《International Journal of Molecular Sciences》:Nanoencapsulation Strategies for Stabilization and Delivery of Beetroot (Beta vulgaris) Bioactive Compounds: Current Advances and Future Perspectives
编辑推荐:
甜菜根(Beta vulgaris)是生物活性成分的丰富来源,包括甜菜红素(betalains)、酚类化合物(phenolic compounds)和膳食硝酸盐(dietary nitrates),这些成分具有强抗氧化、抗炎和心脏保护特性。然而,这些化合物在食
甜菜根(Beta vulgaris)是生物活性成分的丰富来源,包括甜菜红素(betalains)、酚类化合物(phenolic compounds)和膳食硝酸盐(dietary nitrates),这些成分具有强抗氧化、抗炎和心脏保护特性。然而,这些化合物在食品和营养保健品体系中的实际应用受到其对pH、温度、光照和氧气等环境条件高度敏感性的显著限制,导致其快速降解、稳定性降低和生物利用度低。纳米封装(nanoencapsulation)已成为克服这些挑战的有前景策略。纳米脂质体(nanoliposomes)、聚合物包覆脂质体、壳聚糖基纳米凝胶(chitosan-based nanogels)和纳米乳液(nanoemulsions)已成为改善甜菜根生物活性成分理化稳定性和胃肠道归趋的有前景纳米载体平台。纳米脂质体在纳米级粒径和相对较高的负载能力方面具有优势,而聚合物包覆层可提供额外的保护屏障,防止胃肠道转运过程中的过早释放。壳聚糖纳米凝胶因其黏膜黏附特性以及促进延长和控释的潜力而特别具有吸引力,而双重纳米乳液可在纳米级液滴内有效分散甜菜根生物活性成分,并可改善胶体稳定性。尽管已取得显著进展,但在大规模生产、成本效益、法规批准和长期安全性方面仍存在挑战。未来研究应聚焦于开发可持续的生物聚合物基纳米载体、与绿色提取技术集成,以及具有改进靶向性和响应性的先进递送系统。总体而言,纳米封装是释放甜菜根生物活性成分在工业和健康相关应用中全部潜力的变革性方法。
- 1.
引言
食品生物活性成分是天然存在于食品中少量非必需、非营养分子,在体内发挥超出基础营养的生物学效应。植物生物活性成分摄入量较高与心血管疾病、癌症、糖尿病、肥胖和神经退行性疾病发病率较低相关。封装和纳米递送系统正被用于改善这些化合物通常较低的生物利用度。甜菜根(Beta vulgaris L.)因其富含具有生理活性的营养物质和植物化学物而被广泛认为是功能性食品。甜菜根提供广谱生物活性成分,包括无机硝酸盐(NO3?)、甜菜红素和酚类化合物。膳食硝酸盐几乎被完全吸收,并通过硝酸盐—亚硝酸盐—NO通路转化为一氧化氮,支持血管舒张、血压调节和内皮功能。甜菜红素是甜菜根中的主要生物活性化合物,属高度敏感分子,易因pH敏感性、温度、光照暴露、氧气和酶作用而降解。这些限制促使纳米封装的应用,其对于创建针对氧气、光照和热的保护屏障至关重要,并可改善化学稳定性、实现控释并保持色泽和生物活性。本综述旨在全面概述用于增强甜菜根(Beta vulgaris)来源生物活性成分稳定性、生物利用度和功能性能的纳米封装策略,批判性审视甜菜红素、酚类和硝酸盐等关键化合物的理化性质与降解挑战,深入分析各类纳米载体系统,并探讨纳米封装对封装效率、稳定性和释放行为的影响及其在功能性食品、营养保健品和生物活性包装中的应用。
- 2.
