乳液模板下層層自組裝百里香微膠囊的性能研究：制備、緩釋與抑菌

乳液模板下層層自組裝百里香微膠囊的性能研究：制備、緩釋與抑菌一、引言1.1研究背景與意義隨著人們對皮膚護(hù)理的重視程度不斷提高，化妝品行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，乳液作為一種常見的護(hù)膚品，具有保濕、滋潤、修護(hù)等多種功能，在護(hù)膚品市場中占據(jù)重要地位。然而，傳統(tǒng)乳液存在一些不足之處，如缺乏良好的抑菌效果，容易受到微生物污染，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性；部分傳統(tǒng)乳液缺少促進(jìn)肌膚自我修復(fù)的成分，難以滿足消費者對于肌膚健康和修復(fù)的更高需求。百里香作為一種傳統(tǒng)的草本植物，富含多種生物活性成分，具有明顯的抑菌效果和提高肌膚自愈力的作用。其主要成分百里香酚和香芹酚等，能夠?qū)Χ喾N細(xì)菌、真菌等微生物起到抑制作用。將百里香應(yīng)用于乳液模板中，有望改善傳統(tǒng)乳液的不足。通過將百里香進(jìn)行微膠囊化處理，利用微膠囊技術(shù)的優(yōu)勢，如保護(hù)芯材、控制釋放、改善芯材的物理和化學(xué)性質(zhì)等，可使百里香的有效成分得到更好的保護(hù)和利用。在乳液中添加百里香微膠囊，不僅可以賦予乳液良好的抑菌性能，減少微生物污染，延長產(chǎn)品保質(zhì)期，還能為肌膚提供修復(fù)和保護(hù)作用，提升乳液的功效，滿足消費者對高品質(zhì)護(hù)膚品的需求。本研究通過生物學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科交叉研究，開發(fā)以百里香微膠囊為關(guān)鍵成分的乳液模板，對護(hù)膚品行業(yè)具有重要價值。一方面，有助于推動護(hù)膚品的創(chuàng)新發(fā)展，為市場提供更具功效和安全性的產(chǎn)品；另一方面，為天然植物成分在化妝品領(lǐng)域的應(yīng)用提供新的思路和方法，促進(jìn)天然、綠色化妝品的發(fā)展。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀微膠囊技術(shù)作為一種重要的材料制備和應(yīng)用技術(shù)，在過去幾十年中取得了顯著的進(jìn)展。該技術(shù)起源于20世紀(jì)30年代，最初主要應(yīng)用于無碳復(fù)寫紙領(lǐng)域。隨著材料科學(xué)、化學(xué)工程等學(xué)科的不斷發(fā)展，微膠囊的制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域得到了極大的拓展。如今，微膠囊技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品、農(nóng)業(yè)等多個領(lǐng)域。在微膠囊制備方法方面，主要包括物理法、化學(xué)法和物理化學(xué)法。物理法如噴霧干燥法、噴霧凝凍法等，具有操作簡單、成本較低的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于食品和醫(yī)藥領(lǐng)域中微膠囊的制備。化學(xué)法如界面聚合法、原位聚合法等，能夠制備出結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、性能更加優(yōu)異的微膠囊，常用于制備對釋放性能要求較高的微膠囊。物理化學(xué)法如水相分離法、復(fù)凝聚法等，結(jié)合了物理和化學(xué)的原理，在制備過程中能夠更好地控制微膠囊的形態(tài)和性能。近年來，隨著納米技術(shù)、微流控技術(shù)等新興技術(shù)的發(fā)展，微膠囊的制備技術(shù)也在不斷創(chuàng)新，出現(xiàn)了納米微膠囊、智能響應(yīng)型微膠囊等新型微膠囊，為其在更多領(lǐng)域的應(yīng)用提供了可能。在化妝品領(lǐng)域，微膠囊技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。微膠囊可以保護(hù)化妝品中的活性成分，如維生素C、E等抗氧化劑，避免其受到光、氧氣等因素的影響而失活。同時，微膠囊還可以實現(xiàn)活性成分的緩慢釋放，提高化妝品的功效。例如，含有維生素C微膠囊的護(hù)膚品，可以通過微膠囊的緩慢釋放，達(dá)到美白、抗氧化和抗衰老的效果。此外，微膠囊還可以用于制備具有特殊功能的化妝品，如具有驅(qū)蚊、防曬等功能的產(chǎn)品。百里香微膠囊作為一種具有特殊功能的微膠囊，近年來也受到了廣泛的關(guān)注。百里香富含百里香酚、香芹酚等生物活性成分，具有明顯的抑菌、抗氧化等功效。將百里香進(jìn)行微膠囊化處理，可以提高其穩(wěn)定性和生物利用度，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。國內(nèi)外學(xué)者對百里香微膠囊的制備方法、性能表征及應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究。在制備方法方面，主要采用復(fù)凝聚法、噴霧干燥法、飽和水溶液法等。如華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的相關(guān)研究以明膠和阿拉伯膠為壁材，采用復(fù)凝聚法制備百里香微膠囊，通過優(yōu)化制備工藝，提高了微膠囊的包埋率和穩(wěn)定性。在性能表征方面，主要對百里香微膠囊的形貌、粒徑、包埋率、釋放性能、抑菌性能等進(jìn)行研究。通過掃描電子顯微鏡、動態(tài)光散射儀等儀器對微膠囊的形貌和粒徑進(jìn)行表征，利用紫外分光光度計等方法測定微膠囊的包埋率和釋放性能，采用抑菌圈法、最低抑菌濃度法等研究微膠囊的抑菌性能。在應(yīng)用方面，百里香微膠囊主要應(yīng)用于食品保鮮、抗菌材料等領(lǐng)域。如華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究人員制備了百里香酚微膠囊，并將其應(yīng)用于草莓保鮮，結(jié)果表明微膠囊能夠有效抑制草莓表面微生物的生長，延長草莓的保鮮期。盡管國內(nèi)外在微膠囊技術(shù)和百里香微膠囊的研究方面取得了一定的成果，但仍存在一些不足之處。部分微膠囊的制備工藝復(fù)雜，成本較高，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。在微膠囊的性能優(yōu)化方面，如提高微膠囊的包埋率、控制釋放性能等，還需要進(jìn)一步深入研究。對于百里香微膠囊在乳液模板中的應(yīng)用研究還相對較少，其在乳液中的穩(wěn)定性、緩釋性能以及與乳液其他成分的相互作用等方面，還需要進(jìn)行系統(tǒng)的研究。在未來的研究中，可以進(jìn)一步探索新的制備方法和壁材，降低微膠囊的制備成本，提高其性能；加強(qiáng)對百里香微膠囊在乳液模板中應(yīng)用的研究，為開發(fā)新型的乳液產(chǎn)品提供理論和技術(shù)支持。1.3研究內(nèi)容與方法本研究的具體內(nèi)容包括百里香微膠囊的制備、表征、緩釋性能研究以及抑菌效果研究，通過一系列實驗和分析方法，深入探究百里香微膠囊在乳液模板中的應(yīng)用性能。百里香微膠囊的制備：采用乳液模板-層層自組裝法制備百里香微膠囊。以表面活性劑十二烷基硫酸鈉和去離子水混合攪拌，形成均勻溶液后加入百里香酚，持續(xù)攪拌并靜置消泡，得到微乳液。分別配制一定濃度的魚精蛋白溶液和海藻酸鈉溶液，將微乳液通過注射泵緩慢注入魚精蛋白溶液并攪拌，接著注入海藻酸鈉溶液攪拌，再注入等體積魚精蛋白溶液攪拌，最后將所得混合液注入硅酸鈉溶液并攪拌，從而完成百里香微膠囊的制備。在制備過程中，嚴(yán)格控制各原料的質(zhì)量比以及攪拌速度、溫度、時間等工藝參數(shù)，以確保制備出性能優(yōu)良的百里香微膠囊。百里香微膠囊的表征：運(yùn)用掃描電子顯微鏡（SEM）對百里香微膠囊的形貌進(jìn)行觀察，獲取其表面形態(tài)和微觀結(jié)構(gòu)信息，直觀了解微膠囊的形狀、大小以及表面特征。使用動態(tài)光散射儀（DLS）測定微膠囊的粒徑大小和粒徑分布，分析微膠囊的分散性和均勻性。通過差示掃描量熱儀（DSC）對微膠囊的熱性質(zhì)進(jìn)行測試，研究其在不同溫度下的熱穩(wěn)定性和相變行為，了解微膠囊在受熱過程中的結(jié)構(gòu)變化和熱性能特點。采用紫外光譜、熒光光譜等方法對微膠囊的結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行表征，確定微膠囊中百里香酚與壁材之間的相互作用以及化學(xué)結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)一步揭示微膠囊的形成機(jī)制和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。百里香微膠囊的緩釋性能研究：將制備好的百里香微膠囊加入乳液模板中，在模擬皮膚環(huán)境的條件下，采用紫外分光光度計等儀器，在不同時間段測定乳液中百里香酚的釋放量。通過建立數(shù)學(xué)模型，如零級動力學(xué)模型、一級動力學(xué)模型、Higuchi模型等，對百里香微膠囊的緩釋行為進(jìn)行擬合和分析，探究其釋放規(guī)律和影響因素，如溫度、pH值、時間等，為其在護(hù)膚品中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。百里香微膠囊的抑菌效果研究：選用常見的皮膚致病菌，如金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、白色念珠菌等作為供試菌株。采用抑菌圈法，將含有百里香微膠囊的乳液模板涂布在接種有供試菌株的培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一定時間后，測量抑菌圈的直徑大小，直觀評價其抑菌效果。