功能食品活性成分流失率＞30%？你可能对微胶囊技术还欠缺一点认知

　　功能食品的研发始终面临着两大难题：如何保护活性成分的稳定性？如何精准控制其释放效果？

       Food Tech Database近5年微胶囊活性保留率数据库（含327个实验数据点）显示，通过HPLC-MS测定方法，微胶囊活性保留典型值范围在58-92%。

 

　　微胶囊技术，这项看似“微观”的科技，凭借其强大的保护与控释能力，正在成为破解这些难题的“钥匙”。从维生素到益生菌，从多不饱和脂肪酸到天然抗氧化剂，微胶囊技术不仅让食品成分“穿上铠甲”，还赋予其“智能释放”的能力。

 

　　接下来，我将从微胶囊技术的方法、功能特性、壁材选择，再到在功能食品中的实际应用，层层揭开它的神秘面纱。

 

　　01、微胶囊技术的方法、原理、适用范围及特点汇总[1]

 

　　如果把微胶囊比作一座微型“堡垒”，其核心功能在于保护芯材与控制释放。这些特性直接决定了功能食品的稳定性、口感和生物利用率。

 

　　微胶囊是一种具有核 - 壳结构的微小粒子，粒径通常在纳米到微米级别，其内部的 “核” 可以包裹各种功能成分，如抗氧化剂、维生素、活性肽等，而外部的 “壳” 则起到保护、缓释和靶向运输的作用。

 

　　微胶囊最突出的特性就是对活性成分的保护作用。以维生素 C 为例，它极易被氧化，在普通食品加工过程中很容易失去活性。但通过微胶囊技术将维生素 C 包裹起来，能够有效隔绝氧气、水分和光线，使其稳定性大大提高。研究表明，经过微胶囊化处理的维生素 C，在高温高湿环境下的保存时间比未处理的延长了数倍。

 

　　又比如番茄红素经微胶囊化后，在避光、低温（4℃）下储存，色素保存率提升30%以上（赵晓燕，2005）；茶多酚微胶囊在模拟胃肠液中缓释6小时后，抗氧化活性仍保持初始值的80%（Shpigelman，2012）。

 

　　除了保护功能，微胶囊还具有独特的缓释特性。就像定时释放的 “小药丸”，微胶囊可以根据设定的条件，在特定时间或环境下缓慢释放内部的活性成分。

       例如，在肠道环境中，某些微胶囊壁材会在特定 pH 值下溶解，从而实现活性成分的精准释放，提高营养成分的生物利用率。这种缓释特性对于一些需要持续发挥作用的功能成分，如益生菌、功能性多肽等尤为重要。

       一些专为肠道健康设计的功能性食品，通过微胶囊包裹益生菌，让益生菌能够顺利抵达肠道并在适宜环境中缓慢释放，更好地发挥调节肠道菌群的功效。某知名品牌的益生菌胶囊，采用微胶囊技术后，益生菌在肠道内的定植率提高了 25%，有效改善了肠道微生态环境 。

 

　　此外，随着纳米技术的发展，纳米微胶囊还具备靶向性。在功能食品领域，这意味着可以将特定的营养成分精准输送到人体的特定部位。

       有研究机构将纳米微胶囊技术应用于一款老年钙补充剂，经过临床测试，服用该产品的老年人在三个月内骨密度平均提升了 5%，效果显著 。

       降低或掩盖不良味道、降低挥发性。某些营养物质具有令人不愉快的气味或滋味，如臭味、辛辣味、苦味、异味等，这些味道可以用微胶囊技术加以降低或掩盖。制得的微胶囊产品在口腔中不熔化，而在消化道中溶解，释放出内容物，发挥其营养作用。部分易挥发的食品添加剂，如香精香料等，经微胶囊化后可抑制挥发，减少其在加工、贮存时的挥发性，同时也减少了损失，节约了成本。

 

　　隔离组分。运用微胶囊技术将可能相互反应的组分分别微胶囊化后，就可稳定的共存于同一物系中，这样就有效的避免了在配料丰富的食品中，不相配伍的组分间相互影响的弊端。各种有效成分有序的释放，分别在相应时刻发生作用，以提高和增进食品的风味和营养。

 

　　03、选择合适的微胶囊壁材是关键

 

　　如果说微胶囊是 “保险箱”，那么壁材就是打造这个 “保险箱” 的 “包装材料”。选择合适的壁材，直接关系到微胶囊的性能和应用效果。

       理想的壁材需要满足多个条件：与芯材不发生反应、具有一定的机械强度和稳定性、具备良好的成膜性和分散性，同时还要符合食品安全标准。

 

