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1 - MICROENCAPSULATION

2 - PARTICULARITÉS DES PARFUMS

3 - CONTRAINTES DE STABILITÉ AU STOCKAGE

4 - LIBÉRATION CONTRÔLÉE DES PARFUMS SANS MICROCAPSULES

5 - MÉTHODES DE MICROENCAPSULATION ADAPTÉES AUX PARFUMS

6 - MANIPULATION ET FORMULATION DES CAPSULES

  • 6.1 - Formes solides
  • 6.2 - Formes en suspension (slurry)

7 - CONCLUSION

8 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : J2216 v1

Méthodes de microencapsulation adaptées aux parfums
Microencapsulation des parfums en cosmétique

Auteur(s) : Christian QUELLET

Relu et validé le 02 sept. 2020

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RÉSUMÉ

Cet article traite des différents aspects de la microencapsulation des parfums, en mettant particulièrement l’accent sur les propriétés spécifiques des molécules de parfum et sur les facteurs physico-chimiques contrôlant la stabilité des microcapsules parfumées lors du stockage dans les produits exigeants, tels que les bases riches en tensioactifs. Les techniques d’encapsulation y sont traitées de manière transversale offrant au lecteur une approche synthétique de ce domaine multidisciplinaire. Les concepts abordés sont applicables aux molécules de bas poids moléculaire ou volatiles en général et pourront s’appliquer à d’autres actifs, tels que les arômes ou certains pesticides

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INTRODUCTION

Depuis les années 1990, les technologies de microencapsulation sont devenues incontournables dans tous les domaines de l’industrie. Cet engouement est à la hauteur des avantages que peut procurer la microencapsulation, tant au niveau fonctionnel que sensoriel. Dans le même temps, l’impact du parfum est devenu un des principaux moteurs d’achat et de ré-achat d’un produit de consommation courante et la demande pour des parfums toujours plus performants, plus endurants ou qui procurent à l’utilisateur des expériences olfactives nouvelles, a explosé.

Les promesses de l’encapsulation appliquée aux parfums sont multiples. Un premier avantage réside dans la possibilité d’isoler des molécules parfumées sensibles dans une microcapsule pour les atteintes chimiques, telles que l’oxydation ou l’hydrolyse, ou d’éviter la libération trop précoce de ces substances dans le milieu qui les entoure, par exemple par diffusion ou évaporation. Un deuxième avantage est le contrôle de cette libération selon un calendrier prédéfini, par ajustement de la perméabilité de cette capsule ou par le jeu de stimuli externes. La microcapsule peut également être un véhicule permettant le transport du parfum vers un substrat où la libération aura lieu. Enfin, ce véhicule peut être fonctionnalisé pour augmenter sa capacité à reconnaître ce substrat et à s’y fixer, ce qui a particulièrement sens lorsque l’on parle de produits soumis au rinçage, comme les détergents, les shampoings ou les gels douche.

Il devient ainsi possible d’incorporer des parfums ou des ingrédients de parfumerie sélectionnés dans des milieux agressifs, de les conserver dans cet état pendant des périodes plus ou moins longues et, au moment et à l’endroit voulus, de les libérer pour qu’ils remplissent leur fonction. En résumé, l’encapsulation permet la protection, la vectorisation et la libération contrôlée du parfum.

La libération peut être lente et durable, prolongeant l’impact du parfum au-delà de ce qui est possible en l’absence de microencapsulation ou au contraire explosive, par exemple par rupture de la capsule, offrant au consommateur une expérience olfactive unique. Alternativement, le cumul de ces avantages peut également permettre une diminution du niveau de parfum dans un produit tout en conservant sa performance. Cette dernière option est particulièrement intéressante lorsque l’incorporation du parfum dans le produit est difficile.

Toutefois, l’encapsulation des parfums reste un challenge. Les molécules parfumées sont des petites molécules difficiles à confiner dans une capsule ou une particule, du fait de leur tendance à diffuser à travers un grand nombre de matériaux d’encapsulation. Les moteurs de cette diffusion sont la volatilité et le partage entre la phase intérieure et la phase extérieure. Les pertes liées à la diffusion limitent la stabilité de ces systèmes dans des produits, souvent riches en tensioactifs et dont le pouvoir d’extraction est grand. Trouver le bon compromis entre rétention au cours du stockage et libération du parfum au moment et à l’endroit voulus est souvent une gageure et le fruit d’un long travail de développement. Par ailleurs, l’apport en performance d’un parfum encapsulé par rapport à un parfum libre, à coût constant, peut ne pas être évident pour le consommateur. On touche ici au rapport qualité-prix de la technologie d’encapsulation comparé à celui du parfum « classique ».

