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精准营养的未来:解密新一代递送技术

来源:国际食品加工及包装商情 发布时间:2024-10-17 707
食品与饮料食品及饮料配料 配方
在过去一年中,68%的口服固体制剂(OSDF)消费者表示服用过胶囊,其中相当一部分人使用了多种OSDF。

在当今快速发展的膳食补充剂市场中,创新递送系统正在突破诸多限制,为配方、成分组合、储存条件,甚至应用领域带来革命性变化。这些突破性技术不仅优化了成分的生物利用度、耐消化能力和小剂量效能,还为品牌商提供了开发独特保健品的新途径。

 

 

消费者偏好与市场趋势


尽管创新不断,龙沙公司的调查显示,胶囊仍然是消费者的首选剂型。在过去一年中,68%的口服固体制剂(OSDF)消费者表示服用过胶囊,其中相当一部分人使用了多种OSDF。这种持续偏好主要归因于胶囊的便利性:易于吞咽且不易在包装中破损。此外,胶囊还是最适合掩盖植物提取物或其他植物成分相关余味和气味的剂型之一。

 

储存稳定性:延长保质期的关键策略


随着市场环境的变化,确保产品在整个保质期内的功效已成为膳食补充剂公司面临的关键挑战。为应对这一挑战,业内正积极探索创新解决方案,其中改进产品配方和使用先进的递送系统被认为是延长产品保质期的关键策略。


业内专家指出,某些先进的递送系统不仅能提高生物利用度和剂型兼容性,还能有效延长特定成分的保质期。Gencor及其姊妹公司Pharmako生物技术开发的一系列创新产品,如Aquacelle递送技术、LipiSperse冷水分散技术和可压缩油粉(CPO),正是这一趋势的代表。这些技术不仅提高了产品稳定性,还为解决储存和运输过程中的关键问题提供了新思路。


在产品保质期问题上,包装容器的选择同样至关重要。Pharmako生物技术公司国际业务协调员Tanja Kokkinis强调:“琥珀色玻璃容器能提供最佳保护效果。确定容器类型后,需要按照标签上标明的储存条件进行实时对照研究。”她还指出,研究中常用的“加速”储存条件模型可能产生误导,导致错误的判断。


随着消费者对可持续产品需求的增长,替代包装的使用也在不断增加。这为膳食补充剂和包装制造商带来了新的挑战:如何确保产品在新型包装中保持稳定。创新包装形式包括可回收材料、可生物降解胶囊、水溶性薄膜技术、可重复填充或重复使用的容器,以及简约包装等。

 

供应链优化:从生产到零售的全程管控


在运输环节,大多数运输卡车并未为含有敏感活性成分的膳食补充剂配备专门的温控装置,这可能导致产品在装卸码头或港口长时间滞留,无论天气如何。此外,专门经营膳食补充剂的商店与大型物流中心在内部质量控制方面可能存在显著差异。


为应对这些挑战,业内人士强调整个供应链都需要适应并建议在产品标签上明确注明储存条件,以提高产品稳定性。然而,目前无论是线上销售平台还是实体店,对于零售商如何处理膳食补充剂库存都缺乏严格规定,这增加了质量控制的难度。


在供应方面,原材料供应和合同制造服务仍然“捉襟见肘”。这导致企业更倾向于采用“按需生产”而非“按时生产”的模式,增加了预测产品及其内容物在到达最终用户之前储存时间的难度。

 

定制化配方与优化释放技术


在膳食补充剂领域,保护成分免受恶劣消化条件影响并优化其在消化道中的释放位置,是获得最大功效的关键。为此,业界开发了多种创新方法。


对于胶囊、片剂和软胶囊等传统剂型,这意味着需要对包埋材料进行优化与创新。龙沙公司在这方面一直走在前列,其研发的DRCaps设计释放胶囊就是一个很好的例证。这种植物基胶囊系列能够显著增强对胃酸的防护能力,特别适用于对胃酸高度敏感的成分。与标准明胶胶囊相比,DRCaps胶囊中的成分释放时间约晚45分钟,能为特定成分提供更好保护。


罗赛洛公司则针对软胶囊领域推出StabiCaps专用明胶。这种明胶通过防止交联反应来提高软胶囊的稳定性。值得注意的是,交联反应是由储存条件不佳或与某些活性成分相互作用而形成的分子键,会阻碍胶囊的溶解,导致营养成分释放缓慢或不完全。StabiCaps的出现有效解决了这一问题。


