTC公司;DSC-60型差示扫描量热仪、UV-1800型紫外可见分光光度计,日本SHIMADZU公司;3k15型超速离心机,美国Sigma-Aldrich公司;Leica DM2000型光学显微镜,瑞士Leica Microsystems公司;S22-2型恒温磁力搅拌器,上海司乐仪器有限公司;D8 advance型X-射线衍射仪,德国布鲁克AXS公司;Q-SUN Xe-1-B型光照箱,美国Q-Panel Lab Products公司。1.2 实验方法1.2.1 油凝胶的制备称取一定质量的玉米油、蜂蜡于500 m
12、L的烧杯中,使用恒温磁力搅拌器边升温边搅拌,将温度提高到140,加入一定量的色素(-胡萝卜素或姜黄素基于油凝胶的天然赋色唇膏的制备及性能研究王 润,龚芋欣,张若宁,毛立科*(中国农业大学 食品科学与营养工程学院,北京 100083)摘要:研究乳化剂质量分数影响蜂蜡油凝胶唇膏理化性质的规律。选择玉米油为溶剂,蜂蜡为凝胶剂,不同质量分数单硬脂酸甘油酯(GMS)作乳化剂,-胡萝卜素为代表性功能因子,制备负载天然色素的油凝胶,并探究油凝胶的晶体形态、流变学、质构、热力学特性与色素的包埋率及稳定性的关系,分析其作为唇膏的应用性能。研究发现随着GMS质量分数增加,油凝胶的储能模量(G)与损耗模量(G)更高
13、,且具有更高的屈服应力。油凝胶以晶型为主,含4%GMS的油凝胶晶面间距、晶粒尺寸最大,结晶度最大。添加4%GMS的油凝胶触变恢复率为17.36%,对-胡萝卜素具有最高的包埋率(65.51%),及最高稳定性(12 h光照后的保留率为82.20%),GMS质量分数为4%的唇膏综合性能较好。本研究结果具有广泛适用性,对天然唇膏产品的开发具有指导意义。关键词:油凝胶;-胡萝卜素;单硬脂酸甘油酯;唇膏;蜂蜡中图分类号:TQ658.5 文献标识码:A 文章编号:2097-2806(2023)10-1147-091149第 10 期开发与应用王 润,等:基于油凝胶的天然赋色唇膏的制备及性能研究 或番茄红素)
14、及GMS,待色素及GMS熔化后,继续加热3 min,结束加热冷却至80,加入VE,不加热搅拌1.5 min,倒入平皿中,在25 保存24 h,分别制得三种油凝胶。以油凝胶总质量100 g为例,各物质的组成见表1。表1 油凝胶的组成Tab.1 Composition of the oleogels名称质量/g蜂蜡20VE0.5色素3GMS0246玉米油76.574.572.570.51.2.2 油凝胶流变性质的测定使用旋转流变仪研究油凝胶的流变学性质。在25 采用平行板(直径40 mm),将油凝胶样品置于平板间,刮除多余样品,设置间隙为1 mm。固定频率为1 Hz,应变扫描范围为0.01%100
15、%,以确定油凝胶的线性黏弹区(LVR)。各组样品测定 2次。固定应变0.1%,频率扫描范围0.110 Hz,预平衡时间3 min,得到样品储能模量(G)与耗能模量(G)随频率增加的流变曲线。各组样品测定3次。剪切速率范围0.01100 s-1,预平衡时间3 min,得到黏度随剪切速度变化的曲线。各组样品测定3次。固定频率为1 Hz,温度扫描范围2580,记录样品的储能模量(G)、耗能模量(G)随温度的变化过程。各组样品测定2次。固定温度25,首先进行低速剪切(0.100 0 s-1),其次是高速剪切(10.00 s-1),最后是回复低速剪切(0.100 0 s-1),每一步持续60 s,以最后
16、一步与第一步结束时黏度恢复的比例作为触变恢复的指标。每个样品重复测定5次。1.2.3 油凝胶质构性质的测定采用质构分析仪评价油凝胶的机械性能。测试条件:感应单元为250 N压缩头,采用针形柱塞作为探头,下降速率及回升速率均保持60 mm/min,下降高度为10 mm(穿刺距离为5 mm),回升高度为40 mm。各组样品均在25 测定4次,取平均值。1.2.4 油凝胶热力学性能的测定差式扫描量热法(DSC)分析。准确称取512 mg样品置于铝盘内,铝盖密封,以空的带盖铝盘作为参照。在恒定氮气流(30 mL/min)下以10/min的恒定速率从20 加热至180。通过DSC-60型差示扫描量热仪记
17、录熔融峰值温度(Tm)。1.2.5 油凝胶X-射线衍射(XRD)分析将样品均匀、光滑、平整地铺在测试片中央的圆孔上,用X射线衍射仪在20 条件下进行测定。测定条件为:Cu靶,工作电压36 kV,电流20 mA,发射及防反射狭缝1.0 mm,接受狭缝0.1 mm,室温25,扫描范围(2)550,扫描速率3/min。通过Scherrer公式(公式1)计算晶粒尺寸d,其中K为Scherrer常数,取K=0.89,为X射线波长,靶材为Cu时,=1.540 56 nm,为布拉格衍射角(2)的一半。(1)式中:d为平行原子平面的间距,;B为衍射峰的半峰全宽(full width at half maxim