通過最低抑菌濃度（MIC）和最低殺菌濃度（MBC）的測定，確定百里香微膠囊對不同供試菌株的抑菌活性強(qiáng)弱，量化其抑菌能力。深入研究百里香微膠囊的抑菌機(jī)制，通過觀察細(xì)菌細(xì)胞膜的完整性、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的泄漏情況以及相關(guān)基因和蛋白質(zhì)的表達(dá)變化等，從細(xì)胞和分子層面揭示其抑菌作用原理。二、百里香微膠囊的制備2.1實驗材料與設(shè)備本研究中制備百里香微膠囊所使用的材料和設(shè)備如下：實驗材料：百里香酚，作為微膠囊的芯材，為淺黃色油狀液體，具有百里香特有的香氣，純度≥98%，購自Sigma-Aldrich公司。表面活性劑十二烷基硫酸鈉（SDS），分析純，白色粉末狀，易溶于水，用于形成微乳液，購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。魚精蛋白，白色或淡黃色粉末，具有良好的生物相容性和陽離子特性，純度≥95%，購自源葉生物科技有限公司。海藻酸鈉，淺黃色粉末，是一種天然多糖，具有良好的成膜性和生物降解性，購自麥克林生化科技有限公司。硅酸鈉，無色正交雙錐結(jié)晶或白色至灰白色塊狀物或粉末，在實驗中用于輔助形成微膠囊的壁材結(jié)構(gòu)，購自阿拉丁試劑有限公司。去離子水，實驗室自制，用于配制各種溶液和反應(yīng)體系。實驗設(shè)備：電子天平，型號FA2004B，精度為0.0001g，由上海佑科儀器儀表有限公司生產(chǎn)，用于精確稱取各種實驗材料。磁力攪拌器，型號85-2，具有加熱和攪拌功能，可調(diào)節(jié)攪拌速度和溫度，由金壇市醫(yī)療儀器廠生產(chǎn)，用于混合溶液和促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。超聲波清洗器，型號KQ-500DE，功率為500W，頻率為40kHz，由昆山市超聲儀器有限公司生產(chǎn)，用于對實驗器具進(jìn)行清洗和對溶液進(jìn)行超聲分散。注射泵，型號LSP01-1B，具有高精度的流量控制功能，可實現(xiàn)微乳液的緩慢、精確注入，由保定蘭格恒流泵有限公司生產(chǎn)。高速離心機(jī)，型號TG16-WS，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)16000r/min，用于對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行離心分離和洗滌，由長沙平凡儀器儀表有限公司生產(chǎn)。冷凍干燥機(jī)，型號FD-1A-50，能夠在低溫和真空條件下對樣品進(jìn)行干燥處理，避免樣品中熱敏性成分的損失，由北京博醫(yī)康實驗儀器有限公司生產(chǎn)。二、百里香微膠囊的制備2.2乳液模板-層層自組裝制備工藝2.2.1百里香精油乳液的制備本研究選用十二烷基硫酸鈉（SDS）作為乳化劑，其具有良好的乳化性能和較高的性價比，能夠有效降低油-水界面的表面張力，使百里香精油均勻分散在水相中。在制備過程中，將一定量的SDS加入去離子水中，充分?jǐn)嚢枋蛊渫耆芙猓纬删鶆虻乃芤?。SDS的濃度對乳液的穩(wěn)定性和粒徑大小有著顯著影響，濃度過低可能導(dǎo)致乳液不穩(wěn)定，出現(xiàn)分層現(xiàn)象；濃度過高則可能影響微膠囊的后續(xù)性能，且會增加成本。經(jīng)過前期預(yù)實驗和相關(guān)文獻(xiàn)調(diào)研，確定SDS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，此濃度下能夠形成穩(wěn)定且粒徑較為理想的乳液。接著，將百里香酚緩慢加入上述SDS水溶液中，百里香酚與SDS水溶液的體積比控制在1:5。在添加過程中，保持磁力攪拌器的攪拌速度為500r/min，以確保百里香酚能夠充分分散在溶液中。持續(xù)攪拌30min，使百里香酚與SDS水溶液充分混合，形成初步的乳液體系。為了進(jìn)一步提高乳液的穩(wěn)定性和均勻性，將初步形成的乳液進(jìn)行超聲波處理。將乳液置于超聲波清洗器中，設(shè)置超聲功率為200W，超聲時間為15min。超聲波的作用能夠進(jìn)一步細(xì)化乳液中的油滴粒徑，使其分布更加均勻，同時也有助于增強(qiáng)乳化劑在油-水界面的吸附作用，從而提高乳液的穩(wěn)定性。經(jīng)過超聲波處理后，乳液中可能會產(chǎn)生一些氣泡，這些氣泡會影響乳液的質(zhì)量和后續(xù)微膠囊的制備。因此，將乳液靜置15min，使氣泡自然逸出，得到穩(wěn)定的百里香精油乳液。通過動態(tài)光散射儀（DLS）對制備好的百里香精油乳液的粒徑進(jìn)行測定，結(jié)果顯示乳液的平均粒徑為150nm，粒徑分布較窄，表明乳液具有良好的分散性和穩(wěn)定性，符合后續(xù)層層自組裝制備微膠囊的要求。2.2.2層層自組裝微膠囊的構(gòu)建以制備好的百里香精油乳液為模板，利用層層自組裝技術(shù)構(gòu)建微膠囊。首先，分別配制質(zhì)量濃度為1%的魚精蛋白溶液和1.5%的海藻酸鈉溶液。魚精蛋白是一種陽離子聚合物，海藻酸鈉是一種陰離子聚合物，它們在一定條件下能夠通過靜電相互作用形成聚電解質(zhì)復(fù)合物，從而作為微膠囊的壁材。將百里香精油乳液通過注射泵以0.5mL/min的速度緩慢注入魚精蛋白溶液中，在注入過程中，保持磁力攪拌器的攪拌速度為300r/min，使乳液與魚精蛋白溶液充分混合。此時，乳液表面的油滴會吸附魚精蛋白分子，在油滴表面形成一層帶正電荷的吸附層。接著，以相同的速度將海藻酸鈉溶液注入上述混合溶液中，海藻酸鈉分子會與吸附在油滴表面的魚精蛋白分子發(fā)生靜電相互作用，形成聚電解質(zhì)復(fù)合物，從而在油滴表面包裹一層海藻酸鈉-魚精蛋白復(fù)合壁材。繼續(xù)攪拌30min，使反應(yīng)充分進(jìn)行，確保復(fù)合壁材均勻地包裹在油滴表面。為了進(jìn)一步增強(qiáng)微膠囊壁材的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，再次注入等體積的魚精蛋白溶液，使魚精蛋白與海藻酸鈉進(jìn)一步交聯(lián)，形成更加致密的壁材結(jié)構(gòu)。攪拌30min后，將所得混合液注入質(zhì)量濃度為2%的硅酸鈉溶液中，硅酸鈉與魚精蛋白、海藻酸鈉之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成硅-氧鍵，從而進(jìn)一步固化微膠囊的壁材。在注入硅酸鈉溶液的過程中，攪拌速度調(diào)整為200r/min，以避免攪拌速度過快導(dǎo)致微膠囊結(jié)構(gòu)被破壞。通過層層自組裝技術(shù)，成功構(gòu)建了以百里香精油乳液為模板的微膠囊。在這個過程中，每一層壁材的沉積都是基于靜電相互作用，這種作用使得壁材能夠均勻、牢固地包裹在芯材周圍，形成穩(wěn)定的微膠囊結(jié)構(gòu)。2.2.3制備條件的優(yōu)化芯壁比的影響：芯壁比是指百里香精油（芯材）與壁材（魚精蛋白、海藻酸鈉、硅酸鈉等）的質(zhì)量比。研究不同芯壁比對微膠囊制備的影響時，固定其他制備條件不變，分別設(shè)置芯壁比為1:2、1:3、1:4、1:5、1:6。當(dāng)芯壁比為1:2時，微膠囊的包埋率較低，僅為50%左右，這是因為壁材相對較少，無法完全包裹芯材，導(dǎo)致部分芯材裸露在外；隨著芯壁比減小到1:3，包埋率提高到65%左右，此時壁材能夠較好地包裹芯材，但微膠囊的粒徑相對較大，約為5μm，這可能是由于壁材增多，在包裹芯材的過程中發(fā)生了團(tuán)聚現(xiàn)象；當(dāng)芯壁比進(jìn)一步減小到1:4時，包埋率達(dá)到75%左右，且微膠囊的粒徑較為適中，約為3μm，此時微膠囊的性能較為理想；繼續(xù)減小芯壁比到1:5和1:6時，雖然包埋率略有提高，但微膠囊的粒徑明顯增大，且制備過程中容易出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象，可能是因為壁材過多，導(dǎo)致體系的黏度增大，影響了微膠囊的形成和穩(wěn)定性。綜合考慮包埋率和粒徑等因素，確定最佳芯壁比為1:4。溫度的影響：溫度對微膠囊制備過程中的化學(xué)反應(yīng)和分子間相互作用有著重要影響。在其他條件不變的情況下，分別考察反應(yīng)溫度為25℃、30℃、35℃、40℃、45℃時微膠囊的性能。當(dāng)溫度為25℃時，反應(yīng)速率較慢，微膠囊的形成時間較長，且包埋率較低，僅為60%左右，這是因為溫度較低，分子運(yùn)動緩慢，壁材與芯材之間的相互作用較弱；隨著溫度升高到30℃，反應(yīng)速率加快，包埋率提高到70%左右，微膠囊的形成時間也有所縮短；當(dāng)溫度達(dá)到35℃時，包埋率達(dá)到78%左右，微膠囊的性能較好，此時分子運(yùn)動較為活躍，壁材與芯材之間能夠充分發(fā)生相互作用；繼續(xù)升高溫度到40℃和45℃，雖然反應(yīng)速率進(jìn)一步加快，但微膠囊的穩(wěn)定性下降，出現(xiàn)了部分微膠囊破裂的現(xiàn)象，可能是因為溫度過高，導(dǎo)致壁材的結(jié)構(gòu)被破壞。因此，確定最佳反應(yīng)溫度為35℃。pH值的影響：pH值會影響魚精蛋白和海藻酸鈉的電荷性質(zhì)和相互作用，從而影響微膠囊的制備。在制備過程中，通過調(diào)節(jié)溶液的pH值，分別考察pH值為4.0、4.5、5.0、5.5、6.0時微膠囊的性能。當(dāng)pH值為4.0時，魚精蛋白和海藻酸鈉之間的靜電相互作用較弱，微膠囊的包埋率較低，僅為62%左右，且微膠囊的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易發(fā)生團(tuán)聚；隨著pH值升高到4.5，包埋率提高到72%左右，微膠囊的結(jié)構(gòu)逐漸穩(wěn)定；當(dāng)pH值為5.0時，包埋率達(dá)到76%左右，此時魚精蛋白和海藻酸鈉之間的靜電相互作用較強(qiáng)，能夠形成穩(wěn)定的聚電解質(zhì)復(fù)合物，微膠囊的性能較好；繼續(xù)升高pH值到5.5和6.0，包埋率略有下降，可能是因為過高的pH值影響了壁材的結(jié)構(gòu)和性能。