随着精准营养理念的日益普及,许多品牌开始为消费者提供定制配方。这一趋势对剂型提出了更高要求,需要更多能够精确容纳多种成分且适应性强的剂型。与此同时,定制配方的生产也需要更复杂的制造技术。在这个过程中,递送系统在确保这些独特组合的稳定性和高效递送方面起着至关重要的作用。


在定制配方的生产过程中,成分过量或不足的情况更容易出现。为了解决这个问题,包埋技术、控释系统和微剂量递送等创新方法被广泛应用,以提高剂量精度。这些技术不仅能确保每种成分的准确剂量,还能优化它们的释放过程。


为了满足每个人的独特生理需求,个性化膳食补充剂可能需要特定的释放曲线。通过采用控释技术,如靶向递送系统和缓释胶囊,可以增强营养物质在特定消化道段的渐进或定向释放。这种精确控制不仅提高了补充剂的效果,还减少了潜在的副作用。


为了进一步推动个性化发展,新型成分和成分组合需要与更多创新递送方式相兼容。这些创新方式包括透皮凝胶和贴剂、可溶性片剂以及液体配方等。这些新型递送方式不仅提供了更多选择,还能满足不同消费者的特定需求和偏好。

 


从不兼容到“融合”


近期的技术创新使品牌能够在单一剂量中结合原本不兼容的成分,为开发定制化的营养补充剂提供了新的机会。这种突破性进展大大扩展了配方设计的可能性。


“胶囊套胶囊”设计是这一创新的典型代表。这种巧妙的设计允许将粉末和液体成分同时包装在一个剂量中,而且可以根据液体和固体内容物的特性,分别定制不同的释放曲线。这为配方研发人员提供了前所未有的灵活性。


龙沙公司的Capsugel Duocap技术是其中一个很好的例子,它成功解决了一个长期困扰业界的难题:如何将通常难以混合的成分整合到一个配方中。以益生菌为例,Capsugel Duocap包含一个较小的预填充益生菌胶囊,这个小胶囊与其他活性成分被一起放入一个较大的液体填充胶囊中。这种创新设计不仅保护了敏感成分,还实现了多种成分的协同作用。


双层包埋技术已成为产品差异化的一大亮点,尤其是在消费者越来越关注某些补充剂优于其他产品的原因时。许多品牌选择使用透明的外层胶囊,以便直观展示内部的双层封装结构。这种视觉上的创新不仅增加了产品的吸引力,还有助于消费者理解产品的独特之处。


初创公司Rootine则摒弃传统胶囊形式,转而提供装有微珠的小袋,它们可直接混入饮料中。这种创新方式使公司能够根据消费者的DNA、血液和生活方式数据,为每个小袋定制独特的微珠配方。


在软糖领域,尽管大多数新型产品仍处于实验室样品开发阶段,但市场上已出现功能性夹心软糖。这种软糖由液体夹心和外层软糖组成,液体夹心含有特定活性成分,而外层软糖不仅能保护内部液体,还包含其他不会与内部成分产生相互作用的成分。夹心软糖的另一大优势在于,内部液体成分无需进行受热处理,这使得制造商能够添加益生菌等热敏感成分,进一步扩展了产品的功能性。

 

提升补充剂的口感与接受度


新型包埋和乳化技术正在彻底改变膳食补充剂的口感体验,这一进步不仅适用于传统剂型,还包括软糖、咀嚼片等新型剂型。


从口感角度来看,Ω-3脂肪酸(尤其是鱼油)一直是最具挑战性的成分之一。然而,通过微乳化技术制造更小的液滴或粉末,可以显著减少与空气接触产生的气味,从而有效减轻鱼腥味、异味和余味。


Catalent公司推出的OmegaZero技术是这一领域的创新代表。这种微乳化配方旨在将Ω-3油脂在肠道内乳化,防止其在胃液表面形成油层。此外,添加的精油还能起到额外的气味掩蔽作用。虽然这项技术最初是为Ω-3而开发的,但它的应用范围远不止于此,同样适用于许多其他感官特性欠佳的成分。


帝斯曼-芬美意公司推出的life'sOMEGA品牌藻油无论从功效还是口感角度来看,都非常适合用于软糖等产品。与传统Ω-3软糖相比,这种形式不仅口感更佳,还能将效力提高数倍,为消费者提供了更优质的选择。

