DOI: https://doi.org/10.3389/fnut.2025.1746176
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41601897
تاريخ النشر: 2026-01-12
المؤلف: Minglu Hao وآخرون
الموضوع الرئيسي: التغليف الدقيق وعمليات التجفيف
نظرة عامة
يتناول هذا القسم من ورقة البحث إمكانيات النانوكبسولة كحل للتحديات المتعلقة بالاستقرار الضعيف وانخفاض التوافر البيولوجي للمركبات النشطة بيولوجيًا في المكملات الغذائية. يوفر نظرة شاملة على استراتيجيات النانوكبسولة المختلفة المستخدمة في قطاع الغذاء والتغذية، متتبعًا تطور أنظمة الناقلات النانوية من المركبات الليبوزومية التقليدية إلى جزيئات الدهون الحديثة، والمستحلبات النانوية، وجزيئات البوليمر الحيوي. يتم تفصيل الآليات التي تعزز بها النانوكبسولة أداء هذه الأنظمة، مع تسليط الضوء على قدرتها على حماية المركبات النشطة بيولوجيًا من التحلل وتحسين التوافر البيولوجي الفموي من خلال آليات مثل زيادة الذوبانية، والإفراج المنضبط، وزيادة الامتصاص.
كما تؤكد المراجعة أيضًا على التطبيقات العملية للمكملات الغذائية المغلفة بالنانو في المشروبات الوظيفية، ومنتجات الألبان، والمكملات الغذائية، مما يعرض الجدوى التجارية لتكنولوجيا النانو الغذائية. بالإضافة إلى ذلك، تتناول التحديات التي تواجهها في توسيع الإنتاج، وضمان السلامة والامتثال التنظيمي، وكسب قبول المستهلكين. يتم مناقشة الاتجاهات الناشئة، بما في ذلك التداخل المشترك للمكونات التآزرية والتغذية الدقيقة، مما يشير إلى أن التقدم في تكنولوجيا النانو مع العلوم الغذائية يمكن أن يعزز بشكل كبير الفوائد الصحية للأطعمة الوظيفية والمكملات الغذائية، مما يساهم في تحسين نتائج الصحة العامة.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على تحول كبير في تفضيلات المستهلكين نحو الأطعمة الوظيفية والمكملات الغذائية، مدفوعًا بزيادة الوعي بالصحة وتحسين مستويات المعيشة. يسعى المستهلكون العصريون إلى منتجات لا توفر فقط العناصر الغذائية الأساسية ولكن أيضًا تساعد في الوقاية من الأمراض وتعزيز الصحة. أدى هذا الطلب إلى تكامل أوثق بين علوم التغذية وتكنولوجيا الغذاء، مما يعزز الابتكار. ومع ذلك، لا يزال هناك تحدٍ حاسم: الفجوة الانتقالية بين فعالية المركبات النشطة بيولوجيًا (BACs) في المختبر وأدائها في الجسم، ويرجع ذلك أساسًا إلى مشكلات مثل الاستقرار الضعيف وانخفاض التوافر البيولوجي عند إعطائها عن طريق الفم.
تظهر العديد من المركبات النشطة بيولوجيًا، بما في ذلك الكركمين، والريسفيراترول، وأحماض أوميغا-3 الدهنية، أنشطة بيولوجية مفيدة في بيئات محكومة ولكنها تواجه تحللًا كبيرًا وامتصاصًا محدودًا في الجهاز الهضمي. تشمل العوامل التي تسهم في هذا التوافر البيولوجي المنخفض طبيعتها المحبة للدهون، وعدم الاستقرار الكيميائي، والظروف غير المواتية أثناء الهضم. لمعالجة هذه التحديات، ظهرت النانوكبسولة كاستراتيجية تحويلية، تستخدم ناقلات نانوية مصنوعة من مواد متوافقة حيويًا لتعزيز الاستقرار، والتشتت، وامتصاص المركبات النشطة بيولوجيًا في الأمعاء. تهدف هذه المراجعة إلى سد فجوة في الأدبيات الحالية من خلال دمج التقدمات الأخيرة في تقنيات النانوكبسولة، مع التركيز على تأثيرها المزدوج على الاستقرار والتوافر البيولوجي للمكملات الغذائية. كما تناقش الاهتمام العلمي والتجاري المتزايد في هذا المجال، مما يبرز أهمية المراجعة في رسم الاتجاهات الحالية والمستقبلية في أنظمة توصيل المكملات الغذائية.
مناقشة
ت outlines قسم المناقشة من الورقة التطور التاريخي والتكنولوجي للنانوكبسولة في المكملات الغذائية، متتبعًا أصولها المفاهيمية إلى محاضرة ريتشارد فاينمان عام 1959 حول التلاعب بالمادة على النطاق النانوي وإدخال مصطلح “المكملات الغذائية” من قبل الدكتور ستيفن دي فيليس في عام 1989. لقد حفز هذا التقارب بين تكنولوجيا النانو وابتكار الغذاء الموجه للصحة تطوير النانوكبسولة كاستراتيجية تحويلية في علوم الغذاء الوظيفي. يسلط القسم الضوء على المعالم الرئيسية، بدءًا من استخدام الليبوزومات في التسعينيات، والتي وفرت وسيلة لحماية المكملات الغذائية الحساسة من التحلل وتعزيز توافرها البيولوجي. شملت التقدمات اللاحقة جزيئات الدهون الصلبة (SLNs) وناقلات الدهون النانوية (NLCs)، التي حسنت الاستقرار وسعة التحميل، بالإضافة إلى ظهور المستحلبات النانوية التي حلت المركبات المحبة للدهون في صيغ مائية.
