《Food Chemistry Advances》：Plant Based Nano delivery systems for potential Food Applications: A Review
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植物基纳米递送系统是药物递送系统中的独特类别，其利用源自植物基材料的纳米颗粒，将生物活性食品组分、营养补充剂或其他功能性成分递送至体内的目标作用位点。与传统药物递送技术相比，此类纳米递送系统的核心优势在于提高生物利用度、降低毒性以及增强靶向特异性。从比表面积与
植物基纳米递送系统是药物递送系统中的独特类别，其利用源自植物基材料的纳米颗粒，将生物活性食品组分、营养补充剂或其他功能性成分递送至体内的目标作用位点。与传统药物递送技术相比，此类纳米递送系统的核心优势在于提高生物利用度、降低毒性以及增强靶向特异性。从比表面积与体积的比值来看，这类纳米颗粒非常适用于药物递送场景，同时因其具备生物相容性、可生物降解性及无毒性，可在体系内安全使用。壳聚糖纳米颗粒、纤维素纳米颗粒及脂质基纳米颗粒均被用于构建药物递送用纳米颗粒。本综述探讨了用于基质包封的植物基组分，例如蛋白质、多糖、磷脂及脂质的的应用，梳理了喷雾干燥、冷冻干燥、喷雾冷却、复合凝聚及共挤出等多种封装工艺，并深入研究了纳米乳液（nanoemulsions）、纳米脂质体（nanoliposomes）及纳米植醇体（nanophytosomes）在递送系统中的结构、制备方法及特性。植物基纳米递送系统的研究，在开发更高效、更低毒的功能性成分递送新方法方面前景广阔，可为食品与营养保健品产业提供重要支撑。
引言
近年来，植物基组分（包括蛋白质、脂质、脂肪、磷脂及多糖）在食品靶向纳米递送领域的应用受到广泛关注，这类纳米级递送系统可提升食品的质量、安全性、可利用性及促进人体健康的功效。通过加工、生产、安全管控或包装环节引入纳米技术制备的食品被称为纳米食品，纳米材料在食品中的应用早有实践，例如酪蛋白胶束对乳脂肪的稳定作用。纳米技术的应用涵盖原子层面的材料调控，除食品工业外，还延伸至农业、医疗、制药、纺织、废水处理及汽车工业等领域。纳米封装是一种极具潜力的技术，可用于保护包括营养保健品在内的食品生物活性成分，纳米材料可呈现为纳米球、纳米胶囊、纳米纤维及薄膜等形式，具备独特性能，而冷冻干燥、喷雾干燥、喷雾冷却、挤出、均质化、复合凝聚等多种纳米封装方法为其制备提供了支撑。植物源纳米材料的核心优势在于其可回收性，且相较于其他纳米材料普遍被认定为GRAS（Generally Recognized as Safe，公认安全）级别。已有大量研究探索了天然生物聚合物衍生的纳米材料，包括蛋白质（如玉米醇溶蛋白、高粱醇溶蛋白、大麦醇溶蛋白、麦醇溶蛋白及大豆蛋白等醇溶蛋白）、多糖（如纤维素、淀粉及树胶）以及木质素这类复杂芳香族聚合物。纳米材料的应用可通过封装抗氧化剂和抗菌成分提升食品的货架稳定性，还可通过封装色素及风味成分改善食品的感官特性。多项研究表明，纳米材料在保障食品质量、优化包装及提升食品安全方面作用显著，可大幅改善食品的理想品质属性。此外，纳米封装可保障食品产品在面向特定地域人群设计营养膳食方案时的可持续性，新型强化食品可通过纳米治疗智能系统实现精准营养调控。纳米技术在食品工业中的应用主要分为“自下而上”和“自上而下”两种路径。尽管纳米食品的发展前景广阔，但其也引发了广泛争议，包括尺寸减小带来的性质变化、纳米材料的毒性影响等问题亟待厘清。由于被归类为新型食品，纳米食品在食用前需经过严格测试与质量核查，这类安全性问题是相关产品商业化应用前必须解决的核心议题。