甜菜根生物活性成分及功能特性简述
甜菜根是营养密集的根茎,富含赋予其浓烈色泽和显著健康效应的独特植物化学物。核心生物活性成分包括甜菜红素色素、无机硝酸盐和多种酚类,并辅以维生素、矿物质、纤维和氨基酸。
2.1 甜菜红素
甜菜红素是红甜菜根最具特征的植物化学物之一,主要负责其浓烈的红紫色泽。这些水溶性含氮色素分为两个结构类别:提供红至紫色泽的甜菜花青素(betacyanins)和贡献黄至橙色色调的甜菜黄素(betaxanthins)。在红甜菜根中,甜菜花青素通常占优势,主要以甜菜苷(betanin)及其立体异构体异甜菜苷(isobetanin)为代表。新鲜汁液中甜菜红素含量约为0.8–1.3 g/L,通常为60%甜菜花青素和40%甜菜黄素。平均甜菜红素含量约为120 mg/100 g鲜重,以表皮中最高。不同生产系统获得的甜菜根粉末总甜菜红素约为44.2–168.4 mg/100 g。HPLC–MSn分析显示,黄色甜菜根品种可含丰富甜菜黄素而缺乏可检测的甜菜花青素,强调色素组成强烈依赖基因型。对13个红甜菜根品种的比较分析鉴定出30种甜菜红素,包括18种甜菜花青素和12种甜菜黄素,并证实总甜菜红素含量因基因型和根部位而显著不同。这些观察表明,仅报告"总甜菜红素"可能掩盖定性色素谱的重要差异。
2.2 酚类化合物
酚类化合物构成甜菜根非色素植物化学物的重要部分,对其抗氧化及其他生物活性有实质贡献。甜菜根总酚含量据报道在200–600 mg GAE/100 g DW范围内。新鲜汁液平均总酚含量为90–130 mg/100 g,其中羟基肉桂酸是最丰富的非甜菜红素类群,占总酚的2.6%。有机和常规栽培甜菜根的总酚含量分别达914.5–1909.4 mg/100 g和564.4–1165.9 mg/100 g。已鉴定出没食子酸、绿原酸、咖啡酸和对香豆酸等酚酸,以及槲皮素-3-O-芸香糖苷、山奈酚-3-O-葡萄糖苷和木犀草素等黄酮类。近期表征还鉴定出咖啡酸己糖苷、芥子酸鼠李糖苷、阿魏酰-芥子酸衍生物和阿魏酸二己糖苷,表明相当比例的甜菜根酚类以结合或共轭形式存在。总体而言,甜菜根应被视为酚类化合物的复杂来源,而非仅是富含甜菜红素的蔬菜,其酚类含量受基因型、组织分布、成熟度、环境条件、提取策略和加工历史控制。
2.3 其他生物活性化合物
硝酸盐(NO3?)是甜菜根及其副产物中的关键化合物之一。与甜菜红素和酚类不同,硝酸盐的重要性源于其参与硝酸盐—亚硝酸盐—一氧化氮通路。硝酸盐在甜菜根根、茎和叶中浓度较高,茎中含量可达359 mg/kg,高于叶。甜菜根产品间硝酸盐含量差异显著,汁液(12,252.90 mg/kg)显著高于脆片(2031.2 mg/kg)、粉末(1683.50 ± 264.48 mg/kg)和熟甜菜根(1649.66 mg/kg)。栽培系统也影响硝酸盐含量,有机系统最高(22.20 mg/100 g),常规样品最低(15.38 mg/100 g)。此外,甜菜根中还报道了其他有益健康的次要化合物,如品种依赖的草酸(平均412 mg/L)、表皮提取物中的5,5,6,6-四羟基-3,3-联吲哚基茚满、地上部分的去甲类异戊二烯化合物,以及主要成分为3-羟基丁酸酯的聚(3-羟基链烷酸酯)组分。甜菜根叶还含有甜菜素(beetins),即可病毒诱导的1型核糖体失活蛋白。
2.4 生物活性
甜菜根在抗氧化活性方面位居蔬菜前列,主要归因于甜菜红素、酚类和维生素C。发酵汁、表皮粉和副产物提取物保留高抗氧化和自由基清除能力。甜菜根通过硝酸盐显示抗心血管效应,硝酸盐衍生的NO改善内皮功能、降低血压,在高血压或超重成人中降压效果更强。此外还显示改善血糖反应、降脂、抗肥胖和抗糖尿病作用。甜菜红素在体外和体内显示抗炎、化学预防、保肝和潜在抗肿瘤活性。甜菜根干预在包括肾病在内的临床情境中显示血管舒张和可能的肾脏保护效应。甜菜根生物活性成分依其化学结构和环境敏感性表现出显著不同的降解模式。甜菜红素,尤其是甜菜苷等甜菜花青素,是最不稳定的成分之一,在热、光化学和不利pH条件下经历水解、异构化、脱氢、脱羧和氧化反应。酚类化合物表现更异质的行为,涉及氧化、水解、聚合及结合型、糖苷型和苷元型之间的转化。膳食硝酸盐遵循独特的稳定性途径,室温长期储存会显著损失,而冷藏和冷冻明显改善保留率。总体而言,甜菜根生物活性成分的降解应被视为水解、氧化、酶促和热诱导反应的动态网络,而非母体化合物的简单消失。
- 3.
