功能食品的研發(fā)始終面臨著兩大難題：如何保護(hù)活性成分的穩(wěn)定性？如何精準(zhǔn)控制其釋放效果？
Food Tech Database近5年微膠囊活性保留率數(shù)據(jù)庫（含327個實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)）顯示，通過HPLC-MS測定方法，微膠囊活性保留典型值范圍在58-92%。
微膠囊技術(shù)，這項(xiàng)看似“微觀”的科技，憑借其強(qiáng)大的保護(hù)與控釋能力，正在成為破解這些難題的“鑰匙”。從維生素到益生菌，從多不飽和脂肪酸到天然抗氧化劑，微膠囊技術(shù)不僅讓食品成分“穿上鎧甲”，還賦予其“智能釋放”的能力。
接下來，我將從微膠囊技術(shù)的方法、功能特性、壁材選擇，再到在功能食品中的實(shí)際應(yīng)用，層層揭開它的神秘面紗。
01、
微膠囊技術(shù)的方法、原理、適用范圍及特點(diǎn)匯總[1]
02、
微膠囊的功能特性如何賦能食品研發(fā)？
如果把微膠囊比作一座微型“堡壘”，其核心功能在于保護(hù)芯材與控制釋放。這些特性直接決定了功能食品的穩(wěn)定性、口感和生物利用率。
微膠囊是一種具有核 - 殼結(jié)構(gòu)的微小粒子，粒徑通常在納米到微米級別，其內(nèi)部的 “核” 可以包裹各種功能成分，如抗氧化劑、維生素、活性肽等，而外部的 “殼” 則起到保護(hù)、緩釋和靶向運(yùn)輸?shù)淖饔谩?/div>
微膠囊最突出的特性就是對活性成分的保護(hù)作用。以維生素 C 為例，它極易被氧化，在普通食品加工過程中很容易失去活性。但通過微膠囊技術(shù)將維生素 C 包裹起來，能夠有效隔絕氧氣、水分和光線，使其穩(wěn)定性大大提高。研究表明，經(jīng)過微膠囊化處理的維生素 C，在高溫高濕環(huán)境下的保存時間比未處理的延長了數(shù)倍。
又比如番茄紅素經(jīng)微膠囊化后，在避光、低溫（4℃）下儲存，色素保存率提升30%以上（趙曉燕，2005）；茶多酚微膠囊在模擬胃腸液中緩釋6小時后，抗氧化活性仍保持初始值的80%（Shpigelman，2012）。
除了保護(hù)功能，微膠囊還具有獨(dú)特的緩釋特性。就像定時釋放的 “小藥丸”，微膠囊可以根據(jù)設(shè)定的條件，在特定時間或環(huán)境下緩慢釋放內(nèi)部的活性成分。
例如，在腸道環(huán)境中，某些微膠囊壁材會在特定 pH 值下溶解，從而實(shí)現(xiàn)活性成分的精準(zhǔn)釋放，提高營養(yǎng)成分的生物利用率。這種緩釋特性對于一些需要持續(xù)發(fā)揮作用的功能成分，如益生菌、功能性多肽等尤為重要。
一些專為腸道健康設(shè)計(jì)的功能性食品，通過微膠囊包裹益生菌，讓益生菌能夠順利抵達(dá)腸道并在適宜環(huán)境中緩慢釋放，更好地發(fā)揮調(diào)節(jié)腸道菌群的功效。某知名品牌的益生菌膠囊，采用微膠囊技術(shù)后，益生菌在腸道內(nèi)的定植率提高了 25%，有效改善了腸道微生態(tài)環(huán)境 。
此外，隨著納米技術(shù)的發(fā)展，納米微膠囊還具備靶向性。在功能食品領(lǐng)域，這意味著可以將特定的營養(yǎng)成分精準(zhǔn)輸送到人體的特定部位。
有研究機(jī)構(gòu)將納米微膠囊技術(shù)應(yīng)用于一款老年鈣補(bǔ)充劑，經(jīng)過臨床測試，服用該產(chǎn)品的老年人在三個月內(nèi)骨密度平均提升了 5%，效果顯著 。