过去数年，随着消费者对清洁标签、可持续及素食友好型食品的需求增长，植物基纳米结构递送系统已成为功能食品市场的颠覆性创新。尽管早期研究已对植物基胶体载体的发展进行了基础梳理，但2023年以来该领域的快速进展——包括精准纳米乳液、杂化生物聚合物纳米颗粒、微流控辅助封装、AI优化的纳米制剂及绿色纳米制造等——尚未得到系统整合。目前，豌豆蛋白、奇亚籽磷脂、纳米纤维素、柑橘果胶及改性淀粉等新型植物源材料正逐步应用于纳米递送系统，显著提升了生物利用度、氧化稳定性、感官掩味效果及胃肠道靶向释放性能。此外，CRISPR技术用于生物聚合物设计、超声辅助纳米封装等创新手段，进一步拓展了植物基载体的应用场景，使其成为合成或动物源纳米材料的有力替代方案。当前缺乏针对新一代植物基递送系统与传统递送技术的对比分析框架，凸显了对基于应用场景的新型分析体系的迫切需求。本综述旨在结合新兴研究趋势，明确植物基纳米递送系统的未来挑战与发展机遇，为塑造下一代功能食品、营养保健品及可持续食品加工技术的发展提供参考。
植物基封装基质原料
蛋白质
植物蛋白来源可提供人体生长与修复所需的大量必需氨基酸，近年来植物基纳米载体在食品生物活性成分递送领域取得了长足进展，不仅体现在配方方法的优化，更表现为植物源生物聚合物及安全递送物质的种类持续扩充。已有研究指出，豆类、油籽、谷物、块茎等来源的植物蛋白可作为疏水性生物活性成分（包括类胡萝卜素、多酚、维生素及多不饱和脂肪酸）的优良乳化剂或封装基质。蛋白质的来源还包括谷物、乳制品、藻类及微藻，其感官与质地特征取决于植物蛋白的结构与功能特性。通常蛋白质以球状结构存在，其亚基通过化学键与物理键相互连接。肌肉纤维的多级取向及结缔组织的嵌入决定了肉制品的质地与感官特性，而以植物球状蛋白模拟这种复杂的纤维结构已展现出良好前景。酪蛋白具有柔性的卷曲结构，其亲水-疏水相互作用及磷酸基团在酸奶、奶酪等乳制品生产中发挥关键作用。相关综述表明，植物蛋白基递送系统（包括水凝胶、乳液、自组装纳米颗粒、薄膜等）是合成或动物源递送系统的可持续、GRAS合规替代方案，但仍需技术突破以提升封装效率与释放曲线可控性。研究表明，通过优化物理与化学加工条件，以植物蛋白作为稳定剂的乳液基递送系统可实现更优的封装稳定性、释放动力学及生物活性成分生物利用度。酪蛋白的三维结构网络决定了奶酪与酸奶的质地，这与植物源球状蛋白存在显著差异。植物源蛋白具备凝胶形成、增稠、乳化、起泡等理想功能特性，同时具有良好的持水能力，因而在植物基食品生产领域应用广泛。但由于多种谷物来源的蛋白质含有抗营养因子，模拟动物源食品的结构与功能特性仍面临较大挑战。植物蛋白的合成代谢能力可能受限于必需氨基酸的缺乏，与动物源蛋白存在差距，而其结构设计可避免食品基质中生物活性成分的流失，并提升其在人体内的生物利用度。例如，将槲皮素包埋于玉米醇溶蛋白（zein）中，可显著提升其抗氧化性能与化学稳定性。图1（A）展示了精油经纳米封装后作为天然食品抗菌剂的作用机制。