甜菜根生物活性成分常规递送系统的局限性
甜菜根生物活性成分的常规递送系统存在若干限制,包括溶解度和生物利用度低、胃肠道条件下快速降解以及与食品基质的不良相互作用。此外,储存期间稳定性差导致色泽、抗氧化能力和整体品质显著损失。
3.1 加工和储存期间的化学不稳定性
甜菜红素对热、pH、氧气和光照敏感,在果汁、果酱和干燥产品中快速降解。甜菜根甜菜红素尤其易受热处理影响,降解涉及醛亚胺键水解、脱羧、脱氢、异构化以及甜菜醛酸和相关衍生物等次级产物的形成。常规干燥显著降低甜菜红素和多酚,而热激+微波比单步热风更好地保留色素。传统家庭加工(煮沸、腌制、简单榨汁)造成总酚和抗氧化能力大幅损失,消化后仅小部分保持生物可及性。体外消化显示仅一部分黄酮类和甜菜红素可透析并可能被吸收,大部分仍结合于基质或在胃肠条件下降解。糖基化甜菜红素可被消化酶和微生物群水解,进一步降低完整化合物可用性。
3.2 胃肠道消化期间保护有限
常规递送系统对高度动态的胃肠道环境几乎不提供物理保护。摄入后,甜菜根生物活性成分遭遇唾液酶、胃酸、消化酶、胆盐、变化的离子强度和肠道pH。因此,储存期间稳定的化合物摄入后可能经历实质性降解。这对甜菜苷尤为相关,因其亲水性质不提供与脂溶性化合物掺入适宜递送基质相关的理化保护。在模拟胃肠消化研究中,纯化甜菜苷在口腔相损失相对较小,但模拟胃消化后降至初始量的约65%,小肠相后约46%,随后离体结肠发酵后未检测到完整甜菜苷。另一研究报道甜菜苷在消化过程中高度不稳定,并伴随抗氧化和抗溶血活性降低。这些观察表明摄入化合物的化学稳定性与其生物可及性并非等价参数。
3.3 生物可及性低且多变
另一关键限制是甜菜根生物活性成分可供肠道吸收的比例相对较低且多变。生物可及性指从食品基质释放并保持可供胃肠道吸收的部分,而生物利用度还要求吸收及随后以可用形式出现在体循环中。Clifford等对健康志愿者给予甜菜根汁或全甜菜根,发现尽管甜菜苷摄入量相对较高,8小时采样期内血浆中未检测到完整甜菜苷;相反,硝酸盐衍生的NOx在消费后增加。高压技术获得的甜菜根汁中甜菜红素的生物可及性研究显示,模拟口腔消化期间甜菜花青素下降22%,胃消化阶段保持相似水平,而肠道消化步骤后显著下降。关于甜菜黄素,模拟口腔消化条件未对其稳定性产生不利影响,但胃消化步骤较口腔消化阶段显著下降(平均70%),模拟肠道消化后进一步降解17%。
- 4.