降低或掩蓋不良味道、降低揮發(fā)性。某些營養(yǎng)物質(zhì)具有令人不愉快的氣味或滋味，如臭味、辛辣味、苦味、異味等，這些味道可以用微膠囊技術(shù)加以降低或掩蓋。制得的微膠囊產(chǎn)品在口腔中不熔化，而在消化道中溶解，釋放出內(nèi)容物，發(fā)揮其營養(yǎng)作用。部分易揮發(fā)的食品添加劑，如香精香料等，經(jīng)微膠囊化后可抑制揮發(fā)，減少其在加工、貯存時的揮發(fā)性，同時也減少了損失，節(jié)約了成本。
隔離組分。運(yùn)用微膠囊技術(shù)將可能相互反應(yīng)的組分分別微膠囊化后，就可穩(wěn)定的共存于同一物系中，這樣就有效的避免了在配料豐富的食品中，不相配伍的組分間相互影響的弊端。各種有效成分有序的釋放，分別在相應(yīng)時刻發(fā)生作用，以提高和增進(jìn)食品的風(fēng)味和營養(yǎng)。
03、
選擇合適的微膠囊壁材是關(guān)鍵
如果說微膠囊是 “保險(xiǎn)箱”，那么壁材就是打造這個 “保險(xiǎn)箱” 的 “包裝材料”。選擇合適的壁材，直接關(guān)系到微膠囊的性能和應(yīng)用效果。
理想的壁材需要滿足多個條件：與芯材不發(fā)生反應(yīng)、具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性、具備良好的成膜性和分散性，同時還要符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)。
常用的微膠囊壁材可以分為天然高分子材料、人工合成材料和半人工合成材料三大類。天然高分子材料因其良好的生物相容性和安全性，在食品領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。
在天然高分子壁材中，蛋白質(zhì)類聚合物是重要的一類。明膠作為最常用的蛋白質(zhì)壁材之一，由動物結(jié)締組織的膠原降解而成，具有良好的生物相容性。它的溶液狀態(tài)可以隨環(huán)境溫度和 pH 值改變，通過調(diào)整交聯(lián)度，還能控制芯材的釋放速度。
例如，在制備復(fù)合維生素微膠囊時，明膠可以根據(jù)不同維生素的特性，設(shè)計(jì)出不同交聯(lián)度的壁材，實(shí)現(xiàn)多種維生素的可控釋放。
某品牌的復(fù)合維生素軟糖，采用明膠壁材，將維生素 A、C、E 等分別以不同交聯(lián)度包裹，確保每種維生素在口腔咀嚼、胃消化和腸道吸收的不同階段，都能以最佳方式釋放，提高人體對多種維生素的綜合吸收率 。
另一種蛋白質(zhì)壁材白蛋白，不僅穩(wěn)定性高，還能被人體內(nèi)的蛋白酶分解，是藥物遞送系統(tǒng)中常用的微膠囊壁材，在未來功能食品的精準(zhǔn)營養(yǎng)遞送方面也具有很大潛力。
多糖類聚合物也是天然壁材的主力軍。殼聚糖是由甲殼素脫乙酰得到的天然多糖，具有抗菌、抗氧化、生物相容性好等特點(diǎn)。用殼聚糖制備的沙丁魚魚油微膠囊，能有效延緩魚油的氧化，延長產(chǎn)品保質(zhì)期；而用殼聚糖制備的原高香精油微膠囊，還展現(xiàn)出了強(qiáng)大的抗菌性能。
海藻酸鈉從褐藻中提取，其形成的微膠囊粒徑均勻，緩釋性能和穩(wěn)定性出色。多孔淀粉作為一種改性天然高分子材料，呈馬蜂窩狀的中空顆粒結(jié)構(gòu)，吸附性極強(qiáng)，用它制備的橄欖油微膠囊，能顯著提高橄欖油的氧化穩(wěn)定性。
某款添加了植物抗氧化提取物的功能性飲料，采用海藻酸鈉壁材，不僅使提取物在飲料中的穩(wěn)定性提高了 40%，還改善了飲料的口感，使其更加順滑，受到消費(fèi)者喜愛 。