Dans cet article, l’accent est mis sur les aspects généraux de la microencapsulation, sur le parfum et ses particularités, sur les contraintes de stabilité et sur les méthodes d’encapsulation actuellement disponibles. L’approche choisie est avant tout physico-chimique et vise à mieux faire comprendre au lecteur les facteurs influençant la qualité des capsules. Elle vise aussi à donner à l’ingénieur les outils de base qui lui serviront à aborder ce domaine.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-j2216


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5. Méthodes de microencapsulation adaptées aux parfums

5.1 Stratégie générale

À quelques exceptions près, on part presque toujours d’une émulsion huile-dans-eau, dans laquelle le parfum fait office de phase huile. Le parfum est émulsifié soit pur, soit dilué dans une huile olfactivement neutre, par exemple un ester d’acide gras. Cette phase est généralement liquide, bien que dans certains cas, le parfum soit solidifié sous forme de particules ou de micro (nano)gels.

L’émulsion est généralement stabilisée par un ou plusieurs polymère(s) ayant des propriétés émulsifiantes. Ces polymères sont également appelés stabilisants colloïdaux ou colloïdes protecteurs. Ce sont par exemple des celluloses modifiées, des alcools polyvinyliques, des acrylates, des copolymères séquencés ou non, etc. La stabilisation par des nanoparticules pour former des émulsions dites de Pickering est récemment revenue d’actualité. Des tensioactifs de petite masse molaire peuvent également être utilisés, mais surtout en combinaison avec les stabilisants mentionnés ci-dessus. Ces stabilisants contribuent non seulement à maintenir l’émulsion pendant toute la durée de l’encapsulation, mais ils sont également partie prenante de la matrice encapsulante. Le choix du stabilisant est tout aussi crucial que le choix des matériaux barrières.

La microencapsulation proprement dite est la deuxième étape du procédé. À partir de cette étape, plusieurs voies s’ouvrent au formulateur. Si le produit final ne contient pas d’eau et si le mécanisme de libération envisagé implique une augmentation de l’humidité, on choisit un matériau encapsulant hydrophile. Ce dernier peut être une matrice soluble à l’eau, dont la dissolution entraîne la libération plus ou moins rapide du parfum, ou un hydrogel, dont le gonflement en présence d’eau conduit au même résultat. Par contre, si le produit final est aqueux ou si l’activité de l’eau qu’il contient est trop importante, on préfère un matériau encapsulant non soluble dans l’eau. De même, on a le choix entre une microcapsule de type matriciel (particules, poudres ou granules, gels) et une microcapsule cœur-écorce (« vraies » microcapsules). Les figures 13 et 14 résument les options relatives à ces deux formes.

La troisième étape, optionnelle...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - VAN BROEKHUIZEN (P.), VAN VEELEN (W.), STREEKSTRA (W.H.), SCHULTE (P.), REIJNDERS (L.) -   Exposure limits for nanoparticles : report of an international workshop on nano reference values.  -  The Annals of Occupational Hygiene, 56, p. 515-524 (2012).

  • (2) - PONCELET (D.) -   Microencapsulation state of the art.  -  Presentation at 19th Microencapsulation Industrial Concention, Frankfurt (2016).

  • (3) - MAHORA (F.) -   Familles olfactives de fragrances  -  http://vdi-parfum-generique.over- blog.com/pages/Familles_olfactives_de_fragrances-1268083.html consulté le 09.05.2016

  • (4) - PICKENHAGEN (W.) -   Enantioselectivity in odor perception.  -  Dans TERANISHI (R.), BUTTERY (R.G.) et SHAHIDI (F.) Éd., « Flavor chemistry : trends and developments », ACS Symp. Series 388, ACS, Washington DC, p. 151-157 (1989).

  • (5) - FAZZALARI (F.A.) Éd -   Compilation of odor and taste threshold data.  -  ASTM Data Series DS 48A (1978).

  • ...

1 Communautés scientifiques

Bioencapsulation Research Group (BRG). Cette organisation propose la tenue de plusieurs manifestations annuelles, dont une convention industrielle de la microencapsulation, un symposium scientifique et un tutorial sur ce thème. Le BRG édite un périodique en ligne ayant pour titre « Bioencapsulation news » http://bioencapsulation.net/

Controlled Release Society (CRS). Cette organisation internationale propose un congrès annuel dédié à l’encapsulation en général avec, toutefois, un focus prononcé sur les applications médicales. Une session dédiée aux applications industrielles se tient en marge de ce congrès http://www.controlledreleasesociety.org/Pages/default.aspx

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