甜菜根生物活性成分的纳米载体及应用
脂质体、纳米乳液和聚合物纳米颗粒等纳米载体对于释放甜菜根生物活性成分的全部潜力至关重要,可增强稳定性、生物利用度和功能性能,使其可应用于食品、制药和生物医学领域。
4.1 脂质基纳米载体
固体脂质纳米粒(SLN)和纳米结构脂质载体(NLC)广泛用于保护亲脂性生物活性成分、改善溶解度、渗透性和生物利用度并实现控释。脂质体、纳米乳液和自乳化系统(SEDDS)已确立用于维生素和类胡萝卜素。Fadeel等(2024)制备甜菜根汁、甜菜苷、脂质体负载甜菜根汁和脂质体负载甜菜苷,并在正常(HEK 293)和人肺癌(A549)细胞系上测试其作为光敏剂的效果,照射显著增强了脂质体负载甜菜根汁和甜菜苷对两种细胞的细胞毒性,证明光和脂质体封装对甜菜苷抗癌活性的正向效应。Kaushik等开发了含红甜菜根提取甜菜花青素的SLN,8小时内持续释放91.73%,并显示中等抗糖尿病活性(IC50为23.25 μg/mL)。Sheir等研究脂质体中维生素C封装对改善甜菜根糖醋酱中铁生物利用度和保护生物活性化合物的功效,结果表明封装显著增强铁和甜菜红素的生物利用度。Kassem等研究自纳米乳化给药系统(SNEDDS)增强甜菜叶提取物保肝活性,在硫代乙酰胺诱导的肝毒性大鼠模型中显示保肝活性。另一纳米乳液通过将甜菜根甜菜红素提取物负载于W/O体系并添加4.0%聚甘油聚蓖麻油酸酯(PGPR)制备,所得生物活性纳米乳液在pH 3.0–9.0和高达90 °C高温下显示色泽和粒径稳定性,并表现高抗氧化活性。纳米脂质体特别适合甜菜红素,因其水相核心可容纳高水溶性色素,而磷脂双分子层提供针对氧气、光照和热应激的保护。然而,磷脂氧化、相对较高的生产成本和有限的物理稳定性仍是重要限制。总体而言,脂质体和双重纳米乳液对甜菜红素更合理,而NLC/SLN更适合疏水或水溶性差的酚类。
4.2 聚合物基纳米封装
食品级聚合物和生物聚合物的纳米封装正被用于稳定这些生物活性成分并实现控释。Silva Nieto等将甜菜根提取物封装于经三聚磷酸盐(TPP)离子交联设计的壳聚糖基纳米凝胶中用于甜菜苷递送,结果显示该纳米凝胶具有黏膜黏附、光保护、pH稳定性和抗氧化效应,在人视网膜细胞体外试验中无细胞毒性并对损伤因子显示保护作用。El-ghannam等设计甜菜根提取物和壳聚糖基纳米复合物,在250 μg/mL剂量下成功根除89% A549、88% T-47D和83% Caco-2细胞系。一项研究将甜菜叶增值为纳米载体系统,由壳聚糖、纤维素纳米晶和封装于介孔二氧化硅纳米颗粒中的甜菜叶提取物形成,该纳米载体形成的膜在8天冷藏期间有效限制氧化和微生物腐败,维持肉品质。另一研究使用黄蓍胶水凝胶纳米粉封装甜菜根汁并冷冻干燥,所得纳米营养品天然含有铁、叶酸、抗坏血酸、叶绿素、烟酸和糖等必需营养素。Ghoorchi等以明胶和独行菜籽胶纳米封装红甜菜根提取物,结果显示纳米封装对纳米胶囊的理化和流变性质有积极影响。壳聚糖纳米凝胶/纳米颗粒特别适合富含甜菜苷的甜菜根提取物,因甜菜苷和其他甜菜红素高度亲水并易与壳聚糖质子化氨基相互作用。海藻酸盐基纳米颗粒同样有吸引力,因亲水多糖网络可在温和、食品兼容条件下包埋水溶性色素。此外,果胶可提供酸性阴离子环境和胃肠响应性释放,与蛋白质或壳聚糖组合可产生更致密网络,甜菜红素负载的 albumin–pectin 冷冻凝胶实现88–97%封装效率。
4.3 纳米纤维作为甜菜根生物活性成分的载体
纳米纤维已成为稳定和增强甜菜根生物活性化合物功能的有效递送系统,尤其对甜菜红素和多酚。静电纺丝是制备纳米纤维最常用的技术,可将甜菜根提取物封装于壳聚糖、明胶或聚乙烯醇等生物聚合物基质中。此外,纳米纤维提供高比表面积,增强生物利用度和功能性能。在食品和包装应用中,负载甜菜根的纳米纤维可作为富含抗氧化剂的涂层或活性包装材料,延长货架期并改善产品质量。由含红甜菜根提取物的生物纳米复合kafirin-聚环氧乙烷(PEO)制备的智能电纺pH指示剂显示,指示剂颜色在pH变化后显著可逆,在pH 1、3、4、5、7、9和10下具有高度理想的可逆性。一项研究通过将zein与甜菜根提取的甜菜红素共混制备智能纳米纤维并用于食品保鲜,对黑葡萄的腐败监测显示通过pH变化产生显著颜色变化指示。另一研究将蒸汽变色聚乳酸与甜菜根提取的甜菜红素结合制备纳米纤维,可用作有毒氨的绿色可持续传感器。
- 5.