還有透明質(zhì)酸，這種天然多糖不僅生物相容性好，還具有多個可改性位點(diǎn)，在日化用品和抗腫瘤藥物領(lǐng)域已有應(yīng)用，未來在功能食品的保濕、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應(yīng)用場景下也發(fā)揮著重要作用。例如，一些合成高分子材料具有更好的機(jī)械強(qiáng)度和耐水性，適用于需要長期保存或在惡劣環(huán)境下使用的功能食品。但在食品領(lǐng)域，這類材料的使用需要嚴(yán)格遵循食品安全法規(guī)，確保其安全性。
在實(shí)際應(yīng)用中，單一壁材往往難以滿足所有需求，因此常常會使用壁材復(fù)合物。通過將不同特性的壁材進(jìn)行組合，可以取長補(bǔ)短，獲得性能更優(yōu)的微膠囊。
比如，在一款堅(jiān)果風(fēng)味的固體飲料中，就利用明膠和阿拉伯膠復(fù)配的壁材包裹堅(jiān)果油，使得產(chǎn)品在儲存過程中堅(jiān)果風(fēng)味得以長時間保留，沖泡時又能很好地釋放出香氣 。
一款咖啡風(fēng)味的固體飲料，采用明膠和阿拉伯膠復(fù)配壁材包裹咖啡油脂，使產(chǎn)品在常溫下儲存半年后，沖泡出的咖啡依然香氣濃郁，風(fēng)味接近現(xiàn)磨咖啡 。
04、
微膠囊技術(shù)如何革新功能食品？
掌握了微膠囊的功能特性和壁材選擇，接下來我們看看這項(xiàng)技術(shù)在功能食品領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。從功能性油脂到活性肽，從抗氧化劑到維生素，微膠囊技術(shù)正在為各類功能食品注入新的活力。
在功能性油脂領(lǐng)域，微膠囊技術(shù)解決了油脂易氧化、有異味等難題。以 DHA（二十二碳六烯酸）為例，它是一種對人體大腦和視網(wǎng)膜發(fā)育非常重要的不飽和脂肪酸，但極易氧化變質(zhì)。通過微膠囊技術(shù)，將 DHA 包裹在壁材中，制成納米微膠囊，不僅能有效抑制其氧化分解，還能掩蓋腥味，使其更易于添加到各種食品中。
目前，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了許多添加了 DHA 微膠囊的奶粉、谷物棒等產(chǎn)品，深受消費(fèi)者歡迎。還有赤豆微膠囊固體粉末油脂、玉米胚芽油微膠囊等，這些產(chǎn)品不僅貯存穩(wěn)定，使用也更加方便，大大拓展了功能性油脂的應(yīng)用范圍。
某品牌嬰幼兒奶粉添加的 DHA 微膠囊，采用專利壁材，使奶粉在保質(zhì)期內(nèi) DHA 的氧化率降低至 5% 以下，保障了嬰幼兒對 DHA 的充足攝取 。
抗氧化劑是功能食品中的另一類重要成分。表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）是綠茶中的主要抗氧化成分，但它容易氧化分解，且具有苦澀味。通過納米微膠囊技術(shù)對 EGCG 進(jìn)行包埋，不僅能防止其氧化，還能掩蔽苦澀味，同時實(shí)現(xiàn)控制釋放，提高其在人體內(nèi)的生物利用率。
同樣，β - 胡蘿卜素經(jīng)過微膠囊化處理后，光氧化作用明顯降低，穩(wěn)定性大幅提高，能夠更好地發(fā)揮其抗氧化和營養(yǎng)強(qiáng)化的作用。
在一些高端的抗氧化功能性飲品中，就采用微膠囊技術(shù)包裹 EGCG，讓消費(fèi)者在享受清爽口感的同時，充分?jǐn)z取抗氧化成分 。一款以 EGCG 微膠囊為核心成分的抗氧化飲品，經(jīng)過微膠囊包埋后，EGCG 在人體內(nèi)的吸收利用率提高了 35%，有效增強(qiáng)了產(chǎn)品的抗氧化功效 。