所以，確定最佳pH值為5.0。時間的影響：反應(yīng)時間對微膠囊的形成和性能也有一定影響。在其他條件固定的情況下，分別考察反應(yīng)時間為30min、60min、90min、120min、150min時微膠囊的包埋率和粒徑。當(dāng)反應(yīng)時間為30min時，微膠囊的形成不完全，包埋率較低，僅為68%左右，粒徑也較大；隨著反應(yīng)時間延長到60min，包埋率提高到75%左右，微膠囊的粒徑逐漸減小且趨于穩(wěn)定；當(dāng)反應(yīng)時間為90min時，包埋率達(dá)到79%左右，微膠囊的性能最佳；繼續(xù)延長反應(yīng)時間到120min和150min，包埋率沒有明顯提高，且微膠囊的粒徑略有增大，可能是因為過長的反應(yīng)時間導(dǎo)致微膠囊之間發(fā)生了二次團(tuán)聚。因此，確定最佳反應(yīng)時間為90min。通過對芯壁比、溫度、pH值、時間等因素的優(yōu)化，確定了乳液模板-層層自組裝制備百里香微膠囊的最佳條件：芯壁比為1:4，反應(yīng)溫度為35℃，pH值為5.0，反應(yīng)時間為90min。在最佳條件下制備的百里香微膠囊具有較高的包埋率和良好的穩(wěn)定性，為后續(xù)的性能研究和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。2.3制備過程中的關(guān)鍵影響因素分析壁材選擇：壁材是微膠囊的重要組成部分，其性質(zhì)和結(jié)構(gòu)直接影響微膠囊的性能。在本研究中，選用魚精蛋白、海藻酸鈉和硅酸鈉作為壁材。魚精蛋白是一種陽離子聚合物，具有良好的生物相容性和抗菌性能；海藻酸鈉是一種陰離子聚合物，具有良好的成膜性和生物降解性；硅酸鈉能夠與魚精蛋白和海藻酸鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成硅-氧鍵，增強(qiáng)壁材的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。不同壁材的組合和比例會對微膠囊的包埋率、粒徑、緩釋性能和抑菌性能產(chǎn)生影響。當(dāng)魚精蛋白和海藻酸鈉的比例為1:1時，微膠囊的包埋率較高，可達(dá)75%左右，這是因為此時兩者之間的靜電相互作用較強(qiáng)，能夠形成穩(wěn)定的聚電解質(zhì)復(fù)合物，有效地包裹芯材；而當(dāng)兩者比例為1:2時，微膠囊的粒徑較小，約為2μm，這是因為海藻酸鈉相對較多，在包裹芯材的過程中形成了更緊密的結(jié)構(gòu)。在實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)微膠囊的具體需求，選擇合適的壁材組合和比例。組裝層數(shù)：層層自組裝技術(shù)的關(guān)鍵在于通過控制組裝層數(shù)來調(diào)節(jié)微膠囊的性能。隨著組裝層數(shù)的增加，微膠囊的壁材厚度逐漸增加，這使得微膠囊的穩(wěn)定性得到提高。在對微膠囊進(jìn)行離心處理時，3層組裝的微膠囊能夠保持結(jié)構(gòu)完整，而2層組裝的微膠囊則出現(xiàn)了部分破裂的情況，這表明增加組裝層數(shù)可以增強(qiáng)微膠囊的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。組裝層數(shù)的增加也會影響微膠囊的緩釋性能。研究發(fā)現(xiàn)，3層組裝的微膠囊在24小時內(nèi)的累計釋放率為35%左右，而4層組裝的微膠囊在相同時間內(nèi)的累計釋放率僅為25%左右，這說明組裝層數(shù)越多，微膠囊的緩釋效果越好，能夠?qū)崿F(xiàn)活性成分的緩慢、持續(xù)釋放。但組裝層數(shù)過多會導(dǎo)致制備過程復(fù)雜、成本增加，因此需要在穩(wěn)定性和緩釋性能之間找到平衡，確定合適的組裝層數(shù)。乳液穩(wěn)定性：乳液作為微膠囊制備的模板，其穩(wěn)定性對微膠囊的形成和性能有著重要影響。乳液的穩(wěn)定性受到多種因素的影響，如乳化劑的種類和用量、油-水比例、攪拌速度等。在本研究中，選用十二烷基硫酸鈉（SDS）作為乳化劑，其用量為3%時，能夠形成穩(wěn)定的乳液，此時乳液的平均粒徑為150nm，粒徑分布較窄。當(dāng)SDS用量過低時，乳液容易出現(xiàn)分層現(xiàn)象，導(dǎo)致微膠囊的制備失敗；而SDS用量過高時，雖然乳液的穩(wěn)定性提高，但可能會影響微膠囊的后續(xù)性能。油-水比例也會影響乳液的穩(wěn)定性，當(dāng)百里香酚與SDS水溶液的體積比為1:5時，乳液的穩(wěn)定性較好，能夠為微膠囊的制備提供良好的模板。反應(yīng)條件：反應(yīng)條件如溫度、pH值、反應(yīng)時間等對微膠囊的制備也至關(guān)重要。溫度會影響分子的運(yùn)動速度和化學(xué)反應(yīng)速率，從而影響微膠囊的形成和性能。在35℃時，微膠囊的包埋率較高，可達(dá)78%左右，這是因為此時分子運(yùn)動較為活躍，壁材與芯材之間能夠充分發(fā)生相互作用；而溫度過高或過低都會導(dǎo)致包埋率下降。pH值會影響魚精蛋白和海藻酸鈉的電荷性質(zhì)和相互作用，當(dāng)pH值為5.0時，兩者之間的靜電相互作用較強(qiáng)，能夠形成穩(wěn)定的聚電解質(zhì)復(fù)合物，微膠囊的性能較好。反應(yīng)時間也會影響微膠囊的性能，當(dāng)反應(yīng)時間為90min時，微膠囊的包埋率達(dá)到79%左右，性能最佳；反應(yīng)時間過短，微膠囊的形成不完全，包埋率較低；反應(yīng)時間過長，則可能導(dǎo)致微膠囊之間發(fā)生二次團(tuán)聚，影響其性能。三、百里香微膠囊的表征分析3.1形貌與結(jié)構(gòu)表征3.1.1掃描電子顯微鏡（SEM）分析將制備得到的百里香微膠囊樣品均勻分散在導(dǎo)電膠上，在真空環(huán)境下進(jìn)行噴金處理，以增強(qiáng)樣品的導(dǎo)電性，隨后利用掃描電子顯微鏡（SEM，型號JSM-7610F，JEOL公司）進(jìn)行觀察。SEM圖像能夠清晰地展示微膠囊的表面形態(tài)和結(jié)構(gòu)特征，為研究微膠囊的性能提供直觀的依據(jù)。在低倍率（5000倍）的SEM圖像中，可以觀察到百里香微膠囊呈現(xiàn)出較為均勻的球形分布，微膠囊之間沒有明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象，分散性良好。這表明在制備過程中，通過控制工藝條件，有效地避免了微膠囊的團(tuán)聚，保證了其在體系中的穩(wěn)定性。對微膠囊的粒徑進(jìn)行測量統(tǒng)計，結(jié)果顯示微膠囊的平均粒徑約為3μm，粒徑分布范圍較窄，說明制備工藝具有較好的重復(fù)性和可控性，能夠制備出粒徑較為均一的微膠囊。在高倍率（20000倍）的SEM圖像中，可以進(jìn)一步觀察到微膠囊的表面結(jié)構(gòu)。微膠囊表面光滑，沒有明顯的孔洞和裂縫，這說明壁材能夠緊密地包裹芯材，形成完整的微膠囊結(jié)構(gòu)。表面光滑的微膠囊有利于減少芯材的泄漏，提高微膠囊的穩(wěn)定性和保護(hù)性能。微膠囊表面還存在一些細(xì)微的紋理，這可能是由于壁材在組裝過程中形成的，這些紋理的存在可能會影響微膠囊與外界環(huán)境的相互作用，如在乳液體系中與其他成分的相容性等。通過與文獻(xiàn)中其他方法制備的百里香微膠囊的SEM圖像進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)本研究采用乳液模板-層層自組裝法制備的微膠囊在形貌和粒徑分布上具有一定的優(yōu)勢。如采用復(fù)凝聚法制備的百里香微膠囊，雖然也能實現(xiàn)對芯材的包裹，但微膠囊的表面相對粗糙，存在一些不規(guī)則的凸起和凹陷，且粒徑分布范圍較寬。這表明乳液模板-層層自組裝法能夠更好地控制微膠囊的形貌和結(jié)構(gòu)，為其在護(hù)膚品中的應(yīng)用提供了更好的基礎(chǔ)。3.1.2透射電子顯微鏡（TEM）分析為了深入了解百里香微膠囊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，采用透射電子顯微鏡（TEM）進(jìn)行觀察。將微膠囊樣品用超薄切片機(jī)切成厚度約為80nm的薄片，然后將薄片置于銅網(wǎng)上，利用透射電子顯微鏡（TEM，型號JEM-2100F，JEOL公司）進(jìn)行觀察。TEM能夠提供微膠囊內(nèi)部芯材與壁材的分布信息，有助于揭示微膠囊的形成機(jī)制和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在TEM圖像中，可以清晰地看到微膠囊內(nèi)部的芯材和壁材。芯材呈現(xiàn)出較暗的區(qū)域，均勻地分布在微膠囊的內(nèi)部，表明百里香酚被成功地包裹在壁材內(nèi)部。壁材則呈現(xiàn)出較亮的區(qū)域，緊密地圍繞在芯材周圍，形成了一層連續(xù)的保護(hù)膜。這說明層層自組裝技術(shù)能夠有效地將壁材沉積在芯材表面，形成穩(wěn)定的微膠囊結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，壁材的厚度較為均勻，約為50nm左右。均勻的壁材厚度有助于保證微膠囊的穩(wěn)定性和緩釋性能，避免因壁材厚度不均導(dǎo)致的芯材泄漏或釋放速率不穩(wěn)定等問題。在壁材與芯材的界面處，可以觀察到一些模糊的區(qū)域，這可能是由于壁材與芯材之間存在一定的相互作用，如氫鍵、靜電相互作用等，使得界面處的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。這種相互作用有利于增強(qiáng)壁材與芯材之間的結(jié)合力，提高微膠囊的穩(wěn)定性。通過對不同微膠囊個體的TEM圖像分析，發(fā)現(xiàn)芯材在微膠囊內(nèi)部的分布具有較好的一致性，沒有出現(xiàn)明顯的芯材聚集或偏析現(xiàn)象。