封装效率、稳定性和释放行为
封装和纳米封装已成为改善甜菜根来源甜菜红素理化稳定性、胃肠道保护和潜在生物利用度的重要策略。封装效率(EE)是递送甜菜根生物活性成分的关键参数,决定成功包埋于纳米载体中的比例。高EE增强对光照、氧气和pH波动等环境应激的保护,从而改善加工和储存期间的稳定性。稳定性研究常显示封装显著减少降解和色泽损失。释放行为受载体组成和环境条件影响,可实现胃肠系统中的控释或靶向递送。甜菜副产物酚类与聚乙烯吡咯烷酮喷雾干燥产生60–89%工艺产率和136及1026 mg没食子酸当量/g的酚负载。淀粉或麦芽糊精冻干微囊化的即食甜菜根汤显示良好产率(75–89%)并截留>50%甜菜红素。Amjadi等报道甜菜苷负载纳米脂质体的EE为80.35 ± 1%,粒径约36–40 nm,ζ电位约?19 mV,负载容量约26%,在模拟胃肠条件下呈现较慢释放曲线并改善甜菜苷稳定性和抗氧化活性。进一步的发展是在脂质体上引入聚合物涂层。壳聚糖包覆纳米脂质体粒径从约156.4 nm增至217.2 nm(1%壳聚糖),未包覆系统PDI 0.27、ζ电位?19.5 mV、EE 42.7%、LC 2.6%,壳聚糖涂层使甜菜苷在水介质中的释放从29.0%降至15.8%,表明聚合物层作为额外扩散屏障。更复杂的多层系统(壳聚糖和硫酸软骨素包覆脂质体)随聚合物层引入粒径从223.57增至522.33 nm,多层系统在模拟消化期间显示比未包覆或单层系统更慢的甜菜苷释放和更高稳定性。甜菜根提取物负载的壳聚糖–三聚磷酸盐纳米凝胶粒径166 ± 6 nm、PDI 0.30 ± 0.03、ζ电位+28 ± 1 mV、EE 45 ± 3%,正表面电荷促进与带负电黏蛋白的静电相互作用,可能增加生物界面停留时间,释放呈双相(初始突释后约12小时较慢持续相)。Tran等开发含甜菜根甜菜红素提取物的双重纳米乳液,平均粒径93.8 nm(DLS)和82.3 nm(TEM),在pH 3–9和高达90 °C下保持相对稳定的粒径和色泽,室温稳定约24天,冷藏>30天。总体而言,纳米脂质体可实现非常小的粒径和相对较高的负载容量,而聚合物包覆系统提供对胃肠道过早释放的额外控制。壳聚糖纳米凝胶提供黏膜黏附和持续释放特性,双重纳米乳液提供优异的纳米级分散和理化稳定性。然而,由于研究在甜菜红素来源、载体组成、封装程序、储存条件和胃肠消化模型方面差异很大,直接比较仍然困难。此外,高封装效率不一定对应高生物可及性。
- 6.
甜菜根生物活性成分纳米封装的当前挑战与未来展望
尽管取得显著进展,若干科学、技术和法规挑战仍然存在,限制实验室发现向工业和商业应用的转化。
6.1 甜菜根生物活性成分的内在不稳定性
甜菜红素对pH、温度、光照和氧气高度敏感,加工、储存和消化期间的降解显著降低其抗氧化能力和功能功效。尽管纳米封装旨在保护这些化合物,实现完全稳定仍很困难。即使封装系统也可能因载体材料屏障性能不完善或暴露于苛刻加工条件而降解。研究显示,由于配制过程中的结构改变,封装仍可能导致抗氧化活性低于天然提取物。因此,需要具有优越保护能力的先进纳米载体,特别是耐热处理和氧化环境的载体,可探索结合生物聚合物、脂质和抗氧化剂的混合系统。
6.2 封装效率和负载容量低
实现高封装效率和负载容量是持续挑战。甜菜根化合物的理化性质,尤其是其亲水性,使其难以掺入许多为亲脂性化合物设计的纳米载体。封装效率取决于载体材料、制备方法和工艺参数等多因素。粒径、多分散性和表面电荷的变化可导致负载和释放曲线不一致。此外,核心材料与壁材基质之间的相互作用可能导致储存期间泄漏或降解。需要更系统的研究来优化配方参数并理解甜菜根生物活性成分与封装基质之间的分子相互作用,计算建模和AI驱动配方设计可加速这一过程。
