基于天然植物營養素的納米膠囊，可用于給人體補充營養；可食用的塗層，則能用于易腐食品的保鮮。當這兩種新興産品結合在一起，會發生什麼“反應”？
最近，正在美國亞利桑那州立大學做博士後研究的胡鞒缤和所在團隊，利用天然植物營養素的抗菌功能和抗氧化功能，将包封了營養素的納米粒子，嵌入新鮮水果的可食用塗層中，借此實作了多種功能。
圖 | 胡鞒缤（來源：胡鞒缤）
一方面，在貯存和運輸的過程中，新鮮水果容易受到微生物污染和氧化影響，進而導緻腐爛和營養丢失。
傳統保鮮方法并不能解決這些問題，要想延長水果的保鮮期并保持其營養價值，就必須開發新的方法。在這種情況下，作為一種綠色環保的保鮮技術，可食用塗層在近年來開始興起。
另一方面，對于人體健康來說，植物中包含一些天然的營養素，能起到抗菌、抗氧化、抗心血管病、抗癌等不同功效。但是，許多天然營養素還沒來得及被人體吸收，基本就會被胃腸道降解掉。
那麼，應該怎麼辦？當把這些營養素封裝在納米膠囊裡，就可以躲過胃腸道的降解，進而大幅促進人體吸收。
然而，除非健康出現了問題，否則我們一般不會特意服用這些營養補品。那麼，能否找到一種大衆喜愛的食材，來作為這些營養補品的載體？
針對以上問題，該團隊提出“一石二鳥”的解決方案——把包封了營養素的納米粒子，嵌入新鮮水果的可食用塗層中。
（來源：ACS Nano）
這樣一來，就能利用植物營養素的抗菌功能和抗氧化功能、以及納米封裝的緩釋效應，來保護新鮮水果免受微生物污染而腐爛，并能延緩食品中營養物質的分解和氧化。同時，承載着營養素納米粒子的水果，又能被大衆廣為食用。
在該研究中，反式白藜蘆醇的參與必不可少。它是一種天然的植物化合物，具備抗氧化性和抗菌活性，被廣泛認為具有保健的功效。然而，由于其溶解度和穩定性都比較低，導緻其應用遭受到限制。
而在該研究中，該團隊使用納米封裝技術，将反式白藜蘆醇包裹在納米顆粒中。這時，反式白藜蘆醇的溶解度和穩定性均被顯著提高，生物利用度也随之增高。
作為一種天然聚合物，殼聚糖可以和納米顆粒混合，借此形成可以食用的薄膜。這種薄膜具有出色的抗菌活性、保鮮性能和營養保持功能，故可以抑制微生物的生長，降低水果腐爛和質地變化，并能幫助保持水果中的營養成分，也能豐富納米封裝技術在食品領域的應用。
研究中，他們将薄膜塗覆在草莓上開展控制性測試，結果顯示草莓的貨架壽命得以延長，果實的堅硬度也保持得更好，進而能在儲存過程中減少重量損失，并能實作反式白藜蘆醇的可控型釋放。
當與殼聚糖形成複合材料之後，反式白藜蘆醇的抗菌活性出現顯著改善，抗氧化能力沒有降低。實驗顯示，在大鼠口服這種附和材料之後，反式白藜蘆醇的生物利用度有顯著提高。
采用這種納米封裝技術，可以幫助保護食品中的營養成分比如維生素 C 和多酚類化合物。通過使用這種技術，可以延緩食品中營養物質的分解和氧化，進而提供更健康和有營養的食品。
這種可食用的薄膜還能用于其他食品中，比如餅幹、巧克力、肉品等，進而賦予它們抗菌、保鮮以及保持營養的功能，這将為消費者提供更安全、更新鮮、更有益的食品選擇。
日前，相關論文以《用于草莓保鮮的多功能納米包封反式-白藜蘆醇/殼聚糖營養食用塗層的開發》（Development of Multifunctional Nanoencapsulatedtrans-Resveratrol/Chitosan Nutraceutical Edible Coating for Strawberry Preservation）為題發表在 ACS Nano 上 [1]。
胡鞒缤是第一作者，美國亞利桑那州立大學王庶教授和 Zhaoyang Fan 教授擔任共同通訊作者。
圖 | 相關論文（來源：ACS Nano）
未來，他們可能會繼續改進納米封裝技術和可食用薄膜的制備工藝，以進一步提高其性能和穩定性。還可以嘗試不同的納米材料、添加劑和工藝參數，以優化封裝效果和食品保鮮性能。當然，也可以嘗試将該技術用在更多其他種類的産品中。
考慮到納米材料在食品中的應用，還需要進行更詳細的生物安全性評估，以確定納米封裝技術對消費者的安全性，預計這些評估包括納米材料的毒性和穩定性研究、以及對消費者健康的長期影響評估。
接下來，他們打算在食品保健和營養補充領域，評估納米封裝技術的應用效果。并在考慮尋求與食品工業的合作，将這項技術轉化為實際産品。
參考資料：
1.Hu, Q., Zhou, F., Ly, N. K., Ordyna, J., Peterson, T., Fan, Z., & Wang, S. (2023). Development of Multifunctional Nanoencapsulated trans-Resveratrol/Chitosan Nutraceutical Edible Coating for Strawberry Preservation.ACS nano.
排版：羅以