《South African Journal of Botany》：From waste to functionality: A review of micro- and nanoencapsulation of pomegranate peel extract in food systems
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石榴皮提取物（PPE）富含多酚类等生物活性物质，具有抗氧化、抗菌等特性，但直接应用于食品存在稳定性差、感官不良等问题。微纳米封装技术可有效提升PPE的稳定性、控释特性及生物利用率，研究系统对比了微/纳米载体（如脂质体、纳米凝胶）的制备方法、包埋效率及在功能性食品、保鲜涂层等领域的应用效果，并分析了其工业化面临的毒性评估、法规适配和消费者接受度挑战。
作者：Ilkin Sengun 和 Aysegul Kirmizigul Peker
土耳其伊兹密尔埃盖大学工程学院食品工程系，邮编35100
摘要
水果加工废弃物的回收利用作为一种可持续的废物管理策略，已在全球范围内受到重视。石榴（Punica granatum L.）的产量巨大，由此产生了大量的果皮废弃物。石榴果皮提取物（PPE）富含生物活性化合物，具有抗菌、抗氧化和抗炎作用，使其成为提升食品安全和质量的天然食品添加剂。本文综述了PPE的微胶囊化和纳米胶囊化技术及其在食品系统中的应用，重点探讨了这些技术如何提高生物活性化合物的稳定性、功能性和工业适用性。通过ScienceDirect、Scopus和Google Scholar等数据库，使用与PPE、胶囊化、食品应用及毒性相关的关键词进行了文献检索。纳入的研究涵盖了PPE的提取、微胶囊化或纳米胶囊化方法、食品应用以及毒性/安全性评估，并根据胶囊化方法、载体系统、功能评估和毒性测试进行了分类。胶囊化技术增强了PPE的稳定性、控制释放效果和功能表现，从而延长了食品的保质期，保持了感官品质，并改善了生物活性成分在食品中的传递效果。总体而言，PPE的胶囊化是一种可持续的农业食品废弃物利用方式，具有潜在的技术和健康效益，尽管仍需进一步研究以解决可扩展性、法规限制和消费者接受度等问题。
引言
食品添加剂用于改善食品的营养价值、感官特性和加工性能，延长保质期，并确保食品安全。随着对清洁标签产品的需求增加，人们越来越关注来自植物、微生物或动物的天然添加剂，认为它们比合成添加剂更安全、更环保、更符合健康理念（Kaderides等，2021）。其中，植物来源的酚类化合物因其抗氧化、抗菌和促进健康的特性而受到关注。农业废弃物如红葡萄渣、柑橘皮和石榴皮（PP）是这些化合物的丰富来源，通过将这些废弃物转化为高附加值成分，支持了循环经济战略（Matsuo等，2022；D’Arrigo等，2024；Forgione等，2024）。近期研究重点关注石榴皮、柑橘皮、菠萝皮和南瓜皮作为功能性成分在功能性食品、补充剂和可食用涂层中的应用（Ahmad等，2024；Mala等，2024；Asaduzzaman等，2025；Huang等，2025）。
石榴（Punica granatum L.）以其丰富的植物化学成分和不断增长的市场需求而著称，预计到2030年市场规模将达到3.386亿美元，而2021年为2.3594亿美元。全球年产量约为300万吨，其中近50%的石榴果实成为废弃物，导致约162万吨的果皮未被充分利用（Giri等，2023）。石榴皮富含酚酸（鞣花酸、没食子酸）、黄酮类（儿茶素、表儿茶素）、花青素以及可水解单宁（如石榴单宁和鞣花单宁）（Mohlamonyane等，2024；Kaseke等，2025）。这些化合物具有抗氧化、抗炎、抗癌、保护心脏和广谱抗菌作用，这一点得到了体外和体内研究的支持（Abutayeh等，2024；Altarjami，2025；Nawaz等，2025；Wu等，2025）。尽管石榴皮具有丰富的生物活性成分，但由于酚类化合物在加工、储存和胃肠道环境下的不稳定性（包括受热、光照、氧气和消化酶的影响），将其直接添加到食品中仍面临挑战。胶囊化技术通过保护这些化合物、提高稳定性和生物利用度、掩盖不良感官特性以及实现控制释放来解决问题（Kaseke等，2025）。
