综述:乳制品中的先进强化技术:通过封装提升营养价值

《Nutrire》:Advanced fortification techniques in dairy products: enhancement of nutritional value through encapsulation

【字体: 时间:2025年03月20日 来源:Nutrire

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  这篇综述系统探讨了乳制品营养强化的前沿技术,重点分析了微胶囊化(microencapsulation)、纳米封装(nanoencapsulation)等创新方法如何提升维生素、矿物质等微量营养素(micronutrients)的稳定性与生物利用度(bioavailability)。文章强调通过喷雾干燥(spray drying)、冷冻干燥(freeze-drying)等技术实现营养素的控释(controlled release),并详细阐述了脂质体(liposomes)、蛋白质载体(protein-based carriers)等递送系统在保持乳制品感官特性的同时延长货架期(shelf life)的机制,为食品工业提供了兼具规模化与成本效益的解决方案。

  乳制品营养强化的时代变革
全球范围内,微量营养素(micronutrient)缺乏仍是重大公共卫生挑战。作为人类膳食的重要组成部分,乳制品因其高消费量和丰富的营养基质(nutritional matrix),成为营养强化(fortification)的理想载体。传统直接添加营养素的方法虽简单易行,但面临易降解、生物利用度低等局限。

封装技术:营养保护的革命性突破
微胶囊化(microencapsulation)和纳米封装(nanoencapsulation)技术通过构建物理屏障,有效隔离氧、光、pH值等环境因素。研究显示,采用喷雾干燥(spray drying)工艺包埋的维生素D3在UHT乳中保留率提升40%,而冷冻干燥(freeze-drying)处理的铁复合物可避免与乳蛋白发生氧化反应。复合凝聚法(complex coacervation)形成的明胶-阿拉伯胶壁材,使ω-3脂肪酸在酸奶中的释放速率降低3倍。

递送系统的智能化升级
脂质体(liposomes)凭借磷脂双分子层结构,可实现维生素B12的靶向递送,其在模拟胃肠环境中的缓释曲线符合Higuchi模型。乳清蛋白-多糖纳米颗粒(whey protein-polysaccharide nanoparticles)通过Maillard反应构建的载体系统,使叶酸生物利用度提高至游离形式的2.8倍。值得注意的是,β-酪蛋白(β-casein)自组装形成的胶束对钙离子具有特殊螯合能力,这为矿物质强化提供了新思路。

工业化应用的挑战与前景
当前技术瓶颈在于大规模生产时的包封率(encapsulation efficiency)稳定性,如乳化-内部凝胶化法(emulsion-internal gelation)在放大生产时可能出现粒径分布不均。成本分析显示,纳米纤维素(nanocellulose)载体虽性能优异,但单位成本较传统材料高35%。未来研究方向应聚焦于智能响应型材料开发,如pH敏感型壳聚糖(pH-sensitive chitosan)在肠道特定区段的解离特性。

通过多学科交叉创新,封装强化技术正推动乳制品从基础营养源向精准营养载体转型,为应对隐性饥饿(hidden hunger)提供关键技术支撑。

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