6.3 对释放机制和生物利用度理解有限
虽然纳米封装旨在改善生物利用度,但封装甜菜根化合物在胃肠道中的实际行为仍知之甚少。pH变化、消化酶、胆盐及与其他膳食成分的相互作用可显著影响释放动力学和吸收。例如,脂质基纳米载体在胆盐存在下可发生结构变化,改变封装甜菜红素的释放曲线。此外,食品基质相互作用可能阻碍生物活性成分的释放和吸收。缺乏针对甜菜根纳米制剂的全面体内研究和标准化体外消化模型,需要更多研究将纳米颗粒理化性质与生物学性能相关联。
6.4 选择合适纳米载体的挑战
由于化合物化学性质多样,为甜菜根生物活性成分选择合适的纳米载体很复杂。生物聚合物基系统、脂质基载体和蛋白质基系统各有优缺点。核心与壁材的相容性至关重要,相容性差可导致相分离、稳定性低或过早释放。此外,一些载体可能无法提供针对热或氧化等环境应激的充分保护。开发能适应不同环境条件并靶向特定释放部位的多功能和刺激响应性纳米载体仍处于起步阶段,评估不同载体系统对甜菜根化合物的比较研究也有限。
6.5 加工限制和可扩展性问题
大多数纳米封装技术,如高压均质、超声处理、电喷雾和微流控,均在实验室规模优化。然而,将这些工艺放大至工业生产面临重大挑战。形成纳米乳液或脂质体所需的高能方法增加生产成本并可能降解敏感化合物。此外,大规模生产期间保持粒径、形态和封装效率的一致性很困难。将纳米封装整合到现有食品加工系统(如巴氏杀菌、挤压)是另一挑战,因为这些过程可能损害纳米颗粒完整性。因此,需要成本效益高、可扩展且节能的封装技术,应进一步探索连续加工技术和绿色制造方法。
6.6 储存期间稳定性和货架期限制
确保纳米封装甜菜根生物活性成分的长期稳定性仍是主要障碍。温度、湿度、氧气和光照等环境因素仍可随时间诱导降解,即使在封装系统中也是如此。此外,纳米颗粒聚集、聚结和结构变化可在储存期间发生,影响功能和释放行为。需要对纳米封装甜菜根产品在实际储存条件下的货架期进行更多研究,开发与纳米封装互补的包装系统(如氧气阻隔材料)也是新兴领域。
6.7 安全性、毒性和法规问题
食品应用中纳米材料的安全性至关重要。纳米封装食品成分的法规框架仍在演变,各国差异显著。消费者认知是另一障碍,对食品中纳米技术的怀疑可能限制市场接受度。迫切需要全面的毒理学研究和标准化法规指南,透明度、标签和消费者教育将在接受度中发挥关键作用。未来研究预计将聚焦于开发智能、刺激响应性递送系统,能够在特定生理条件下靶向和控释。人工智能工具用于配方优化的整合是加速设计高效稳定纳米载体的有前景方法。此外,将纳米封装甜菜根生物活性成分纳入可食用和生物活性包装系统具有增强食品质量和安全的显著潜力。个性化营养的新兴趋势可能进一步推动适应个体健康需求的定制递送系统开发。然而,实现成功的工业转化需要解决可扩展性、成本效益、法规批准和消费者接受度等关键挑战。
- 7.
结论
纳米封装已成为克服甜菜根生物活性化合物不稳定性、低生物利用度和敏感性的有前景策略。本综述强调,包括脂质基、聚合物基和纳米纤维基平台在内的广泛纳米载体系统在提高封装效率、改善理化稳定性和实现甜菜红素和酚类等关键化合物控释方面显示出显著潜力。这些纳米载体的使用增强了甜菜根生物活性化合物的稳定性和释放行为。尽管取得这些进展,仍存在若干挑战,包括大规模生产、成本效益、法规批准和有限体内验证相关问题。解决这些障碍对于弥合实验室研究与工业应用之间的差距至关重要。在此背景下,可持续材料、绿色提取技术和先进设计方法(如智能递送系统和人工智能驱动配方)的整合预计将发挥关键作用。总体而言,纳米封装是释放甜菜根生物活性成分在功能性食品、营养保健品和生物活性包装系统中全部潜力的有利方法。未来研究应优先考虑可扩展性、安全性评估和实际应用,以确保成功商业化和更广泛的社会影响。