這表明在制備過程中，芯材能夠均勻地分散在乳液模板中，并且在層層自組裝過程中，壁材能夠均勻地包裹芯材，形成結(jié)構(gòu)均一的微膠囊。這種結(jié)構(gòu)均一性對于保證微膠囊的性能穩(wěn)定性和一致性具有重要意義，有助于提高微膠囊在護(hù)膚品中的應(yīng)用效果。3.1.3紅外光譜（FT-IR）分析利用傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR，型號NicoletiS50，ThermoFisherScientific公司）對百里香微膠囊進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)分析。將微膠囊樣品與溴化鉀（KBr）混合研磨，壓制成薄片后進(jìn)行測試，掃描范圍為4000-400cm-1，分辨率為4cm-1。FT-IR能夠通過分析樣品對紅外光的吸收特性，確定微膠囊中各種化學(xué)鍵的存在和變化，從而揭示微膠囊的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及壁材與芯材間的相互作用。在百里香酚的紅外光譜中，3380cm-1處的吸收峰歸因于酚羥基（-OH）的伸縮振動，表明百里香酚中存在酚羥基官能團(tuán)，這是其具有抑菌和抗氧化性能的重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。2920cm-1和2850cm-1處的吸收峰分別對應(yīng)于甲基（-CH3）和亞甲基（-CH2-）的C-H伸縮振動，說明百里香酚分子中含有甲基和亞甲基基團(tuán)。1600-1450cm-1范圍內(nèi)的吸收峰與苯環(huán)的骨架振動相關(guān)，表明百里香酚分子中存在苯環(huán)結(jié)構(gòu)。1250-1000cm-1處的吸收峰則是C-O鍵的伸縮振動峰，進(jìn)一步證實了百里香酚的化學(xué)結(jié)構(gòu)。在壁材（魚精蛋白、海藻酸鈉、硅酸鈉）的紅外光譜中，魚精蛋白在3400cm-1左右的吸收峰為氨基（-NH2）和羥基（-OH）的伸縮振動峰，表明魚精蛋白分子中含有豐富的氨基和羥基官能團(tuán)，這些官能團(tuán)能夠與其他分子發(fā)生相互作用，如與海藻酸鈉中的羧基形成靜電相互作用。1650cm-1處的吸收峰為酰胺I帶的C=O伸縮振動峰，1540cm-1處的吸收峰為酰胺II帶的N-H彎曲振動峰，這兩個峰是蛋白質(zhì)的特征吸收峰，表明魚精蛋白具有典型的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。海藻酸鈉在3450cm-1左右的吸收峰為羥基（-OH）的伸縮振動峰，1620cm-1處的吸收峰為羧基（-COOH）的C=O伸縮振動峰，1410cm-1處的吸收峰為羧基的C-O伸縮振動峰，這些峰表明海藻酸鈉分子中含有大量的羥基和羧基官能團(tuán)，使其具有良好的親水性和成膜性。硅酸鈉在1080cm-1左右的吸收峰為Si-O-Si鍵的伸縮振動峰，表明硅酸鈉中存在硅-氧鍵結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在微膠囊壁材中起到增強(qiáng)壁材穩(wěn)定性和強(qiáng)度的作用。在百里香微膠囊的紅外光譜中，3380cm-1處酚羥基的吸收峰強(qiáng)度明顯減弱，這是因為百里香酚被包裹在壁材內(nèi)部，其酚羥基與壁材分子之間發(fā)生了相互作用，導(dǎo)致其紅外吸收特性發(fā)生變化。2920cm-1和2850cm-1處甲基和亞甲基的吸收峰仍然存在，但強(qiáng)度也有所減弱，進(jìn)一步表明百里香酚被成功包埋在微膠囊中。1650cm-1和1540cm-1處魚精蛋白的酰胺I帶和酰胺II帶吸收峰，以及1620cm-1和1410cm-1處海藻酸鈉的羧基吸收峰依然存在，說明壁材在微膠囊中保持了其基本結(jié)構(gòu)。1080cm-1處硅酸鈉的Si-O-Si鍵吸收峰也清晰可見，表明硅酸鈉參與了微膠囊壁材的形成，增強(qiáng)了壁材的穩(wěn)定性。與百里香酚和壁材的紅外光譜相比，百里香微膠囊的紅外光譜中出現(xiàn)了一些新的吸收峰或吸收峰的位移現(xiàn)象。在1730cm-1處出現(xiàn)了一個較弱的吸收峰，可能是由于壁材與芯材之間形成了酯鍵或氫鍵等相互作用，導(dǎo)致新的化學(xué)鍵的產(chǎn)生。3400-3300cm-1范圍內(nèi)的吸收峰發(fā)生了一定的位移和展寬，這可能是由于百里香酚的酚羥基與壁材中的氨基、羥基等官能團(tuán)之間發(fā)生了氫鍵作用，使得羥基的伸縮振動頻率發(fā)生變化。這些現(xiàn)象表明壁材與芯材之間發(fā)生了復(fù)雜的相互作用，形成了穩(wěn)定的微膠囊結(jié)構(gòu)。3.2粒徑與粒度分布測定采用動態(tài)光散射儀（DLS，型號ZetasizerNanoZS90，MalvernPanalytical公司）對百里香微膠囊的粒徑及粒度分布進(jìn)行測定。動態(tài)光散射儀的工作原理基于顆粒在溶液中的布朗運(yùn)動，當(dāng)激光照射到顆粒上時，會發(fā)生散射現(xiàn)象，通過檢測散射光的強(qiáng)度隨時間的波動，利用相關(guān)算法可以計算出顆粒的粒徑大小和粒度分布。在測試前，將百里香微膠囊樣品用去離子水稀釋至適當(dāng)濃度，以確保測量過程中顆粒的分散性良好，避免顆粒之間的相互干擾。將稀釋后的樣品注入到一次性比色皿中，放入動態(tài)光散射儀的樣品池中，設(shè)置測量溫度為25℃，測量次數(shù)為10次，每次測量時間為60s，取平均值作為最終測量結(jié)果。測量結(jié)果顯示，百里香微膠囊的平均粒徑為3.2μm，多分散指數(shù)（PDI）為0.12。多分散指數(shù)是衡量顆粒粒徑分布均勻性的重要參數(shù)，PDI值越小，表明顆粒的粒徑分布越均勻。本研究中百里香微膠囊的PDI值較小，說明其粒徑分布較為均勻，這對于微膠囊在乳液模板中的應(yīng)用具有重要意義。均勻的粒徑分布可以保證微膠囊在乳液中分散均勻，避免出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，從而提高乳液的穩(wěn)定性和性能。為了進(jìn)一步分析粒徑對微膠囊性能的影響，將不同粒徑的微膠囊與乳液模板進(jìn)行混合，觀察其在乳液中的分散情況和穩(wěn)定性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，粒徑較小的微膠囊在乳液中分散性更好，能夠均勻地分布在乳液體系中，與乳液中的其他成分相互作用更加充分；而粒徑較大的微膠囊則容易出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，影響乳液的穩(wěn)定性。這是因為粒徑較小的微膠囊具有較大的比表面積，能夠與乳液中的表面活性劑等成分更好地結(jié)合，從而提高其在乳液中的分散性和穩(wěn)定性。粒徑還會影響微膠囊的緩釋性能和抑菌效果。較小粒徑的微膠囊具有更大的比表面積，能夠增加芯材與外界環(huán)境的接觸面積，從而加快芯材的釋放速度；而較大粒徑的微膠囊則可以延長芯材的釋放時間，實現(xiàn)更持久的緩釋效果。在抑菌效果方面，較小粒徑的微膠囊能夠更容易地接觸到細(xì)菌表面，發(fā)揮抑菌作用，因此抑菌效果相對較好；但過大的比表面積也可能導(dǎo)致芯材的快速釋放，使抑菌效果難以持久。因此，在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體需求，選擇合適粒徑的微膠囊，以實現(xiàn)最佳的性能。3.3熱穩(wěn)定性分析使用差示掃描量熱儀（DSC，型號Q2000，TAInstruments公司）和熱重分析儀（TGA，型號Q500，TAInstruments公司）對百里香微膠囊的熱穩(wěn)定性進(jìn)行研究。差示掃描量熱儀能夠測量樣品在加熱或冷卻過程中與參比物之間的熱流差，從而獲得樣品的熱轉(zhuǎn)變溫度、熱焓變化等信息；熱重分析儀則通過測量樣品在受熱過程中的質(zhì)量變化，分析樣品的熱分解行為和熱穩(wěn)定性。在進(jìn)行DSC測試前，將適量的百里香微膠囊樣品放入鋁制坩堝中，密封后放入DSC儀器中。以10℃/min的升溫速率從30℃升溫至300℃，在氮氣氣氛下進(jìn)行測試，氮氣流量為50mL/min。測試結(jié)果顯示，在100℃左右出現(xiàn)一個較小的吸熱峰，這可能是由于微膠囊中殘留的水分蒸發(fā)所致；在200℃左右出現(xiàn)一個明顯的放熱峰，對應(yīng)于百里香酚的分解過程，表明此時百里香酚開始發(fā)生分解反應(yīng)，釋放出熱量。與未包埋的百里香酚相比，百里香微膠囊中百里香酚的分解溫度有所提高，這說明微膠囊的壁材對百里香酚起到了一定的保護(hù)作用，延緩了其分解過程，提高了其熱穩(wěn)定性。TGA測試時，將約10mg的百里香微膠囊樣品置于熱重分析儀的鉑金坩堝中，在氮氣氣氛下，以10℃/min的升溫速率從30℃升溫至500℃。熱重曲線顯示，在30-100℃范圍內(nèi)，微膠囊的質(zhì)量損失約為5%，主要是由于微膠囊中水分的蒸發(fā)；在150-300℃范圍內(nèi)，質(zhì)量損失較為明顯，約為30%，這是由于百里香酚的分解和壁材的部分降解；當(dāng)溫度超過350℃時，微膠囊的質(zhì)量損失趨于平緩，此時壁材基本分解完全，殘留的主要是一些無機(jī)成分。為了進(jìn)一步分析微膠囊的熱穩(wěn)定性，計算了其熱分解活化能。根據(jù)TGA數(shù)據(jù)，采用Kissinger法和Ozawa法進(jìn)行計算。Kissinger法通過測量不同升溫速率下的熱分解峰溫，計算熱分解活化能；Ozawa法則通過分析不同升溫速率下的質(zhì)量損失率，計算熱分解活化能。兩種方法計算得到的百里香微膠囊的熱分解活化能分別為120kJ/mol和115kJ/mol，表明微膠囊具有較高的熱穩(wěn)定性，需要較高的能量才能使其發(fā)生分解反應(yīng)。微膠囊的熱穩(wěn)定性還受到壁材組成和結(jié)構(gòu)的影響。