可通过多种技术手段降低抗营养因子含量。此外，植物蛋白基纳米递送系统与生物膜的相互作用会显著影响包埋生物活性成分的吸收与药代动力学特征。除蛋白质外，更复杂的植物源生物聚合物及脂质基纳米结构也得到广泛研究，例如近期有研究将富含抗氧化成分的玫瑰茄提取物封装于纳米结构脂质载体中，用于乳制品强化，证明了植物基纳米载体在实际食品体系中的应用潜力。植物蛋白（豌豆蛋白、谷蛋白、玉米醇溶蛋白）纳米纤维在食品包装与载体基质中的应用关注度持续提升，体现了递送与包装多功能一体化的发展趋势。通过优化植物蛋白纳米颗粒的尺寸、表面电荷及疏水性，可增强其细胞摄取能力并提升系统生物利用度，使其在功能食品与营养保健品领域具备极高应用价值。
多糖
多糖是由单糖单元通过α或β（1→4、1→6、1→3等）糖苷键连接形成的线性或分支大分子。根据功能差异，多糖可分为贮藏多糖与结构多糖两类：淀粉、菊粉、糖原属于贮藏多糖，纤维素与甲壳素属于结构多糖。淀粉由直链淀粉与支链淀粉组成，包含线性与分支结构的α-D-吡喃葡萄糖单元，在2–100 μm的淀粉颗粒中以9 nm的无定形层与结晶区交替排列。淀粉的结晶结构使其可作为封装用纳米材料，且相较于其他植物基纳米材料更具可回收性、成本优势与安全性。阿拉伯胶、果胶、葡聚糖、甲壳素、壳聚糖及纤维素等多糖可用作增稠剂、乳化剂与凝胶形成剂。近期研究表明，淀粉纳米颗粒可显著提升饮料与乳制品类似物中抗氧化性疏水化合物的氧化稳定性与分散性。另有研究显示，在模拟消化条件下，果胶基与海藻酸盐基纳米凝胶可大幅提升多酚的胃肠道稳定性与缓释性能。
葡聚糖纳米材料可用于稳定生物活性蛋白，也可通过将肠膜明串珠菌葡聚糖与聚乙二醇在水相中复合，经相分离、冷冻及冷冻干燥等工艺实现蛋白封装：经二氯甲烷洗涤后，可获得负载目标蛋白的葡聚糖纳米材料。多糖具备丰富的功能、物理与化学特性，包括水溶性、发泡与凝胶形成能力、结合与增稠性能、持水能力等，可满足食品对营养值与结构特性的需求，因此多糖基纳米材料在风味稳定与控释领域的应用日益广泛。壳聚糖可溶于pH低于6.5的稀有机酸，已被多位研究者证实可作为生物活性成分的有效纳米载体：例如通过离子otropic凝胶法制备的葡萄糖生物传感器，是将葡萄糖氧化酶固定于壳聚糖中实现的；维生素C可被封装于壳聚糖纳米材料中形成离子otropic凝胶；α-硫辛酸作为对光热不稳定的必需辅因子，其稳定性可通过壳聚糖封装显著提升。近期研究发现，秋葵与奇亚籽等黏质来源的壳聚糖类似物，可实现与传统壳聚糖相近的封装效果，但在生物相容性上略低。多种纤维素衍生物可用于制备纳米颗粒，例如利用氯化钙制备球形羧甲基纤维素纳米颗粒；将姜黄素封装于羟丙基甲基纤维素（HPMC）纳米颗粒中，可发挥抗癌作用并逆转前列腺癌细胞凋亡相关的细胞变化。相较于表面活性剂稳定的乳液，纳米纤维素基Pickering乳液在热稳定性与氧化稳定性上更具优势，因此可应用于功能性饮料与食品包装领域。已有多种多糖源纳米材料被用于控释场景，例如通过多糖基纳米材料封装甜味剂可提升口香糖及其他糖果的甜感持久性，还可掩蔽甜叶菊的苦味。尽管取得上述进展，多糖纳米载体在放大可行性、基质间相互作用及毒理学评估标准化协议等方面仍存在显著认知空白，是其工业化转化过程中亟需解决的问题。
磷脂