　　常用的微胶囊壁材可以分为天然高分子材料、人工合成材料和半人工合成材料三大类。天然高分子材料因其良好的生物相容性和安全性，在食品领域应用最为广泛。
 

 

　　在天然高分子壁材中，蛋白质类聚合物是重要的一类。明胶作为最常用的蛋白质壁材之一，由动物结缔组织的胶原降解而成，具有良好的生物相容性。它的溶液状态可以随环境温度和 pH 值改变，通过调整交联度，还能控制芯材的释放速度。

       例如，在制备复合维生素微胶囊时，明胶可以根据不同维生素的特性，设计出不同交联度的壁材，实现多种维生素的可控释放。

       某品牌的复合维生素软糖，采用明胶壁材，将维生素 A、C、E 等分别以不同交联度包裹，确保每种维生素在口腔咀嚼、胃消化和肠道吸收的不同阶段，都能以最佳方式释放，提高人体对多种维生素的综合吸收率 。

       另一种蛋白质壁材白蛋白，不仅稳定性高，还能被人体内的蛋白酶分解，是药物递送系统中常用的微胶囊壁材，在未来功能食品的精准营养递送方面也具有很大潜力。

 

　　多糖类聚合物也是天然壁材的主力军。壳聚糖是由甲壳素脱乙酰得到的天然多糖，具有抗菌、抗氧化、生物相容性好等特点。用壳聚糖制备的沙丁鱼鱼油微胶囊，能有效延缓鱼油的氧化，延长产品保质期；而用壳聚糖制备的原高香精油微胶囊，还展现出了强大的抗菌性能。

       海藻酸钠从褐藻中提取，其形成的微胶囊粒径均匀，缓释性能和稳定性出色。多孔淀粉作为一种改性天然高分子材料，呈马蜂窝状的中空颗粒结构，吸附性极强，用它制备的橄榄油微胶囊，能显著提高橄榄油的氧化稳定性。

       某款添加了植物抗氧化提取物的功能性饮料，采用海藻酸钠壁材，不仅使提取物在饮料中的稳定性提高了 40%，还改善了饮料的口感，使其更加顺滑，受到消费者喜爱 。还有透明质酸，这种天然多糖不仅生物相容性好，还具有多个可改性位点，在日化用品和抗肿瘤药物领域已有应用，未来在功能食品的保湿、抗衰老等方面也有望大展身手。

       除了天然高分子材料，人工合成和半人工合成材料在某些特殊应用场景下也发挥着重要作用。例如，一些合成高分子材料具有更好的机械强度和耐水性，适用于需要长期保存或在恶劣环境下使用的功能食品。但在食品领域，这类材料的使用需要严格遵循食品安全法规，确保其安全性。

 

　　在实际应用中，单一壁材往往难以满足所有需求，因此常常会使用壁材复合物。通过将不同特性的壁材进行组合，可以取长补短，获得性能更优的微胶囊。

       比如，在一款坚果风味的固体饮料中，就利用明胶和阿拉伯胶复配的壁材包裹坚果油，使得产品在储存过程中坚果风味得以长时间保留，冲泡时又能很好地释放出香气 。

       一款咖啡风味的固体饮料，采用明胶和阿拉伯胶复配壁材包裹咖啡油脂，使产品在常温下储存半年后，冲泡出的咖啡依然香气浓郁，风味接近现磨咖啡 。

 

　　04、微胶囊技术如何革新功能食品？

 

　　掌握了微胶囊的功能特性和壁材选择，接下来我们看看这项技术在功能食品领域的实际应用。从功能性油脂到活性肽，从抗氧化剂到维生素，微胶囊技术正在为各类功能食品注入新的活力。

 

　　在功能性油脂领域，微胶囊技术解决了油脂易氧化、有异味等难题。以 DHA（二十二碳六烯酸）为例，它是一种对人体大脑和视网膜发育非常重要的不饱和脂肪酸，但极易氧化变质。通过微胶囊技术，将 DHA 包裹在壁材中，制成纳米微胶囊，不仅能有效抑制其氧化分解，还能掩盖腥味，使其更易于添加到各种食品中。

       目前，市场上已经出现了许多添加了 DHA 微胶囊的奶粉、谷物棒等产品，深受消费者欢迎。还有赤豆微胶囊固体粉末油脂、玉米胚芽油微胶囊等，这些产品不仅贮存稳定，使用也更加方便，大大拓展了功能性油脂的应用范围。