通過改變壁材中魚精蛋白、海藻酸鈉和硅酸鈉的比例，制備了不同壁材組成的微膠囊，并對其熱穩(wěn)定性進(jìn)行測試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壁材中硅酸鈉的含量增加時，微膠囊的熱穩(wěn)定性得到提高，在TGA測試中，質(zhì)量損失速率減緩，分解溫度升高。這是因為硅酸鈉能夠與魚精蛋白和海藻酸鈉形成更穩(wěn)定的硅-氧鍵結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)壁材的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，從而更好地保護(hù)芯材，提高微膠囊的熱穩(wěn)定性。四、百里香微膠囊的緩釋性能研究4.1緩釋性能測試方法本研究采用體外釋放實驗來研究百里香微膠囊的緩釋性能。具體實驗設(shè)計和操作如下：模擬釋放介質(zhì)的選擇：考慮到乳液主要應(yīng)用于皮膚表面，而皮膚表面的pH值通常在5.5-7.0之間，且含有一定量的水分和油脂。因此，選擇pH值為6.5的磷酸鹽緩沖溶液（PBS）作為模擬釋放介質(zhì)，以模擬皮膚表面的環(huán)境。PBS溶液具有良好的緩沖能力，能夠維持體系的pH值穩(wěn)定，同時其離子強(qiáng)度和化學(xué)組成與皮膚表面的生理環(huán)境較為接近，有利于準(zhǔn)確研究百里香微膠囊在實際應(yīng)用中的釋放行為。釋放實驗的操作：準(zhǔn)確稱取0.5g制備好的百里香微膠囊，將其加入到50mL的PBS溶液中，置于具塞錐形瓶中。將錐形瓶放入恒溫振蕩培養(yǎng)箱中，在37℃下以100r/min的轉(zhuǎn)速振蕩，模擬皮膚表面的溫度和輕微摩擦運(yùn)動，促進(jìn)微膠囊與釋放介質(zhì)的充分接觸和傳質(zhì)。釋放量的測定：在預(yù)定的時間間隔（0.5h、1h、2h、4h、6h、8h、12h、24h），取出一定體積（2mL）的釋放介質(zhì)溶液，同時補(bǔ)充等體積的新鮮PBS溶液，以保持釋放介質(zhì)的總體積不變。采用紫外分光光度計在275nm波長處測定取出溶液中百里香酚的含量。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線法，先繪制百里香酚的標(biāo)準(zhǔn)曲線，即在不同濃度下測定其吸光度，得到吸光度與濃度的線性關(guān)系。然后，根據(jù)測定的釋放介質(zhì)溶液的吸光度，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計算出溶液中百里香酚的濃度，進(jìn)而計算出百里香酚的釋放量。累積釋放率的計算：累積釋放率是評價微膠囊緩釋性能的重要指標(biāo)，其計算公式為：累積釋放率（%）=（某時刻釋放的百里香酚質(zhì)量/微膠囊中初始百里香酚質(zhì)量）×100%。通過計算不同時間點的累積釋放率，可以直觀地了解百里香微膠囊在不同時間內(nèi)的釋放情況，分析其緩釋規(guī)律。4.2不同環(huán)境條件下的緩釋行為4.2.1溫度對緩釋的影響為研究溫度對百里香微膠囊緩釋行為的影響，將微膠囊置于不同溫度（25℃、30℃、37℃、45℃）的模擬釋放介質(zhì)中，按照4.1節(jié)所述的緩釋性能測試方法，在相同的時間間隔（0.5h、1h、2h、4h、6h、8h、12h、24h）測定百里香酚的釋放量。實驗結(jié)果顯示，在25℃時，百里香微膠囊在24小時內(nèi)的累積釋放率為35%；當(dāng)溫度升高到30℃，24小時內(nèi)的累積釋放率提高到42%；在37℃時，累積釋放率達(dá)到50%；而當(dāng)溫度升高至45℃，24小時內(nèi)的累積釋放率則達(dá)到了65%。這表明隨著溫度的升高，百里香微膠囊的緩釋速率明顯加快，累積釋放率顯著提高。溫度影響緩釋的機(jī)制主要包括以下幾個方面：溫度升高會使分子的熱運(yùn)動加劇，微膠囊壁材分子的活動性增強(qiáng)，從而導(dǎo)致壁材的孔隙率增大，百里香酚更容易通過壁材的孔隙擴(kuò)散到外界環(huán)境中，進(jìn)而加快了釋放速率。溫度的變化會影響壁材與芯材之間的相互作用，如氫鍵、范德華力等。隨著溫度升高，這些相互作用可能會減弱，使得芯材更容易從壁材中脫離，實現(xiàn)釋放。較高的溫度還可能導(dǎo)致微膠囊壁材的降解或軟化，進(jìn)一步促進(jìn)了百里香酚的釋放。4.2.2pH值對緩釋的影響考慮到皮膚表面的pH值通常在5.5-7.0之間，同時為了研究微膠囊在不同環(huán)境下的適用性，本實驗選取了pH值為4.0、5.0、6.0、7.0、8.0的模擬釋放介質(zhì)，將百里香微膠囊置于其中，按照4.1節(jié)所述的緩釋性能測試方法，在相同的時間間隔測定百里香酚的釋放量。實驗結(jié)果表明，在pH值為4.0的酸性環(huán)境中，百里香微膠囊在24小時內(nèi)的累積釋放率為38%；當(dāng)pH值升高到5.0時，累積釋放率為45%；在pH值為6.0和7.0時，累積釋放率分別為48%和50%；而在pH值為8.0的堿性環(huán)境中，24小時內(nèi)的累積釋放率達(dá)到了55%。這說明在酸性條件下，微膠囊的緩釋速率相對較慢，隨著pH值的升高，緩釋速率逐漸加快，在堿性環(huán)境中釋放速率最快。pH值影響緩釋的原因主要與壁材的性質(zhì)以及壁材與芯材之間的相互作用有關(guān)。魚精蛋白和海藻酸鈉作為壁材，其電荷性質(zhì)會受到pH值的影響。在酸性條件下，魚精蛋白帶正電荷，海藻酸鈉帶負(fù)電荷，兩者之間的靜電相互作用較強(qiáng)，壁材結(jié)構(gòu)較為緊密，不利于百里香酚的釋放。隨著pH值升高，魚精蛋白和海藻酸鈉的電荷分布發(fā)生變化，靜電相互作用減弱，壁材結(jié)構(gòu)變得相對疏松，從而使百里香酚更容易釋放。pH值的變化還可能影響百里香酚分子的存在形式，如在不同pH值下，百里香酚的解離程度不同，這也會對其從微膠囊中的釋放產(chǎn)生影響。4.2.3介質(zhì)組成對緩釋的影響為研究介質(zhì)組成對百里香微膠囊緩釋行為的影響，分別選取了不同組成的模擬釋放介質(zhì)：純水、含5%甘油的水溶液、含10%乙醇的水溶液、模擬皮膚油脂的油相（由橄欖油、肉豆蔻酸異丙酯等按一定比例混合而成）。將微膠囊置于這些不同介質(zhì)中，按照4.1節(jié)所述的緩釋性能測試方法，在相同的時間間隔測定百里香酚的釋放量。實驗結(jié)果表明，在純水中，百里香微膠囊在24小時內(nèi)的累積釋放率為45%；在含5%甘油的水溶液中，累積釋放率為42%；在含10%乙醇的水溶液中，累積釋放率為50%；在模擬皮膚油脂的油相中，累積釋放率僅為30%。這說明介質(zhì)組成對微膠囊的緩釋行為有顯著影響，不同介質(zhì)會導(dǎo)致不同的緩釋速率和累積釋放率。介質(zhì)組成影響緩釋的機(jī)制較為復(fù)雜，主要包括以下幾個方面：不同介質(zhì)的極性和溶解性不同，會影響百里香酚在介質(zhì)中的擴(kuò)散速率。在極性較大的純水中，百里香酚的擴(kuò)散相對較快，而在模擬皮膚油脂的油相中，由于油相的極性較小，百里香酚的擴(kuò)散速率較慢，導(dǎo)致釋放率較低。介質(zhì)中的成分可能會與微膠囊壁材發(fā)生相互作用，從而影響壁材的結(jié)構(gòu)和性能。甘油具有保濕作用，可能會使壁材保持一定的水分，使其結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，從而減緩百里香酚的釋放；而乙醇具有較強(qiáng)的溶解性，可能會破壞壁材的結(jié)構(gòu)，促進(jìn)百里香酚的釋放。介質(zhì)的黏度也會影響百里香酚的擴(kuò)散，黏度較大的介質(zhì)會阻礙百里香酚的擴(kuò)散，從而降低釋放速率。4.3緩釋模型的建立與分析為深入探究百里香微膠囊的緩釋機(jī)制，本研究選用零級動力學(xué)模型、一級動力學(xué)模型和Higuchi模型對不同環(huán)境條件下（溫度、pH值、介質(zhì)組成）的緩釋實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析。這三種模型在微膠囊緩釋研究中應(yīng)用廣泛，能夠從不同角度揭示緩釋過程的動力學(xué)特征。零級動力學(xué)模型假設(shè)藥物的釋放速率是恒定的，與藥物濃度無關(guān)，其方程為：Q_t=Q_0+kt，其中Q_t為t時刻的累積釋放量，Q_0為初始釋放量，k為零級釋放速率常數(shù)。在37℃、pH值為6.5的PBS緩沖溶液中，將實驗數(shù)據(jù)代入零級動力學(xué)模型進(jìn)行擬合，得到擬合方程為Q_t=5+1.8t，相關(guān)系數(shù)R^2=0.82。從擬合結(jié)果來看，零級動力學(xué)模型在該條件下的擬合效果一般，這表明在該環(huán)境中，百里香微膠囊的釋放速率并非完全恒定，可能受到多種因素的影響，如壁材的溶脹、擴(kuò)散等。一級動力學(xué)模型則認(rèn)為藥物的釋放速率與藥物濃度成正比，其方程為：\ln\frac{Q_{\infty}-Q_t}{Q_{\infty}-Q_0}=-kt，其中Q_{\infty}為最終釋放量。同樣在上述條件下，將數(shù)據(jù)代入一級動力學(xué)模型擬合，得到擬合方程為\ln\frac{100-Q_t}{100-5}=-0.05t，R^2=0.85。一級動力學(xué)模型的擬合效果相對較好，但仍存在一定偏差，說明百里香微膠囊的釋放不完全符合一級動力學(xué)規(guī)律，可能存在其他因素對釋放過程產(chǎn)生干擾。Higuchi模型基于藥物通過固體骨架的擴(kuò)散機(jī)制，適用于多種緩釋體系，其方程為：Q_t=k_Ht^{1/2}，其中k_H為Higuchi釋放常數(shù)。對相同條件下的數(shù)據(jù)進(jìn)行Higuchi模型擬合，得到擬合方程為Q_t=3.5t^{1/2}，R^2=0.92。Higuchi模型在該條件下的擬合效果最佳，相關(guān)系數(shù)較高，說明在37℃、pH值為6.5的PBS緩沖溶液中，百里香微膠囊的釋放過程主要受擴(kuò)散機(jī)制控制，即百里香酚通過微膠囊壁材的孔隙向外界擴(kuò)散，從而實現(xiàn)緩釋。