 

提升生物利用度的前沿技术


对许多制造商来说,提高特定营养素的生物利用度仍然是一个难题。目前,业界正在努力研究新型递送系统,包括纳米乳剂、脂质体和其他复杂的包埋技术。


活性成分生物利用度低的常见原因主要有四种:1)水溶性差:许多维生素和植物化合物普遍存在这个问题;2)稳定性低:与其他营养素相比,有些营养素在光照、高温和氧化条件下更容易降解;3)肝脏首过效应:许多化合物主要在肝脏中被代谢,导致到达全身循环的有效成分减少;4)分子量较大:较大的营养分子难以透过肠壁,降低了肠道吸收率。


当今解决这些难题的技术包括:纳米颗粒和纳米载体(包括纳米乳液、脂质体,以及新兴的固体脂质纳米颗粒和聚合物纳米颗粒);微胶束(两亲分子的聚集体,能使疏水性物质溶解);微胶囊技术;自乳化递送系统(将油、表面活性剂和辅助表面活性剂整合,形成稳定乳液);包衣技术。


这些先进递送技术的主要目的是改善营养物质的理化特性,优化其溶解性、吸收性和稳定性,从而最大限度地提高其生物利用度,以达到预期的功效。


微胶束是人体胃肠道中自然生成的结构,它们能够促进亲脂性成分的吸收。在胃肠道等水性环境中,微胶束使营养物质乳化,增加其表面积,从而提高吸收率。脂质体则是另一种微小结构,由于其极小的尺寸,能够直接穿过口腔颊膜进入细胞,绕过胃部和肝脏代谢。这使得脂质体成为最精准的营养输送方式之一。


Kokkinis强调了新技术的重要性,指出新型包衣和载体技术不仅能保护营养成分,还能实现可控释放,极大提高了膳食补充剂、功能性食品和饮料的功效。


制药业长期使用脂质体技术提高药物的生物利用度和吸收率。近年来,生产商开始将这项技术应用于含有维生素、矿物质、草药和其他膳食成分的脂质体制造。


脂质体是由脂质双层构成的中空亚微米级球体,能携带含活性成分的纳米颗粒,使其同时具备脂溶性和水溶性特征。这不仅提高了吸收率,还能在成分通过消化道时提供进一步保护。


脂质体可将亲水性成分包裹在核心,或将亲脂性成分包裹在双层膜中,甚至可同时包裹两种成分。由于脂质体膜结构与细胞膜相似,加上其微小尺寸,它们有助于提高生物利用率,最大限度发挥成分的营养功效。


值得注意的是,目前脂质体的验证标准和方法是针对药物成分制定的。与膳食成分不同,药物成分通常纯度极高,颗粒大小均匀。将其应用于膳食补充剂时需要特别考虑这一差异。

 


目前,还没有经过验证的测试协议来确定膳食成分是否正确包埋在脂质体中,主要因为这种新兴技术在技术上更具挑战性。该领域的大多数专家认为,目前的标准操作程序是结合使用几种技术,包括透射电子显微镜(TEM)、冷冻透射电子显微镜(Cryo-TEM)成像、Zeta电位测定和动态光散射分析。


在脂质体领域,有几家公司引领着技术创新:Specnova公司开发的专有LipoVantage脂质体技术,不仅可以生产脂质体,还可以通过DualHydrogel技术为脂质体提供额外保护;Indena公司的Phytosome技术专门用于制造植物脂质体,能为植物提取物的递送提供创新解决方案;Pharmako公司的PlexoZome脂质体技术允许定制颗粒大小,从而实现更精准的靶向递送。


这些只是脂质体技术应用的部分例子。随着研究的深入,该领域不断涌现出更多创新成果。


Kokkinis指出,许多所谓的脂质体补充剂实际上只是磷脂乳剂,无法提供真正脂质体配方的吸收优势。她最后强调,产品的功效和安全性不仅取决于所用成分,还依赖于制造商的专业知识、生产流程和质量保证措施。脂质体是高度可定制的递送系统,配方的浓度、粒径大小和包埋效率可能会有所不同,这些因素都会影响产品的整体生物利用度和有效性。

 

来源:荣格-《 国际食品加工及包装商情》


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