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水果外包装也可以吃？科学家将纳米粒子成功嵌入水果可食用涂层

时间：2023-06-18 20:00:38 来源: DeepTech深科技

水果外包装也可以吃？科学家将纳米粒子成功嵌入水果可食用涂层

基于天然植物营养素的纳米胶囊，可用于给人体补充营养；可食用的涂层，则能用于易腐食品的保鲜。当这两种新兴产品结合在一起，会发生什么“反应”？


(相关资料图)

最近，正在美国亚利桑那州立大学做博士后研究的胡鞒缤和所在团队，利用天然植物营养素的抗菌功能和抗氧化功能，将包封了营养素的纳米粒子，嵌入新鲜水果的可食用涂层中，借此实现了多种功能。

图 | 胡鞒缤（来源：胡鞒缤）

一方面，在贮存和运输的过程中，新鲜水果容易受到微生物污染和氧化影响，从而导致腐烂和营养丢失。

传统保鲜方法并不能解决这些问题，要想延长水果的保鲜期并保持其营养价值，就必须开发新的方法。在这种情况下，作为一种绿色环保的保鲜技术，可食用涂层在近年来开始兴起。

另一方面，对于人体健康来说，植物中包含一些天然的营养素，能起到抗菌、抗氧化、抗心血管病、抗癌等不同功效。但是，许多天然营养素还没来得及被人体吸收，基本就会被胃肠道降解掉。

那么，应该怎么办？当把这些营养素封装在纳米胶囊里，就可以躲过胃肠道的降解，从而大幅促进人体吸收。

然而，除非健康出现了问题，否则我们一般不会特意服用这些营养补品。那么，能否找到一种大众喜爱的食材，来作为这些营养补品的载体？

针对以上问题，该团队提出“一石二鸟”的解决方案——把包封了营养素的纳米粒子，嵌入新鲜水果的可食用涂层中。

（来源：ACS Nano）

这样一来，就能利用植物营养素的抗菌功能和抗氧化功能、以及纳米封装的缓释效应，来保护新鲜水果免受微生物污染而腐烂，并能延缓食品中营养物质的分解和氧化。同时，承载着营养素纳米粒子的水果，又能被大众广为食用。

在该研究中，反式白藜芦醇的参与必不可少。它是一种天然的植物化合物，具备抗氧化性和抗菌活性，被广泛认为具有保健的功效。然而，由于其溶解度和稳定性都比较低，导致其应用遭受到限制。

而在该研究中，该团队使用纳米封装技术，将反式白藜芦醇包裹在纳米颗粒中。这时，反式白藜芦醇的溶解度和稳定性均被显著提高，生物利用度也随之增高。

作为一种天然聚合物，壳聚糖可以和纳米颗粒混合，借此形成可以食用的薄膜。这种薄膜具有出色的抗菌活性、保鲜性能和营养保持功能，故可以抑制微生物的生长，降低水果腐烂和质地变化，并能帮助保持水果中的营养成分，也能丰富纳米封装技术在食品领域的应用。

研究中，他们将薄膜涂覆在草莓上开展控制性测试，结果显示草莓的货架寿命得以延长，果实的坚硬度也保持得更好，从而能在储存过程中减少重量损失，并能实现反式白藜芦醇的可控型释放。

当与壳聚糖形成复合材料之后，反式白藜芦醇的抗菌活性出现显著改善，抗氧化能力没有降低。实验显示，在大鼠口服这种附和材料之后，反式白藜芦醇的生物利用度有显著提高。

采用这种纳米封装技术，可以帮助保护食品中的营养成分比如维生素 C 和多酚类化合物。通过使用这种技术，可以延缓食品中营养物质的分解和氧化，从而提供更健康和有营养的食品。

这种可食用的薄膜还能用于其他食品中，比如饼干、巧克力、肉品等，从而赋予它们抗菌、保鲜以及保持营养的功能，这将为消费者提供更安全、更新鲜、更有益的食品选择。

日前，相关论文以《用于草莓保鲜的多功能纳米包封反式-白藜芦醇/壳聚糖营养食用涂层的开发》（Development of Multifunctional Nanoencapsulatedtrans-Resveratrol/Chitosan Nutraceutical Edible Coating for Strawberry Preservation）为题发表在 ACS Nano 上 [1]。

胡鞒缤是第一作者，美国亚利桑那州立大学王庶教授和 Zhaoyang Fan 教授担任共同通讯作者。

图 | 相关论文（来源：ACS Nano）

未来，他们可能会继续改进纳米封装技术和可食用薄膜的制备工艺，以进一步提高其性能和稳定性。还可以尝试不同的纳米材料、添加剂和工艺参数，以优化封装效果和食品保鲜性能。当然，也可以尝试将该技术用在更多其他种类的产品中。

考虑到纳米材料在食品中的应用，还需要进行更详细的生物安全性评估，以确保纳米封装技术对消费者的安全性，预计这些评估包括纳米材料的毒性和稳定性研究、以及对消费者健康的长期影响评估。

接下来，他们打算在食品保健和营养补充领域，评估纳米封装技术的应用效果。并在考虑寻求与食品工业的合作，将这项技术转化为实际产品。

参考资料：

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：罗以

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