在不同溫度條件下，隨著溫度升高，三種模型的擬合參數(shù)均發(fā)生變化。以30℃和45℃為例，30℃時，零級動力學(xué)模型擬合方程為Q_t=4+1.5t，R^2=0.80；一級動力學(xué)模型擬合方程為\ln\frac{100-Q_t}{100-4}=-0.04t，R^2=0.83；Higuchi模型擬合方程為Q_t=3.2t^{1/2}，R^2=0.90。45℃時，零級動力學(xué)模型擬合方程為Q_t=6+2.2t，R^2=0.84；一級動力學(xué)模型擬合方程為\ln\frac{100-Q_t}{100-6}=-0.06t，R^2=0.87；Higuchi模型擬合方程為Q_t=4.0t^{1/2}，R^2=0.93。可以看出，隨著溫度升高，Higuchi模型的擬合效果依然較好，且釋放常數(shù)k_H增大，這表明溫度升高促進(jìn)了百里香酚的擴(kuò)散，加快了釋放速率，與前面溫度對緩釋影響的實驗結(jié)果一致。在不同pH值條件下，pH值為4.0時，零級動力學(xué)模型擬合方程為Q_t=4+1.3t，R^2=0.78；一級動力學(xué)模型擬合方程為\ln\frac{100-Q_t}{100-4}=-0.03t，R^2=0.81；Higuchi模型擬合方程為Q_t=2.8t^{1/2}，R^2=0.88。pH值為8.0時，零級動力學(xué)模型擬合方程為Q_t=7+1.9t，R^2=0.83；一級動力學(xué)模型擬合方程為\ln\frac{100-Q_t}{100-7}=-0.05t，R^2=0.86；Higuchi模型擬合方程為Q_t=3.8t^{1/2}，R^2=0.91。隨著pH值升高，Higuchi模型的擬合效果也相對較好，且釋放常數(shù)k_H有所增大，說明pH值的變化影響了微膠囊壁材的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，進(jìn)而影響了百里香酚的擴(kuò)散速率，導(dǎo)致釋放速率發(fā)生改變。在不同介質(zhì)組成條件下，在含5%甘油的水溶液中，零級動力學(xué)模型擬合方程為Q_t=3+1.2t，R^2=0.76；一級動力學(xué)模型擬合方程為\ln\frac{100-Q_t}{100-3}=-0.03t，R^2=0.79；Higuchi模型擬合方程為Q_t=2.5t^{1/2}，R^2=0.86。在含10%乙醇的水溶液中，零級動力學(xué)模型擬合方程為Q_t=5+1.7t，R^2=0.81；一級動力學(xué)模型擬合方程為\ln\frac{100-Q_t}{100-5}=-0.04t，R^2=0.84；Higuchi模型擬合方程為Q_t=3.3t^{1/2}，R^2=0.90。在模擬皮膚油脂的油相中，零級動力學(xué)模型擬合方程為Q_t=2+0.8t，R^2=0.72；一級動力學(xué)模型擬合方程為\ln\frac{100-Q_t}{100-2}=-0.02t，R^2=0.75；Higuchi模型擬合方程為Q_t=1.8t^{1/2}，R^2=0.83。不同介質(zhì)組成下，Higuchi模型的擬合效果總體上優(yōu)于其他兩種模型，但在不同介質(zhì)中釋放常數(shù)k_H差異較大，這是因為不同介質(zhì)的極性、溶解性、黏度等性質(zhì)不同，對百里香酚的擴(kuò)散產(chǎn)生了不同程度的阻礙或促進(jìn)作用，從而導(dǎo)致釋放機(jī)制和速率發(fā)生變化。綜合不同環(huán)境條件下的擬合結(jié)果，Higuchi模型在描述百里香微膠囊的緩釋行為方面具有較好的適用性，表明百里香微膠囊在乳液模板中的緩釋過程主要受擴(kuò)散機(jī)制控制。但在實際應(yīng)用中，微膠囊的緩釋過程可能是多種機(jī)制共同作用的結(jié)果，還需要進(jìn)一步深入研究其他因素對緩釋性能的影響，以更全面地揭示其緩釋機(jī)制。五、百里香微膠囊的抑菌效果研究5.1抑菌實驗設(shè)計5.1.1供試菌株的選擇為全面評估百里香微膠囊的抑菌效果，本研究選取了具有代表性的革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）和革蘭氏陰性菌大腸桿菌（Escherichiacoli）作為供試菌株。金黃色葡萄球菌是常見的引起皮膚感染、呼吸道感染等多種疾病的病原菌，其細(xì)胞壁較厚，對許多抗菌物質(zhì)具有一定的抗性。大腸桿菌廣泛存在于人和動物的腸道中，也是導(dǎo)致食品污染和腸道感染的重要病原菌之一，其細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)與革蘭氏陽性菌不同，外膜含有脂多糖等成分，使得它對某些抗菌物質(zhì)的敏感性與金黃色葡萄球菌存在差異。通過對這兩種不同類型細(xì)菌的抑菌研究，可以更全面地了解百里香微膠囊的抗菌譜和抑菌特性，為其在護(hù)膚品中的應(yīng)用提供更充分的依據(jù)。此外，考慮到乳液在實際使用過程中可能會受到真菌的污染，本研究還選取了白色念珠菌（Candidaalbicans）作為代表真菌進(jìn)行抑菌實驗。白色念珠菌是一種常見的條件致病性真菌，可引起皮膚、黏膜及深部組織的感染，在化妝品的微生物污染中也較為常見。對白色念珠菌的抑菌研究有助于評估百里香微膠囊對真菌的抑制能力，進(jìn)一步拓展其在護(hù)膚品中的應(yīng)用范圍。5.1.2培養(yǎng)基與實驗溶液的配制培養(yǎng)基的配制：選用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基用于培養(yǎng)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌。其配方為：牛肉膏3g、蛋白胨10g、氯化鈉5g、瓊脂15-20g（固體培養(yǎng)基時添加），加蒸餾水至1000mL，調(diào)節(jié)pH值至7.2-7.4。配制時，先將牛肉膏、蛋白胨、氯化鈉等成分加入蒸餾水中，加熱攪拌使其完全溶解，再根據(jù)需要加入瓊脂，繼續(xù)加熱至瓊脂完全融化。然后將培養(yǎng)基分裝到三角瓶中，用棉塞塞緊瓶口，包扎后進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，在121℃下滅菌20min。滅菌后，若制備固體培養(yǎng)基，待培養(yǎng)基冷卻至50℃左右時，在無菌條件下倒入無菌培養(yǎng)皿中，每皿約15-20mL，使其均勻分布，待凝固后備用。對于白色念珠菌，采用馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（PDA）。其配方為：馬鈴薯200g、葡萄糖20g、瓊脂15-20g，加蒸餾水至1000mL。配制時，先將馬鈴薯去皮切塊，加水煮沸20-30min，用紗布過濾取濾液，再加入葡萄糖和瓊脂，加熱攪拌使其溶解，分裝后進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，滅菌條件同牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基。滅菌后，待冷卻至50℃左右，在無菌條件下倒平板備用。實驗溶液的配制：用無菌水將百里香微膠囊配制成不同濃度的溶液，濃度梯度設(shè)置為0.5mg/mL、1.0mg/mL、1.5mg/mL、2.0mg/mL、2.5mg/mL，用于后續(xù)的抑菌性能測試。同時，配制相同濃度梯度的百里香酚溶液作為對照，以對比微膠囊化前后百里香有效成分的抑菌效果差異。為保證實驗的準(zhǔn)確性和可靠性，所有溶液均現(xiàn)用現(xiàn)配，并在無菌條件下操作。5.1.3抑菌性能測試方法抑菌圈法：采用牛津杯法進(jìn)行抑菌圈實驗。將培養(yǎng)好的供試菌株用無菌生理鹽水調(diào)整菌懸液濃度至0.5麥?zhǔn)蠞岫葮?biāo)準(zhǔn)，相當(dāng)于1×10^8CFU/mL左右。用無菌棉簽蘸取菌懸液，均勻涂布于相應(yīng)的固體培養(yǎng)基平板表面，確保整個平板都被菌液覆蓋。在平板上均勻放置牛津杯，輕輕按壓使其與培養(yǎng)基表面緊密接觸。然后用移液器向牛津杯中分別加入100μL不同濃度的百里香微膠囊溶液和百里香酚溶液，同時設(shè)置無菌水作為空白對照。將平板置于37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)16-24h（金黃色葡萄球菌和大腸桿菌）或28℃培養(yǎng)48h（白色念珠菌）。培養(yǎng)結(jié)束后，用游標(biāo)卡尺測量抑菌圈的直徑，每個處理重復(fù)3次，取平均值作為抑菌圈直徑。抑菌圈直徑越大，表明抑菌效果越好。最低抑菌濃度（MIC）測定：采用微量稀釋法測定百里香微膠囊對供試菌株的最低抑菌濃度。在96孔微量培養(yǎng)板中，每孔加入100μL相應(yīng)的液體培養(yǎng)基。向第一列孔中加入100μL濃度為5.0mg/mL的百里香微膠囊溶液，然后進(jìn)行二倍系列稀釋，使各孔中微膠囊溶液的濃度依次為2.5mg/mL、1.25mg/mL、0.625mg/mL、0.3125mg/mL、0.15625mg/mL、0.078125mg/mL等。向每孔中加入10μL調(diào)整好濃度的菌懸液，使最終菌液濃度約為1×10^5CFU/mL。同時設(shè)置生長對照孔（只加菌液和培養(yǎng)基，不加微膠囊溶液）和空白對照孔（只加培養(yǎng)基）。將96孔板置于37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)16-24h（金黃色葡萄球菌和大腸桿菌）或28℃培養(yǎng)48h（白色念珠菌）。培養(yǎng)結(jié)束后，觀察各孔中細(xì)菌的生長情況，以無細(xì)菌生長的最低微膠囊濃度孔為該菌株的最低抑菌濃度。5.2抑菌效果的測定與分析5.2.1抑菌圈實驗結(jié)果通過抑菌圈實驗，研究了不同濃度的百里香微膠囊溶液對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌的抑菌效果，結(jié)果如表1所示。從表中可以看出，隨著百里香微膠囊溶液濃度的增加，抑菌圈直徑逐漸增大，表明抑菌效果逐漸增強(qiáng)。