磷脂是脂质中的主要生物膜组分，属于兼具亲水头部与疏水尾部的两亲性分子，主要用作油水界面的稳定剂，也被广泛用于制备泡沫与颗粒。已有研究利用卵磷脂制备固体脂质纳米颗粒，用于稳定由纯甘油三酯形成的乳液。添加助表面活性剂可防止固体纳米颗粒发生凝胶化与聚集，耐受脂质表面基本性质，避免团聚。磷脂可稳定两类乳液，用于稳定水相介质中的囊泡。通过水-油-水体系形成的磷脂薄层，可将挥发性溶剂包裹于油相中，溶剂蒸发后在两侧界面形成单层结构。更复杂的磷脂囊泡体系可提升胃肠道稳定性，增强包埋脂溶性多酚与维生素的控释能力。磷脂的熔点存在差异，会影响双层结构中同源脂质的熔融特性，在特定温度与压力下，混合磷脂双层的相态会发生转变。通过调控磷脂组成（碳链长度与不饱和度）可直接改变双层的刚性、通透性与封装效率，从而实现食品与营养保健品配方的定制化释放曲线。近期研究强调，磷脂基囊泡不仅能稳定包埋化合物，还可通过特异性纳米-生物相互作用，主动参与调控其生物分布与细胞摄取过程，这凸显了磷脂在下一代功能食品与靶向治疗中的重要地位。
脂质
脂质是来源于动植物源的天然脂肪，包括蜡、甾醇及部分脂溶性维生素，种子是脂质的主要来源，包括棉籽、油菜籽、大豆、向日葵等，橄榄、鳄梨、棕榈果及核桃等水果与坚果中也含有丰富的脂质。甘油三酯是脂质的核心组分，由一分子甘油与三分子脂肪酸通过酯键连接而成，其分子结构决定了脂质的化学与物理性质。多数植物源脂质因富含单不饱和脂肪酸（MUFA）与多不饱和脂肪酸（PUFA），在常温下呈液态。橄榄油与花生油等因不饱和度较低，稳定性优于大豆油与玉米油，这类理化特性赋予食品理想的功能属性：例如蛋糕充气带来蓬松口感、黄油与奶酪的外观特征、煎炸过程中的传热功能及上光作用。可通过氢化等工艺降低不饱和度以调控上述效应。纳米封装可有效缓解脂质稳定性相关问题，食品级脂质制备的固体脂质纳米颗粒（SLNs）与纳米结构脂质载体（NLCs）不仅能稳定脂溶性抗氧化剂与多不饱和脂肪酸、防止氧化，还能提升其在功能性食品体系中的生物可及性与控释性能。维生素A已被成功封装于经氢化工艺制备的固体脂质纳米颗粒中。氢化后的植物基脂质可具备与动物基脂质相似的特性，含更多固体脂肪的植物油脂可模拟动物脂肪的性质。脂肪酸的重排可作为氢化的替代方案，且不会产生反式脂肪。植物基脂质中的脂肪酸会影响营养素品质，且更易氧化，因此纳米封装可实现微量营养素的高效控释与生物利用度提升，尤其在胃肠道环境中优势显著。通过喷雾干燥技术封装油脂可提升脂质的氧化稳定性。近期多项研究表明，采用喷雾干燥法制备的鱼油及其他富含PUFA的植物油脂微胶囊，其氧化稳定性与货架期显著优于未封装油脂，证明喷雾干燥是保护敏感食用油脂的有效手段。此外，脂质基纳米递送系统的设计正逐步聚焦于通过精准调控颗粒特性优化药代动力学行为，包括延长循环时间与提升靶组织富集能力。尽管多数研究聚焦于药物制剂，但针对天然生物活性成分脂质基纳米载体的最新研究已显示出口服生物利用度与靶向递送能力的显著提升，可直接应用于营养保健品与功能性食品开发。研究证实，核桃油、棕榈油及Sativa油等多种油脂经植物基脂质基质封装后，其氧化稳定性与健康效益均得到改善。
封装技术
喷雾干燥