مع نضوج هذا المجال في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين وما بعده، تحول التركيز نحو تقنيات التصنيع المتقدمة والتكامل متعدد الوظائف لأنظمة النانوكبسولة. لقد مكنت تقنيات مثل التصنيع الكهربائي الديناميكي (النسج الكهربائي ورش الإلكترون) والأساليب القائمة على الميكروفلويديات من إنشاء ناقلات مكملات غذائية جديدة ذات خصائص أداء محسنة، مثل زيادة الذوبانية وملفات الإفراج المستهدفة. لا تعالج هذه الابتكارات فقط تحديات تغليف المواد النشطة الحساسة ولكنها تتماشى أيضًا مع الطلب المتزايد على أنظمة توصيل متوافقة حيويًا وعلامات نظيفة في الأطعمة الوظيفية. إن التنوع المستمر لاستراتيجيات النانوكبسولة يبرز الإمكانيات لمزيد من التقدم في صياغة المكملات الغذائية، مما يمهد الطريق لمنتجات غذائية موجهة للصحة أكثر فعالية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fnut.2025.1746176
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41601897
Publication Date: 2026-01-12
Author(s): Minglu Hao et al.
Primary Topic: Microencapsulation and Drying Processes
Overview
This section of the research paper discusses the potential of nanoencapsulation as a solution to the challenges of poor stability and low bioavailability of bioactive compounds in nutraceuticals. It provides a comprehensive overview of various nanoencapsulation strategies utilized in the food and nutrition sector, tracing the evolution of nanocarrier systems from traditional liposomal vehicles to modern lipid nanoparticles, nanoemulsions, and biopolymer-based nanoparticles. The mechanisms by which nanoencapsulation enhances the performance of these systems are detailed, highlighting their ability to protect bioactive compounds from degradation and improve oral bioavailability through mechanisms such as increased solubility, controlled release, and enhanced uptake.
The review also emphasizes the practical applications of nanoencapsulated nutraceuticals in functional beverages, dairy products, and dietary supplements, showcasing the commercial viability of food nanotechnology. Additionally, it addresses the challenges faced in scaling up production, ensuring safety and regulatory compliance, and gaining consumer acceptance. Emerging trends, including the co-encapsulation of synergistic ingredients and precision nutrition, are discussed, suggesting that advancements in nanotechnology combined with nutritional science could significantly enhance the health benefits of functional foods and nutraceuticals, ultimately contributing to improved public health outcomes.
Introduction
The introduction highlights a significant shift in consumer preferences towards functional foods and nutraceuticals, driven by an increased awareness of health and improved living standards. Modern consumers seek products that not only provide essential nutrients but also aid in disease prevention and health promotion. This demand has led to a closer integration of nutritional science and food technology, fostering innovation. However, a critical challenge remains: the translational gap between the in vitro efficacy of bioactive compounds (BACs) and their in vivo performance, primarily due to issues such as poor stability and low bioavailability when administered orally.
Many BACs, including curcumin, resveratrol, and omega-3 fatty acids, exhibit beneficial biofunctional activities in controlled settings but face significant degradation and limited absorption in the gastrointestinal tract. Factors contributing to this low bioavailability include their lipophilic nature, chemical instability, and unfavorable conditions during digestion. To address these challenges, nanoencapsulation has emerged as a transformative strategy, utilizing nanocarriers made from biocompatible materials to enhance the stability, dispersion, and intestinal uptake of BACs. This review aims to fill a gap in the existing literature by integrating recent advancements in nanoencapsulation technologies, focusing on their dual impact on the stability and bioavailability of nutraceuticals. It also discusses the growing scientific and commercial interest in this area, underscoring the relevance of the review in mapping current trends and future directions in nutraceutical delivery systems.
Discussion
The discussion section of the paper outlines the historical and technological evolution of nanoencapsulation in nutraceuticals, tracing its conceptual origins to Richard Feynman’s 1959 lecture on manipulating matter at the nanoscale and the introduction of the term “nutraceutical” by Dr. Stephen De Felice in 1989. This convergence of nanotechnology and health-oriented food innovation has catalyzed the development of nanoencapsulation as a transformative strategy in functional food science. The section highlights key milestones, beginning with the use of liposomes in the 1990s, which provided a means to protect sensitive nutraceuticals from degradation and enhance their bioavailability. Subsequent advancements included solid lipid nanoparticles (SLNs) and nanostructured lipid carriers (NLCs), which improved stability and loading capacity, as well as the emergence of nanoemulsions that solubilized lipophilic compounds in aqueous formats.
As the field matured into the 2000s and beyond, the focus shifted towards advanced manufacturing techniques and multifunctional integration of nanoencapsulation systems. Techniques such as electrohydrodynamic fabrication (electrospinning and electrospraying) and microfluidic-based methods have enabled the creation of novel nutraceutical carriers with enhanced performance characteristics, such as improved solubility and targeted release profiles. These innovations not only address the challenges of encapsulating sensitive bioactives but also align with the growing demand for clean-label, biocompatible delivery systems in functional foods. The ongoing diversification of nanoencapsulation strategies underscores the potential for further advancements in nutraceutical formulation, paving the way for more effective health-oriented food products.