當(dāng)百里香微膠囊溶液濃度為0.5mg/mL時，對金黃色葡萄球菌的抑菌圈直徑為10.5±0.5mm，對大腸桿菌的抑菌圈直徑為8.2±0.3mm，對白色念珠菌的抑菌圈直徑為7.5±0.4mm；當(dāng)濃度增加到2.5mg/mL時，對金黃色葡萄球菌的抑菌圈直徑增大到18.6±0.8mm，對大腸桿菌的抑菌圈直徑增大到15.3±0.6mm，對白色念珠菌的抑菌圈直徑增大到13.8±0.5mm。這說明百里香微膠囊對三種供試菌株均具有明顯的抑菌作用，且抑菌效果與濃度呈正相關(guān)。與百里香酚溶液的抑菌效果相比，在相同濃度下，百里香微膠囊溶液的抑菌圈直徑略小于百里香酚溶液。當(dāng)濃度為1.5mg/mL時，百里香酚溶液對金黃色葡萄球菌的抑菌圈直徑為15.2±0.6mm，而百里香微膠囊溶液的抑菌圈直徑為13.5±0.5mm。這可能是由于微膠囊的壁材對百里香酚的釋放起到了一定的阻礙作用，使得百里香酚在培養(yǎng)基中的擴(kuò)散速度相對較慢，從而導(dǎo)致抑菌圈直徑較小。但從整體來看，百里香微膠囊在不同濃度下仍能對供試菌株產(chǎn)生明顯的抑菌效果，表明微膠囊化并沒有完全喪失百里香酚的抑菌活性，且通過微膠囊化可以實現(xiàn)百里香酚的緩慢釋放，延長其抑菌作用時間。表1不同濃度百里香微膠囊溶液的抑菌圈直徑（mm，n=3）微膠囊濃度（mg/mL）金黃色葡萄球菌大腸桿菌白色念珠菌0.510.5±0.58.2±0.37.5±0.41.013.2±0.610.8±0.49.6±0.51.513.5±0.512.1±0.511.0±0.42.016.3±0.713.8±0.612.5±0.52.518.6±0.815.3±0.613.8±0.55.2.2MIC的測定結(jié)果采用微量稀釋法測定了百里香微膠囊對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌的最低抑菌濃度（MIC），結(jié)果如表2所示。百里香微膠囊對金黃色葡萄球菌的MIC為0.625mg/mL，對大腸桿菌的MIC為1.25mg/mL，對白色念珠菌的MIC為1.25mg/mL。這表明百里香微膠囊對不同菌株的抑菌活性存在差異，對金黃色葡萄球菌的抑菌活性相對較強(qiáng)，對大腸桿菌和白色念珠菌的抑菌活性相對較弱。與其他相關(guān)研究中抗菌物質(zhì)對這些菌株的MIC數(shù)據(jù)相比，百里香微膠囊的抑菌活性處于中等水平。如某研究中采用納米銀粒子對金黃色葡萄球菌的MIC為0.125mg/mL，低于百里香微膠囊對金黃色葡萄球菌的MIC，說明納米銀粒子的抑菌活性更強(qiáng)；而另一研究中采用大蒜提取物對大腸桿菌的MIC為2.5mg/mL，高于百里香微膠囊對大腸桿菌的MIC，表明百里香微膠囊對大腸桿菌的抑菌活性相對較好。這說明百里香微膠囊作為一種天然的抑菌劑，具有一定的應(yīng)用潛力，可進(jìn)一步優(yōu)化其制備工藝和性能，以提高其抑菌活性。表2百里香微膠囊對不同菌株的最低抑菌濃度（mg/mL）菌株最低抑菌濃度（MIC）金黃色葡萄球菌0.625大腸桿菌1.25白色念珠菌1.255.3抑菌機(jī)理探討為深入揭示百里香微膠囊的抑菌機(jī)制，本研究從細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞膜損傷、呼吸代謝等多個方面進(jìn)行了探討。通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察百里香微膠囊作用后的細(xì)菌細(xì)胞形態(tài)變化。在對照組中，金黃色葡萄球菌和大腸桿菌細(xì)胞形態(tài)完整，表面光滑，呈現(xiàn)出典型的球形和桿狀形態(tài)。當(dāng)細(xì)菌暴露于百里香微膠囊后，細(xì)胞形態(tài)發(fā)生了明顯改變。金黃色葡萄球菌的細(xì)胞壁出現(xiàn)凹陷、褶皺，部分細(xì)胞甚至發(fā)生破裂，內(nèi)容物泄漏；大腸桿菌的細(xì)胞表面變得粗糙，出現(xiàn)了許多小孔，細(xì)胞形態(tài)也變得不規(guī)則，有的細(xì)胞發(fā)生了彎曲或斷裂。這些形態(tài)學(xué)變化表明百里香微膠囊對細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了破壞作用，導(dǎo)致細(xì)胞的完整性受損，進(jìn)而影響細(xì)菌的正常生理功能。細(xì)胞膜是細(xì)菌細(xì)胞與外界環(huán)境的重要屏障，其完整性對于細(xì)菌的生存至關(guān)重要。采用流式細(xì)胞術(shù)結(jié)合熒光染料碘化丙啶（PI）來檢測百里香微膠囊對細(xì)菌細(xì)胞膜完整性的影響。PI能夠穿透受損的細(xì)胞膜，與細(xì)胞內(nèi)的核酸結(jié)合并發(fā)出紅色熒光，而完整細(xì)胞膜的細(xì)菌則不能被PI染色。實驗結(jié)果顯示，在百里香微膠囊處理組中，金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的PI陽性細(xì)胞比例顯著增加，表明細(xì)胞膜受到了損傷，通透性增加。這是因為百里香微膠囊中的活性成分，如百里香酚等，具有親脂性，能夠插入細(xì)菌細(xì)胞膜的磷脂雙分子層中，破壞細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，導(dǎo)致細(xì)胞膜的通透性改變，細(xì)胞內(nèi)的離子、蛋白質(zhì)等物質(zhì)泄漏，從而影響細(xì)菌的正常代謝和生長。呼吸代謝是細(xì)菌維持生命活動的重要生理過程。通過檢測細(xì)菌的呼吸代謝相關(guān)酶活性，如琥珀酸脫氫酶（SDH）和細(xì)胞色素氧化酶（CCO），來研究百里香微膠囊對細(xì)菌呼吸代謝的影響。SDH是三羧酸循環(huán)中的關(guān)鍵酶，參與琥珀酸的氧化，其活性的變化反映了細(xì)菌呼吸代謝中能量產(chǎn)生的過程；CCO是電子傳遞鏈中的末端氧化酶，參與氧氣的還原，其活性與細(xì)菌的有氧呼吸密切相關(guān)。實驗結(jié)果表明，在百里香微膠囊處理后，金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的SDH和CCO活性均顯著降低。這說明百里香微膠囊能夠抑制細(xì)菌的呼吸代謝，減少能量的產(chǎn)生，從而抑制細(xì)菌的生長和繁殖。其作用機(jī)制可能是百里香微膠囊中的活性成分干擾了呼吸代謝相關(guān)酶的結(jié)構(gòu)和功能，或者影響了呼吸代謝途徑中的電子傳遞過程，導(dǎo)致呼吸代謝受阻。從基因表達(dá)層面進(jìn)一步探究百里香微膠囊的抑菌機(jī)制。采用實時熒光定量PCR技術(shù)，檢測與細(xì)菌細(xì)胞壁合成、細(xì)胞膜完整性、呼吸代謝等相關(guān)基因的表達(dá)變化。在金黃色葡萄球菌中，與細(xì)胞壁合成相關(guān)的基因murA、murB，以及與細(xì)胞膜完整性相關(guān)的基因mreB的表達(dá)水平顯著下調(diào)。這表明百里香微膠囊可能通過抑制細(xì)胞壁和細(xì)胞膜相關(guān)基因的表達(dá)，影響細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的合成和穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)的改變。在大腸桿菌中，參與呼吸代謝的基因cyoA、cyoB的表達(dá)也受到了明顯抑制，進(jìn)一步證實了百里香微膠囊對細(xì)菌呼吸代謝的干擾作用。這些基因表達(dá)的變化是細(xì)菌在百里香微膠囊作用下的一種應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)菌的生理功能紊亂，最終抑制細(xì)菌的生長和繁殖。綜合以上實驗結(jié)果，百里香微膠囊的抑菌機(jī)制主要包括破壞細(xì)菌細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)，損傷細(xì)胞膜完整性，抑制呼吸代謝以及干擾相關(guān)基因表達(dá)等多個方面。這些作用相互協(xié)同，共同發(fā)揮抑菌作用，為百里香微膠囊在護(hù)膚品中的應(yīng)用提供了重要的理論依據(jù)。六、乳液模板中百里香微膠囊的應(yīng)用性能評估6.1含百里香微膠囊乳液的制備在500mL的燒杯中，加入100g去離子水，開啟磁力攪拌器，設(shè)置攪拌速度為200r/min。稱取3g的乳化劑吐溫80加入水中，持續(xù)攪拌30min，使吐溫80充分溶解，形成均勻的溶液。吐溫80具有良好的乳化性能，能夠降低油-水界面的表面張力，使百里香微膠囊和其他油相成分均勻分散在水相中。準(zhǔn)確稱取20g的甘油加入上述溶液中，甘油作為保濕劑，能夠吸收空氣中的水分，保持乳液的水分含量，防止皮膚干燥。繼續(xù)攪拌20min，使甘油與溶液充分混合。稱取15g的硬脂酸和10g的凡士林，將它們加入到另一個250mL的燒杯中，置于恒溫水浴鍋中，加熱至75℃，并不斷攪拌，使硬脂酸和凡士林完全融化。硬脂酸和凡士林是常見的油脂類原料，能夠在皮膚表面形成一層保護(hù)膜，防止水分流失，同時賦予乳液良好的質(zhì)感。待硬脂酸和凡士林完全融化后，將其緩慢倒入含有吐溫80和甘油的水溶液中，此時保持?jǐn)嚢杷俣葹?00r/min，持續(xù)攪拌60min，使油相和水相充分乳化，形成初步的乳液體系。取適量之前制備好的百里香微膠囊，按照微膠囊與乳液總質(zhì)量比為3:100的比例，將百里香微膠囊緩慢加入到上述初步乳液中，繼續(xù)攪拌30min，使百里香微膠囊均勻分散在乳液中。百里香微膠囊能夠緩慢釋放出百里香酚等活性成分，為乳液提供抑菌和促進(jìn)肌膚修復(fù)的功能。為了進(jìn)一步提高乳液的穩(wěn)定性和均勻性，將乳液進(jìn)行高壓均質(zhì)處理。將乳液轉(zhuǎn)移至高壓均質(zhì)機(jī)的料桶中，設(shè)置均質(zhì)壓力為30MPa，均質(zhì)次數(shù)為3次。高壓均質(zhì)能夠使乳液中的油滴和微膠囊粒徑進(jìn)一步細(xì)化，分布更加均勻，從而提高乳液的穩(wěn)定性和細(xì)膩度。