胶囊化方法主要分为微胶囊化（1–1000 μm）和纳米胶囊化（1–1000 nm）。微胶囊化更具可扩展性和成本效益，而纳米胶囊化可根据应用需求提高生物利用度、细胞吸收和靶向释放效果。然而，目前文献中缺乏针对PPE的这两种技术的系统比较。尽管有许多研究探讨了PPE的胶囊化方法（Chezanoglou和Goula，2023；Zahed等，2023；Rifna和Dwivedi，2024；Zhang等，2025），但最近的研究更多集中在其在食品生产和包装中的应用（Rashid等，2022a；Gonzales等，2025；Khalili等，2025；Shoukat等，2025），显示出日益增长的兴趣。然而，关于不同微胶囊和纳米载体系统的具体比较及其在食品系统中的应用仍较为有限，同时关于体外/体内功能、胶囊化效率和法规方面的讨论也常常被忽视。
先前的综述（Rahul等，2025；Kaseke等，2025；Rodriguez等，2025）探讨了石榴皮和PPE的某些方面。Rahul等（2025）概述了胶囊化技术，强调了方法学原理；Mohlamonyane等（2024）讨论了PPE在食品应用中的潜在价值；Kaseke等（2025）分析了PPE和种子油的成分组成，并简要介绍了其在食品基质中的封装使用情况，包括生物活性、稳定性和释放动力学。相比之下，Rodriguez等（2025）主要关注提取方法和植物化学成分的回收。总体而言，这些综述将微胶囊化和纳米胶囊化视为同一技术类别，并提供了有限的应用比较。因此，诸如载体特异性性能、基质依赖性功能、释放行为、长期稳定性、毒理学安全性、可扩展性和法规可行性等关键方面往往被零散讨论或研究不足（表1）。为填补这些空白，本文综合分析了PPE的营养价值和生物活性成分，比较了传统的和绿色的提取方法，评估了微胶囊化和纳米胶囊化技术，考虑了载体类型、胶囊化效率、释放行为和生物活性，并分析了封装PPE对食品系统中抗氧化活性、抗菌活性和感官特性的影响。此外，还讨论了毒理学考虑、消费者接受度和法规问题。
通过这种综合和比较的视角，本文不仅提供了描述性信息，还为PPE在食品系统中的微胶囊化和纳米胶囊化的可持续应用提供了实际可行的见解。
搜索策略和研究选择
使用“石榴皮提取物胶囊化”作为关键词进行文献搜索，得到了约1500–2000篇相关论文，涵盖多种应用领域。当研究范围限定在明确涉及食品系统（如食品配方、可食用涂层和包装应用）中的PPE胶囊化时，相关文章数量减少到约300–350篇。本文综述了2013年至2025年间发表的研究。
石榴皮
石榴（Punica granatum L.）原产于伊朗及周边地区，现在在全球热带和温带气候区广泛种植。其圆形果实的外皮呈黄色至红棕色，占果实重量的约50%，可食用部分由约40%的籽粒和10%的种子组成（Ezeora等，2024）。2022–2023年度，印度是全球最大的石榴生产国，产量约占41%（320万吨），其次是中国和伊朗。
结论
对可持续食品系统的日益关注促使食品行业开始利用水果和蔬菜副产品作为生物活性化合物的来源。其中，石榴皮作为抗氧化剂和抗菌化合物的来源备受重视。回收利用石榴皮不仅减少了环境负担和食品浪费，还有助于开发功能性成分和天然防腐剂，符合循环经济理念。微胶囊化和纳米胶囊化技术提高了这些成分的功能性、稳定性和...资金支持
本研究未获得任何公共、商业或非营利机构的资助。数据声明
本文研究未使用任何数据。作者贡献声明
Ilkin Sengun：撰写与编辑、初稿撰写、数据可视化、研究指导、数据整理、概念构思。Aysegul Kirmizigul Peker：撰写与编辑、初稿撰写、数据可视化、研究指导、数据整理、概念构思。利益声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。致谢
无。