喷雾干燥是历史最悠久、成本效益最高的食品封装技术之一，常用于风味、油脂及香精的包埋。其工艺分为四个阶段：（i）分散体制备；（ii）通过雾化器对分散体进行均质；（iii）利用热气体干燥分散体以实现溶剂蒸发；（iv）通过旋风分离器收集干燥颗粒。具体过程为：将芯材与壁材溶解并分散于溶剂中形成混合物，通过喷嘴或雾化器将其送入干燥腔形成微小液滴，溶剂受热蒸发后，干燥颗粒随气流进入收集装置。图1（B）详细展示了喷雾干燥制备纳米封装产物的流程。喷雾干燥粉末的特性受多种工艺参数影响，包括进料流速、干燥空气流速、干燥温度、雾化器转速、壁材类型及浓度等。该技术通过将芯材与壁材的混合溶液雾化形成气溶胶，再利用热量去除溶剂，形成包裹目标化合物的凝固微滴。喷雾干燥过程中水分活度降低，可延缓微生物生长、减少运输与储存成本、避免成分降解，并提升终产品的速溶性。
尽管喷雾干燥广泛应用于食品与营养保健品封装，但其对高糖产品的适用性有限：果汁、蜂蜜及水果多酚提取物等产品因含低分子量糖、玻璃化转变温度（Tg）较低，易导致黏壁问题，降低粉末回收率。研究表明，以羽扇豆壳与亚麻荠饼等农食副产物稳定的油水Pickering乳液，在喷雾干燥与储存过程中对D-柠檬烯等挥发性风味的保留与稳定能力显著高于传统乳液。近期针对植物提取物生物活性成分封装的对比研究显示，喷雾干燥相较于冷冻干燥更具优势：可形成均一性更高的微粒，提升芯材可及性与粉末复水性，更适配规模化生产需求。喷雾干燥技术的创新方向（包括脉冲燃烧喷雾干燥、静电喷雾干燥）被认为是降低热应力、提升热敏与不耐热化合物的保留率、改善封装效率与稳定性的重要途径。另有综述指出，喷雾干燥是食品配料与营养保健品封装中成本最低、普及度最高的技术之一，通过优化壁材与工艺参数可提升产率、流动性与生物活性物质保留率。但该研究也指出，连续喷雾干燥的产率会因批次间的壁面沉积与粉末损失而降低，尤其在高固含量或高黏度进料场景下更为明显；过高的进风温度与不当的参数优化会损害粉末形态、封装效率及对挥发性或不稳定油脂的保留率。总体而言，喷雾干燥作为经济、可规模化且通用的食品油脂、风味及营养保健品纳米/微米封装技术，正通过Pickering乳液应用、新型干燥技术及工艺参数优化不断提升保留率与稳定性，但仍需关注放大生产、产率损耗、挥发性及热敏化合物保留等局限性，需通过谨慎的配方设计与工艺优化加以应对。表1对比了主流封装技术的优势、局限、可扩展性及实际应用场景，突出了方法学差异与工业相关性。此外，对于含高挥发性香气成分的风味物质，该工艺可能因加工过程中分子组成平衡改变而不适用。
冷冻干燥
冷冻干燥是基于升华原理的干燥技术，可用于制备具有特殊性质的粉末。升华过程中，水在真空环境下直接从固态转变为气态，无需经过液态，可最大程度保留易氧化、热敏性及各类生物活性成分。具体工艺为：将进料乳液置于真空下的低温环境冷冻，随后在极低压力下去除冰晶（升华）。冷冻干燥已成功应用于多种封装场景，可制备耐氧化的产品，并为热敏芯材提供保护。但该技术也存在能耗高、处理时间长、生产成本高等缺陷。