       某品牌婴幼儿奶粉添加的 DHA 微胶囊，采用专利壁材，使奶粉在保质期内 DHA 的氧化率降低至 5% 以下，保障了婴幼儿对 DHA 的充足摄取 。

 

　　抗氧化剂是功能食品中的另一类重要成分。表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）是绿茶中的主要抗氧化成分，但它容易氧化分解，且具有苦涩味。通过纳米微胶囊技术对 EGCG 进行包埋，不仅能防止其氧化，还能掩蔽苦涩味，同时实现控制释放，提高其在人体内的生物利用率。

       同样，β - 胡萝卜素经过微胶囊化处理后，光氧化作用明显降低，稳定性大幅提高，能够更好地发挥其抗氧化和营养强化的作用。

       在一些高端的抗氧化功能性饮品中，就采用微胶囊技术包裹 EGCG，让消费者在享受清爽口感的同时，充分摄取抗氧化成分 。一款以 EGCG 微胶囊为核心成分的抗氧化饮品，经过微胶囊包埋后，EGCG 在人体内的吸收利用率提高了 35%，有效增强了产品的抗氧化功效 。

 

　　维生素的微胶囊化也是研究和应用的热点。维生素 D 在促进钙吸收、维持骨骼健康方面起着关键作用，但它对光、热敏感，稳定性差。制备的 VD2 纳米微胶囊，平均粒径约 150nm，能够有效保护维生素 D2，防止其降解，提高产品的货架期和功效。

       某款孕妇多维营养片，利用微胶囊技术包裹维生素 A、B 族、C、D 等多种维生素，使产品在常温下保存一年后，维生素的有效保留率仍高达 90% 以上 。

       活性肽和功能性蛋白的微胶囊化同样具有重要意义。L - 肌肽是一种具有抗氧化、抗衰老等多种生理功能的二肽，制成纳米微胶囊后，具有良好的流动性、靶向性和生物相容性，能够更好地发挥其功效。

       壳聚糖 - 三聚磷酸钠（CS - TPP）纳米微胶囊对模型药物具有较好的包载和缓释性能，为功能性蛋白和活性肽的递送提供了新的途径。

       在实际生产中，采用新型脂质体包载功能性多肽，或通过喷雾干燥制备核桃蛋白肽微胶囊，都能显著提高这些活性成分的稳定性，延长产品货架期。

       某知名运动营养品牌的蛋白棒，添加了微胶囊包裹的活性肽，运动员食用后，肌肉恢复速度比食用普通蛋白棒快了 20%，有效提升了运动后的体能恢复效率 。

 

　　除了以上这些，微胶囊技术还在其他功能食品成分的应用中发挥着重要作用。例如，制备的叶黄素微胶囊和洋葱皮黄酮微胶囊，有效提高了这些天然活性成分的稳定性；利用微胶囊技术制备的茉莉花乳液精油微胶囊、当归精油微胶囊、薄荷油微胶囊等，不仅保留了精油的香气和功效，还解决了精油易挥发、不稳定的问题。

       在一些草本风味的食品中，例如一款薄荷味的口香糖，采用微胶囊包裹薄荷油，即使在炎热的夏季，口香糖的薄荷香气也能保持一个月以上，大大提升了产品的消费体验 。

 

　　在一些预制的特别面团中，常含有带酸性的配料，如水果丁、酸奶油等，它们与焙烤用的碳酸氢钠接触时会发生反应，在面团加工过程中释放出气体。

       通过微胶囊技术，用在室温下呈固态但在一定温度可以融化的脂肪，如氢化植物油、单甘酯等包裹碳酸氢钠，则可以避免其在焙烤之前和其他成分相互作用而失效，而只在高温焙烤过程中释放，从而赋予焙烤制品蓬松的体积和松脆的质构。

       还有在食品中添加铁盐以达到强化目的时，铁盐具有改变食品色泽、产生金属臭味及自身氧化等特性，像硫酸亚铁添加于面粉或烘焙粉时，常会催化氧化酸败的进行。采用微胶囊技术，可减少硫酸亚铁与敏感成分的接触，从而大大延长其贮存寿命。

 

　　从最初的实验室研究到如今广泛应用于功能食品生产，微胶囊技术已经走过了漫长的发展历程。微胶囊技术正在逐步重塑功能食品的研发逻辑——从“如何添加活性成分”转向“如何让成分高效、安全、靶向作用于人体”。掌握这一技术，意味着握住了功能食品创新的核心密码。