18、a,FWHM),mm;为入射光与晶面之夹角,。1.2.6 色素的测定取0.1 g油凝胶样品,加入正己烷溶解,离心10 min(转速12 000 r/min),取上清液稀释,在=450 nm下使用紫外可见分光光度仪,以正己烷为空白对照,测定每管样品的吸光度值。根据标准曲线,求得包埋率。计算公式见下:(2)光照贮藏实验:将样品放在光照箱中,光照强度为0.68 W/m2,在40 下持续12 h光照进行稳定性实验。每隔3 h间隔取样测量油凝胶中-胡萝卜素的剩余质量,求得保留率。计算公式见下:(3)1.2.7 油凝胶偏振光显微镜观察使用与数码相机连接的偏振光显微镜分析含有不同质量分数GMS的-胡萝卜素油
19、凝胶的微观结构。观察方法为:将一滴(20 L)热油凝胶(140)滴在载玻片的中间,轻轻盖上盖玻片,同时避免气泡的产生。在观察之前将样品在25 下储存24 h。在10放大倍数下观察样品,使用应用软件Leica Suite LAS EZ(Leica Microsystems)获取及处理图像。1.2.8 数据统计分析所有实验数据重复多次测量,结果用“平均值 标准偏差(SD)”表示。数据通过Microsoft Excel 2021软件及SPSS软件进行分析,通过单因素方差分析(ANOVA)处理统计分析。当pG,样品具有明显的弹性特征。然而,LVR区域的大小取决于油凝胶本身的性质,随着油凝胶中GMS质量
20、分数的增加,LVR区域增大,这表明这些唇膏更能抵抗中等到强的非破坏性变形。含有GMS油凝胶的形成过程为从-晶体到层状液晶,最终形成立方液晶,单独的刚性层状晶片之间的连接区决定了凝胶网络的最终强度,在大的应变值下,晶片间连接区的稳定性被破坏,晶体结构破裂。在较小的应变值下(0.1%)时,所有样品在G及G之间存在交叉点(GG),表明油凝胶结构坍塌,样品主要依赖黏性特性9。随着GMS质量分数的上升,油凝胶的G不断增大,黏弹性增加,稳定性增 加10。这可能是随着乳化剂质量分数的上升,乳化作用增强,油凝胶的网络结构得以增强,从而增加了油凝胶的黏弹性11。图1b展示了施加的变形对剪切应力幅值的影响。油凝胶
21、在振荡扫描范围内均有应力最大值,即屈服值,表现为塑性流体,施加值大于此剪切应力,凝胶表现流体的特性,具有在嘴唇上涂抹的性能。随着GMS质量分数的增加,油凝胶的屈服应力值更大,说明需要更大的力使其展开,另一方面塑性增加,更耐受环境应力等对其结构破坏的影响。晶片网络可以承受相当大的应力,这些应力由整个凝胶网络(包括刚性晶片和连接区)承担,当连接区(结构中最薄弱的点)断裂时,整个结构就会崩溃。与6%GMS油凝胶相比,2%GMS油凝胶含有更少的晶片,每单位体积连接区更少,因此屈服值更小,在更低的应力下结构崩溃。涂抹唇膏时的应变范围大概在0.01%10%左右,在此范围内油凝胶仍然可以展开,并且提高抵抗环
22、境应力的能力9。所有油凝胶都具有典型的弱凝胶行为12,G及G随着频率的增加而增加,并且G在整个测试频率范围内大于G(图2a)。弱凝胶产生的分子弱相互作用使凝胶结构具有弹性及可恢复性13。随着频率从0.1到10 Hz的增加,4%GMS油凝胶的G增加了约150 kPa,模量变化意味着凝胶抵抗小的变形过程。在相同的频率范围内,0%及2%GMS的G比4%及6%GMS的G上升得更慢。G随频率的变化符合幂律模型(表2),K是模型常数,代表分散体系的弹性;n是弹性指数,可用于描述频率依赖性13。R20.96表明Power Law模型可以适应该体系。添加GMS明显增加了蜂蜡油凝胶的K,表明油凝胶的弹性随着在油
23、相中加入单甘酯而增强13。研究利用低剪切速率(0.100 0 s-1)模拟静置过程,在高剪切速率(10.00 s-1)模拟涂抹过程中,随着剪切速率的增加,油凝胶的黏度显著降低,凝胶三维网络结构逐渐被破坏,油凝胶呈现剪切稀化行为14 (图2b)。在初始速率(10-2 s-1)及涂抹速率(100 102 s-1)范围中,GMS的增加使样品显示出更高的黏 度。四种样品在高剪切速率下(100 s-1)黏度相似,但低剪切下(1 s-1),黏度值可以相差一个数量级。图2c为三段式的触变性测试,样品均有触变恢复行为,这得益于油凝胶本身的流变特性。加入GMS的图1 GMS质量分数对油凝胶线性黏弹区(a)及屈服
24、应力值(b)的影响Fig.1 Effects of GMS mass fraction on the linear viscoelastic region(a)and yield stress(b)of oleogels10-210-1100101102102102103103104105106G,G/Pa/%10-210-1100101102/%/Pa0%GMS G2%GMS G4%GMS G6%GMS G0%GMS G2%GMS G4%GMS G6%GMS Ga0%GMS2%GMS4%GMS6%GMSb1151第 10 期开发与应用王 润,等:基于油凝胶的天然赋色唇膏的制备及性能研究 油凝
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 凝胶 天然 唇膏 制备 性能 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。