冷冻干燥可分为三个阶段：i）冷冻；ii）一次干燥（主干燥，升华干燥）；iii）二次干燥（解吸干燥）。第一阶段中，冷冻速率决定冰晶的生长与尺寸：慢速冷冻会形成更大尺寸的冰晶，可加快后续升华速率、提升一次干燥效率。一次干燥阶段，在真空环境下升高搁板温度以启动升华过程，准确判断一次干燥的终点至关重要——若在未完成所有冰晶升华前进入二次干燥升温阶段，会导致终产品质量坍塌。研究表明，海藻中的主要色素脱镁叶绿素与反式岩藻黄质可作为生物活性成分，通过冷冻干燥法成功封装于吐温-80基质与麦芽糊精中并实现快速提取。图2展示了食品工业用生物活性成分微纳递送器件示例。近期研究显示，在橄榄籽提取物的封装中，冷冻干燥相较于喷雾干燥能更好地保留酚类物质与抗氧化活性；在对罗望子果的低水分食品研究中，冷冻干燥也表现出更优的色泽稳定性、黄酮稳定性与复水性能。另有研究表明，负载类胡萝卜素的冷冻干燥脂质纳米颗粒，在加速储存条件下可表现出更高的氧化稳定性与更长的南瓜提取物货架期。尽管冷冻干燥具备优异的保存潜力，但其可扩展性与能耗问题仍限制了应用，因此真空微波辅助冷冻干燥等杂交工艺成为研究热点，可缩短处理时间、降低生产成本。
喷雾冷却
喷雾冷却/冷却是另一种封装方法，可视为喷雾干燥的逆向工艺：其不依赖溶剂蒸发，而是通过冷却实现基质固化。喷雾冷却分为两个步骤：第一步将芯材与基质材料（通常为油水乳液或亲水材料对应的熔融脂质）混合；第二步通过加热的雾化喷嘴将脂质相雾化，维持适宜温度以防止脂质分子重结晶。雾化后的物料进入装有液氮或低于脂质熔点的冷气的腔室，脂质与冷空气发生热交换后固化形成颗粒，最终在冷却腔下方的收集容器中收集。喷雾冷却中液滴在冷却腔内的停留时间极短，相较于喷雾干燥等工艺更具环境友好性。功能食品微封装研究已将喷雾冷却列为极具潜力的低成本、无溶剂、连续化封装技术，适用于维生素、风味、油脂及其他生物活性成分，可提升稳定性、降低吸湿性并掩蔽不良风味或气味。研究证实，喷雾冷却制备的微颗粒在加速氧化环境下表现出更优的储存稳定性，且能比未封装对照组更有效地维持食品中的生物活性，凸显了其在需长货架期食品中的应用价值。但该技术也存在局限性：喷雾冷却制备的脂质包覆微颗粒通常难溶于水，限制了其在水性食品体系或饮料中的应用；此外，脂质基质熔点、腔室冷却速率及雾化参数等工艺条件会对粒径分布与封装效率产生显著影响，且在高剂量应用场景下载量可能偏低。该技术的优势在于可连续化运行，为产能放大提供了便利。
复合凝聚
复合凝聚是由带相反电荷的生物聚合物通过静电作用诱导的液-液相分离现象。食品体系中的复合凝聚因能形成致密、高载量的聚合物富集相，且释放行为可调，在敏感食品生物活性成分封装领域备受关注。食品工业偏好采用复合凝聚封装敏感生物活性成分，因其相较于简单凝聚或喷雾干燥，可提供更优的保护效果与控释能力，已成功应用于叶黄素、番茄红素、抗氧化剂、风味物质及维生素等成分的包埋。其核心优势包括温和的加工条件、高封装效率、高芯材载量，以及可形成水不溶性胶囊以实现缓释。该工艺中，两种带相反电荷的聚电解质通过静电相互作用发生可逆复合，形成含大量水分的不溶性亲水大分子复合物。近期针对植物蛋白-多糖组合的研究表明，复合凝聚可实现90%以上的封装效率，并能在体外胃肠道消化过程中有效稳定类胡萝卜素、精油及益生菌，使其成为下一代功能食品开发的核心技术。