維生素的微膠囊化也是研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。維生素 D 在促進(jìn)鈣吸收、維持骨骼健康方面起著關(guān)鍵作用，但它對光、熱敏感，穩(wěn)定性差。制備的 VD2 納米微膠囊，平均粒徑約 150nm，能夠有效保護(hù)維生素 D2，防止其降解，提高產(chǎn)品的貨架期和功效。
某款孕婦多維營養(yǎng)片，利用微膠囊技術(shù)包裹維生素 A、B 族、C、D 等多種維生素，使產(chǎn)品在常溫下保存一年后，維生素的有效保留率仍高達(dá) 90% 以上 。
活性肽和功能性蛋白的微膠囊化同樣具有重要意義。L - 肌肽是一種具有抗氧化、抗衰老等多種生理功能的二肽，制成納米微膠囊后，具有良好的流動性、靶向性和生物相容性，能夠更好地發(fā)揮其功效。
殼聚糖 - 三聚磷酸鈉（CS - TPP）納米微膠囊對模型藥物具有較好的包載和緩釋性能，為功能性蛋白和活性肽的遞送提供了新的途徑。
在實(shí)際生產(chǎn)中，采用新型脂質(zhì)體包載功能性多肽，或通過噴霧干燥制備核桃蛋白肽微膠囊，都能顯著提高這些活性成分的穩(wěn)定性，延長產(chǎn)品貨架期。
某知名運(yùn)動營養(yǎng)品牌的蛋白棒，添加了微膠囊包裹的活性肽，運(yùn)動員食用后，肌肉恢復(fù)速度比食用普通蛋白棒快了 20%，有效提升了運(yùn)動后的體能恢復(fù)效率 。
除了以上這些，微膠囊技術(shù)還在其他功能食品成分的應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。例如，制備的葉黃素微膠囊和洋蔥皮黃酮微膠囊，有效提高了這些天然活性成分的穩(wěn)定性；利用微膠囊技術(shù)制備的茉莉花乳液精油微膠囊、當(dāng)歸精油微膠囊、薄荷油微膠囊等，不僅保留了精油的香氣和功效，還解決了精油易揮發(fā)、不穩(wěn)定的問題。
在一些草本風(fēng)味的食品中，例如一款薄荷味的口香糖，采用微膠囊包裹薄荷油，即使在炎熱的夏季，口香糖的薄荷香氣也能保持一個月以上，大大提升了產(chǎn)品的消費(fèi)體驗(yàn) 。
在一些預(yù)制的特別面團(tuán)中，常含有帶酸性的配料，如水果丁、酸奶油等，它們與焙烤用的碳酸氫鈉接觸時會發(fā)生反應(yīng)，在面團(tuán)加工過程中釋放出氣體。
通過微膠囊技術(shù)，用在室溫下呈固態(tài)但在一定溫度可以融化的脂肪，如氫化植物油、單甘酯等包裹碳酸氫鈉，則可以避免其在焙烤之前和其他成分相互作用而失效，而只在高溫焙烤過程中釋放，從而賦予焙烤制品蓬松的體積和松脆的質(zhì)構(gòu)。
還有在食品中添加鐵鹽以達(dá)到強(qiáng)化目的時，鐵鹽具有改變食品色澤、產(chǎn)生金屬臭味及自身氧化等特性，像硫酸亞鐵添加于面粉或烘焙粉時，常會催化氧化酸敗的進(jìn)行。采用微膠囊技術(shù)，可減少硫酸亞鐵與敏感成分的接觸，從而大大延長其貯存壽命。
從最初的實(shí)驗(yàn)室研究到如今廣泛應(yīng)用于功能食品生產(chǎn)，微膠囊技術(shù)已經(jīng)走過了漫長的發(fā)展歷程。微膠囊技術(shù)正在逐步重塑功能食品的研發(fā)邏輯——從“如何添加活性成分”轉(zhuǎn)向“如何讓成分高效、安全、靶向作用于人體”。掌握這一技術(shù)，意味著握住了功能食品創(chuàng)新的核心密碼。
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日期：2025-06-23
行業(yè)：
飲料
添加劑配料
食品檢測
標(biāo)簽：
實(shí)驗(yàn)
膠囊
不飽和脂肪酸
食品成分
益生菌
維生素
抗氧化劑
科普：
實(shí)驗(yàn)
膠囊
不飽和脂肪酸
食品成分
益生菌
維生素
抗氧化劑
魯公網(wǎng)安備 37060202000128號