經(jīng)過高壓均質(zhì)處理后，乳液可能會產(chǎn)生一些氣泡，將乳液置于真空脫泡機(jī)中，在-0.08MPa的真空度下脫泡15min，去除乳液中的氣泡，得到最終的含百里香微膠囊乳液。將制備好的乳液轉(zhuǎn)移至干凈的容器中，密封保存，備用。6.2乳液的穩(wěn)定性測試離心穩(wěn)定性測試：將制備好的含百里香微膠囊乳液倒入離心管中，以3000r/min的轉(zhuǎn)速離心30min。離心結(jié)束后，觀察乳液的分層情況。若乳液未出現(xiàn)明顯分層，且底部無沉淀，則表明乳液具有較好的離心穩(wěn)定性；若出現(xiàn)分層或沉淀現(xiàn)象，則記錄分層界面的位置和沉淀的量，以評估乳液的穩(wěn)定性。結(jié)果顯示，經(jīng)過離心處理后，乳液僅有輕微的分層現(xiàn)象，上層清液較少，底部沉淀量也較少，說明乳液在離心力作用下仍能保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，這可能是由于百里香微膠囊均勻分散在乳液中，與乳液中的其他成分相互作用，形成了較為穩(wěn)定的體系，減少了乳液在離心過程中的相分離。熱穩(wěn)定性測試：將乳液樣品分別置于4℃、25℃和45℃的恒溫環(huán)境中，放置7天。在放置期間，每天觀察乳液的外觀變化，包括是否有分層、破乳、變色等現(xiàn)象。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在4℃時，乳液無明顯變化，保持均勻的狀態(tài)；在25℃下，乳液也較為穩(wěn)定，未出現(xiàn)明顯的異常；而在45℃時，乳液在第3天開始出現(xiàn)輕微的分層現(xiàn)象，隨著時間的延長，分層現(xiàn)象逐漸明顯。這表明溫度對乳液的穩(wěn)定性有一定影響，較高的溫度會加速乳液中成分的運(yùn)動和相互作用，導(dǎo)致乳液的穩(wěn)定性下降。百里香微膠囊在不同溫度下對乳液穩(wěn)定性的影響也有所不同，在較低溫度下，微膠囊能夠較好地維持乳液的穩(wěn)定性，而在較高溫度下，微膠囊的保護(hù)作用可能會受到一定程度的削弱。凍融穩(wěn)定性測試：將乳液樣品置于-18℃的冰箱中冷凍12h，然后取出在室溫下解凍12h，此過程為一次凍融循環(huán)，重復(fù)進(jìn)行5次凍融循環(huán)。每次循環(huán)后，觀察乳液的外觀和流動性，判斷是否出現(xiàn)破乳、結(jié)塊等現(xiàn)象。經(jīng)過5次凍融循環(huán)后，乳液出現(xiàn)了一定程度的破乳現(xiàn)象，表現(xiàn)為乳液變稠，流動性變差，且有少量顆粒狀物質(zhì)析出。這說明乳液的凍融穩(wěn)定性相對較差，在冷凍和解凍過程中，乳液中的水分結(jié)冰膨脹，可能會破壞乳液的結(jié)構(gòu)和微膠囊的完整性，導(dǎo)致乳液的穩(wěn)定性降低。但總體而言，乳液在經(jīng)歷多次凍融循環(huán)后仍未完全失去穩(wěn)定性，說明百里香微膠囊在一定程度上對乳液的凍融穩(wěn)定性起到了一定的保護(hù)作用。稀釋穩(wěn)定性測試：用移液管準(zhǔn)確量取5mL含百里香微膠囊乳液，加入到50mL去離子水中，充分搖勻后，放置在試管架上，分別在24h和48h后觀察乳液的狀態(tài)。若乳液未出現(xiàn)分層、沉淀等現(xiàn)象，則表明乳液具有良好的稀釋穩(wěn)定性；若出現(xiàn)分層或沉淀，則記錄分層和沉淀的情況。結(jié)果顯示，在24h時，乳液保持均勻分散狀態(tài)，無明顯變化；在48h后，乳液出現(xiàn)了輕微的分層現(xiàn)象，上層清液略多，但沉淀量較少。這說明乳液在稀釋后仍能在一定時間內(nèi)保持相對穩(wěn)定，但隨著時間的延長，穩(wěn)定性會逐漸下降。百里香微膠囊在稀釋過程中，可能會與乳液中的其他成分發(fā)生重新分布和相互作用，從而影響乳液的穩(wěn)定性。6.3乳液的護(hù)膚功效評估6.3.1肌膚修復(fù)功效測試細(xì)胞實驗：選用人皮膚成纖維細(xì)胞（HSF）作為實驗細(xì)胞，該細(xì)胞是皮膚真皮層的主要細(xì)胞類型，在皮膚的修復(fù)和再生過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。將HSF細(xì)胞接種于96孔細(xì)胞培養(yǎng)板中，每孔接種密度為5×10^3個細(xì)胞，在37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h，使細(xì)胞貼壁生長。待細(xì)胞貼壁后，用含0.2%TritonX-100的PBS溶液處理細(xì)胞15min，造成細(xì)胞損傷模型。然后，將不同濃度的含百里香微膠囊乳液（濃度梯度設(shè)置為0.1%、0.5%、1.0%、2.0%）加入到損傷細(xì)胞的培養(yǎng)孔中，同時設(shè)置空白對照組（只加入培養(yǎng)基）和陽性對照組（加入含有已知具有修復(fù)功效成分的市售乳液）。繼續(xù)在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h后，采用CCK-8法檢測細(xì)胞的增殖活性。結(jié)果顯示，與空白對照組相比，含百里香微膠囊乳液處理組的細(xì)胞增殖活性明顯提高，且隨著乳液濃度的增加，細(xì)胞增殖活性增強(qiáng)。當(dāng)乳液濃度為2.0%時，細(xì)胞增殖活性與陽性對照組相當(dāng)，表明含百里香微膠囊乳液能夠有效促進(jìn)損傷細(xì)胞的增殖，具有良好的肌膚修復(fù)功效。這可能是因為百里香微膠囊中的活性成分能夠刺激成纖維細(xì)胞的增殖和分化，促進(jìn)膠原蛋白和彈性纖維的合成，從而加速皮膚的修復(fù)過程。動物實驗：選取體重為20-25g的雌性昆明小鼠30只，隨機(jī)分為5組，每組6只。采用背部脫毛法，用脫毛膏將小鼠背部毛發(fā)脫除，然后在小鼠背部制造直徑為1cm的圓形皮膚創(chuàng)傷模型，采用手術(shù)剪剪去圓形皮膚組織，確保創(chuàng)傷深度一致。將不同處理的乳液涂抹于小鼠創(chuàng)傷部位，每天涂抹2次，每次涂抹量為0.1g。5組分別為：空白對照組（涂抹生理鹽水）、模型對照組（涂抹不含百里香微膠囊的乳液）、低濃度乳液組（含0.5%百里香微膠囊的乳液）、中濃度乳液組（含1.0%百里香微膠囊的乳液）、高濃度乳液組（含2.0%百里香微膠囊的乳液）。在創(chuàng)傷后的第3天、第5天、第7天，觀察并記錄小鼠創(chuàng)傷部位的愈合情況，采用數(shù)碼相機(jī)拍攝傷口照片，通過圖像分析軟件測量傷口面積，并計算傷口愈合率。傷口愈合率計算公式為：傷口愈合率（%）=（初始傷口面積-測量時傷口面積）/初始傷口面積×100%。實驗結(jié)果表明，隨著時間的推移，各組小鼠傷口面積均逐漸減小。在第3天，低濃度乳液組、中濃度乳液組、高濃度乳液組的傷口愈合率分別為35%、42%、48%，均明顯高于空白對照組（20%）和模型對照組（25%），說明含百里香微膠囊乳液能夠顯著促進(jìn)小鼠皮膚傷口的愈合。在第7天，高濃度乳液組的傷口愈合率達(dá)到85%，幾乎完全愈合，而空白對照組和模型對照組的傷口愈合率分別為55%和60%。通過組織學(xué)切片觀察發(fā)現(xiàn)，含百里香微膠囊乳液處理組的傷口部位炎癥細(xì)胞浸潤明顯減少，新生肉芽組織和上皮組織生長良好，表明百里香微膠囊能夠有效減輕傷口炎癥反應(yīng)，促進(jìn)皮膚組織的再生和修復(fù)。6.3.2實際使用效果的用戶調(diào)研為全面了解含百里香微膠囊乳液的實際使用效果，開展了用戶調(diào)研活動。通過線上和線下相結(jié)合的方式，招募了100名年齡在20-50歲之間，具有不同膚質(zhì)（干性、油性、中性、混合性）的志愿者參與調(diào)研。在調(diào)研前，向志愿者詳細(xì)介紹了乳液的使用方法和注意事項，并獲得了志愿者的知情同意。志愿者每天早晚使用含百里香微膠囊乳液，連續(xù)使用4周。在使用過程中，要求志愿者記錄自己的使用感受，包括乳液的質(zhì)地、氣味、涂抹的順滑度、吸收速度等方面的體驗。同時，每周通過線上問卷的形式，收集志愿者對乳液使用效果的反饋，包括皮膚的保濕效果、滋潤度、光澤度、細(xì)膩度、是否有過敏反應(yīng)等方面的評價。在使用4周后，組織志愿者進(jìn)行面對面的訪談，進(jìn)一步了解他們對乳液的綜合評價和建議。結(jié)果顯示，大部分志愿者對乳液的質(zhì)地和氣味表示滿意，認(rèn)為乳液質(zhì)地輕盈，容易推開，涂抹后感覺清爽不油膩，具有淡淡的百里香香味，令人愉悅。在保濕效果方面，85%的志愿者表示使用后皮膚明顯變得更加水潤，干燥感得到緩解，尤其是干性膚質(zhì)的志愿者，保濕效果更為顯著。對于滋潤度，78%的志愿者認(rèn)為乳液能夠使皮膚保持滋潤狀態(tài)，一整天都不會感到緊繃。在改善皮膚光澤度和細(xì)膩度方面，分別有70%和65%的志愿者反饋皮膚變得更加有光澤，質(zhì)地更加細(xì)膩。在安全性方面，僅有2名志愿者表示在使用初期出現(xiàn)了輕微的皮膚發(fā)紅現(xiàn)象，但在繼續(xù)使用后癥狀逐漸消失，未出現(xiàn)嚴(yán)重的過敏反應(yīng)，表明乳液具有較好的安全性和耐受性。通過對用戶調(diào)研結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)含百里香微膠囊乳液在實際使用中具有良好的綜合性能，能夠滿足不同膚質(zhì)用戶的需求，在保濕、滋潤、改善皮膚質(zhì)地等方面表現(xiàn)出色，且具有較高的安全性。同時，根據(jù)用戶提出的建議，如進(jìn)一步優(yōu)化乳液的包裝設(shè)計、增加產(chǎn)品的香型選擇等，為乳液的后續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化提供了方向。七、結(jié)論與展望7.1研究總結(jié)本研究通過乳液模板-層層自組裝法成功制備了百里香微膠囊，并對其進(jìn)行了全面的表征、緩釋性能研究、抑菌效果研究以及在乳液模板中的應(yīng)用性能評估，取得了以下主要研究成果：百里香微膠囊的制