蛋白质与多糖是制备凝聚相的主要来源，在各类食品中具备广泛功能。聚合物浓度、pH值、热处理、聚合物配比及离子强度等条件会显著影响复合凝聚物的制备。凝聚相的黏弹性决定其实用性。近年研究逐步聚焦于可持续的植物源蛋白-多糖体系（如大豆蛋白、豌豆蛋白、扁豆蛋白与果胶、阿拉伯胶或卡拉胶的组合），以替代传统的明胶-阿拉伯胶凝聚体系，并通过酶改性、美拉德反应、脱酰胺等手段优化蛋白溶解度与凝聚行为。流变学与界面分析证实，蛋白-多糖凝聚物的储能模量、损耗模量与凝胶强度对pH值与离子强度高度敏感，直接影响食品模拟环境下的胶囊机械稳定性与释放动力学。明胶-阿拉伯胶这一多糖-蛋白体系的复合凝聚最早得到深入研究，其工艺中凝聚相均匀分布于边缘，冷却后固化形成胶囊。pH值、聚合物与芯材类型、搅拌速率、浓度及芯壁材比例等实验条件会直接影响凝聚物的结构与形态，可形成单核或多核胶囊、高度分散的纳米球或连续聚合物网络。该工艺还可用于从水相悬浮液中分离、截留并回收纳米材料，实现纳米材料的回收与再利用，近期已被证实是一种低成本、环境友好的纳米材料浓缩回收平台。此外，复合凝聚物还被用于制备活性包装薄膜，例如负载姜黄素的明胶-黄芪胶凝聚膜，具备高抗氧化活性，并可在模拟高脂食品中可控释放。
共挤出
共挤出技术通过同心进料喷嘴制备核壳结构颗粒，其利用挤出机外部的多个喷嘴独立泵送芯材与壁材，形成不同形态的微胶囊。喷嘴可输送双流体流，配合振动、旋转或静止的移动载流与流体实现成型。具体过程为：芯材与壁材组成的双流体流经喷嘴，在同心管出口附近施加振动使液滴形成，随后通过化学交联与溶剂蒸发实现固化。近期研究证实，喷嘴振动频率、流速比与聚合物浓度是决定共挤出系统胶囊直径均一性与封装效率的核心参数。共挤出采用界面聚合法实现封装：将水不混溶的有机溶剂用于乳化水相混合物，壁材与芯材在各自可混溶的相中通过挤出机表面的离心力作用在界面处相互作用，形成由聚合物膜包裹液体液滴的微胶囊，可在移动腔室中收集。研究显示，海藻酸盐-蛋白与壳聚糖制备的共挤出胶囊，在保护油脂氧化稳定性与提升益生菌胃肠道存活率方面，均优于喷雾干燥制剂。
共挤出技术因封装过程需热输入少，被广泛用于油脂与益生菌的包埋，其封装油脂的氧化稳定性是核心优势之一，且相较于喷雾干燥，可减少储存过程中O2与芯材的相互作用，延长包埋配体的货架稳定性。已有研究探索了以壳聚糖为壁材封装杏仁精油，发现8.0 g/L的交联剂与1%（w/v）的壳聚糖浓度是制备稳定不可逆胶囊的关键因素。另有研究通过共挤出制备了双核微胶囊，同时包封鱼油与益生菌，证实了油脂的稳定性与储存期间益生菌的高存活率。该方法的局限性在于壁材均匀性不足，可能导致芯材界面不稳定与封装不充分。图3展示了益生菌在乳蛋白微胶囊中的封装机制。
流化床包衣
流化床包衣是一种微封装工艺：将生物活性成分悬浮于上升气流中，同时将包衣材料雾化并喷涂于颗粒表面，直接在颗粒表面形成保护层。该技术具备能耗低、工艺重现性高、颗粒形态可控、操作时间短与成本低等优势，尤其相较于冷冻干燥等传统工艺表现突出，已被用于益生菌、维生素C及抗氧化剂等敏感材料的封装。但其最大缺陷是物料暴露时间较长，可能导致活性成分降解或氧化，降低效价。近期研究表明，流化床包衣处理的嗜酸乳杆菌在模拟胃肠条件下的存活率远高于未包衣细胞，证实其在活菌功能性食品开发中的实用价值；采用流化床技术包衣的维生素C与多酚，在加速储存测试中表现出更优的氧化稳定性，降低了营养素的降解动力学，证明其适用于热敏营养素的封装场景。该工艺的最新变体（如Wurster底喷包衣）可减少包衣缺陷与热应力，提升包衣均匀性与抗氧化活性的保留率。尽管取得上述进展，大规模生产中的热梯度问题仍是放大难点，近期研究开始探索冷却或脉冲喷涂结合的杂化流化床系统以应对这一挑战。
均质化
为制备具备特定性能与约束条件的胶体分散体，已开发出多种均质化方法。常用技术包括高剪切混合、高压均质、微流化，以及近年兴起的膜均质与微通道均质。高剪切混合器通常用于制备大液滴粗乳液或复杂胶体系统，如双水相（W/W）与油包水再水包油（O/W/W）乳液（由发生相分离的生物聚合物形成），适用于中低黏度流体，通过高速旋转的转子头产生强剪切力，将油相破碎为水相中的分散液滴。近期研究显示，优化转子-定子几何结构与搅拌速率曲线，可显著提升植物蛋白稳定乳液的液滴尺寸均一性，进而改善功能性饮料的物理稳定性与感官一致性。
高压均质是制备更小、更均一液滴乳液的常用技术，其通过狭小阀门迫使预混的油水混合物通过，利用高剪切与湍流作用破碎液滴尺寸，广泛应用于纳米乳液的规模化生产。微流化是与之相关的技术，通过高压迫使流体流经特殊设计的微通道，具备粒径控制范围广、重现性高、无溶剂加工等优势。两种技术均为高能耗驱动，且受复杂流动条件限制，精确控制液滴尺寸仍具挑战性。研究显示，微流化器在制备超细乳液方面表现更优，可提升动力学稳定性，尤其适用于脂溶性营养保健品与精油的封装。为克服上述挑战，低能耗的膜均质与微通道均质技术应运而生：膜均质通过压力迫使分散相穿过多孔膜进入连续相形成液滴，液滴尺寸受膜孔径、乳化剂类型、界面张力、施加压力及流速影响；微通道均质器利用精密设计的通道制备均一液滴，特别适用于生成窄粒径分布、具备预设内部结构的乳液（如核壳形态）。
递送系统：结构、制备与特性
纳米乳液
纳米乳液是通过强乳化方法制备的一种液体在另一种不互溶液体中的纳米级分散体系。借助先进的微流控与超声技术，可将较大微尺度液滴破碎为纳米级液滴，形成非平衡结构液体体系。尽管属于亚稳态体系，但表面活性剂的加入可防止液滴聚结，使纳米乳液可稳定存在数月甚至数年。
纳米乳液属于多相胶体分散体系的大类，其与“胶束相”“介晶相”“微乳液”及某些溶致液晶相存在本质区别：后者由液体与表面活性剂自发组装形成的平衡结构，包括层状片层、六方密堆积柱及蠕虫状胶束相等；而纳米乳液必须通过外部剪切作用将大液滴破碎为小液滴才能形成。聚合物、固体颗粒与液滴在黏稠液体中的分散可形成多种重要的柔性材料，大多数多相分散体系包含两相：连续相为小分子构成的黏稠液体（尺寸可达数纳米），分散相为尺寸更大的大量分子集合（非离散的宏观结构）。这些尺寸从几纳米到几微米的分散结构被称为“胶体”，由于分散结构尺寸极小，且连续相与分散相密度差异较小，热能可阻止胶体在重力作用下沉降，实现长期稳定。此外，分散体系会发生显著的结构变化，当分散相体积占比过高时，可转变为黏弹性材料。为提升纳米乳液等胶体体系的稳定性，必须防止分散颗粒的聚集。空间位阻效应与熵排斥作用是两大核心稳定机制：空间位阻效应是指聚合物或表面活性剂锚定于颗粒表面，当颗粒靠近时，重叠的聚合物层会限制分子运动，通过熵效应与渗透效应产生排斥力；熵排斥作用则源于颗粒周围无法被其他颗粒占据的排除体积，当颗粒靠近时，排除体积重叠导致系统熵增加，产生排斥力使颗粒分离。反之，若分散相结构之间存在吸引力，则会发生聚集与快速沉降，根据吸引力强弱，可形成极脆弱的分形凝胶（非平衡状态）或极紧密的絮体（与单分散颗粒的气态相保持平衡交换）。乳液是机械制备的一种液体在不互溶液体中的分散体系。图4展示了纳米封装用生物材料的生物相容性特征。
纳米乳液的制备
为持续制备稳定的纳米乳液，需调控多种参数，包括
