花青素是一類水溶性色素，在自然界中廣泛存在，存在于多種水果、蔬菜和谷物中，例如越橘、桑葚、葡萄和黑米（Liu等人，2025年）。花青素呈現(xiàn)出紅色、藍(lán)色、紫色和黑色等多種顏色，也被廣泛用作各種食品的著色劑，包括烘焙食品、乳制品、糖果、葡萄酒和果汁等。除了其著色作用外，花青素還因其生物活性而受到廣泛關(guān)注，這些活性包括抗氧化、抗炎和抗癌功能（Maaz等人，2025年）。然而，由于花青素本身的不穩(wěn)定性以及環(huán)境因素的影響，其在功能性食品和營養(yǎng)保健品中的充分應(yīng)用受到了嚴(yán)重限制。

花青素的生物活性取決于不同的取代基及其位置。花青素的主要類型包括花青素、飛燕草素、錦葵素、pelargonidin和petunidin，它們分別含有一個芳香環(huán)[A]、一個雜環(huán)[C]和一個第三個芳香環(huán)[B]。值得注意的是，由于環(huán)[C]上沒有正電荷，花青素具有顯著的不穩(wěn)定性，這會導(dǎo)致糖苷鍵的斷裂，從而限制了其應(yīng)用。這種固有的化學(xué)脆弱性會因pH值、光照和溫度等環(huán)境因素而加劇（Liu、Lee等人，2022年）。花青素對pH變化非常敏感：在pH值較低時（pH < 2）主要以flavylium陽離子形式存在；在pH值介于2到6之間時形成醌式結(jié)構(gòu)；而在pH值較高（pH > 7）時會發(fā)生降解，因此在酸性環(huán)境中更穩(wěn)定。此外，花青素在光照下也容易降解。高溫會顯著加速花青素的降解過程，導(dǎo)致脫糖、親核攻擊和水解以及聚合反應(yīng)（Guo等人，2022年）。由于這些因素，花青素在儲存和運輸過程中容易降解，給實際應(yīng)用帶來了挑戰(zhàn)。

此外，花青素在體內(nèi)的穩(wěn)定性較差，血液或目標(biāo)器官中只能檢測到微量。花青素的系統(tǒng)生物利用度非常低，完整母體的生物利用度通常低于2%（Lila等人，2016年）。在消化道中，花青素面臨多種風(fēng)險，包括在口腔中的降解、由于親脂性差而在小腸中的吸收受限，以及被腸道微生物群大量代謝。因此，大部分花青素在主要消化道中未被吸收，并會降解為其他物質(zhì)（表S1），進(jìn)一步降低了其生物利用度（圖1）。因此，設(shè)計有效的策略來保護(hù)花青素免受這些多方面的降解過程（無論是體外還是體內(nèi)）對于發(fā)揮其實際潛力至關(guān)重要。

為了提高花青素的穩(wěn)定性，人們探索了多種技術(shù)，如結(jié)構(gòu)酰化和甲基化、共著色和膠囊化。然而，化學(xué)修飾會引發(fā)關(guān)于監(jiān)管批準(zhǔn)和潛在安全問題的擔(dān)憂，因為這會改變花青素的母體環(huán)結(jié)構(gòu)（Karabulut等人，2023年）。共著色是一種花青素與共著色劑反應(yīng)形成復(fù)合物的過程，但由于結(jié)構(gòu)親和關(guān)系復(fù)雜以及受pH值、溫度和溶劑等環(huán)境因素的影響，存在局限性（Trouillas等人，2016年）。相比之下，膠囊化技術(shù)可以在不改變花青素核心化學(xué)結(jié)構(gòu)的情況下將其物理包裹在載體基質(zhì)中，提供了一種更加靈活和可控的方法。膠囊化通過物理或化學(xué)方法（干燥、凝膠化、微膠囊化、乳化等）將活性成分制成微米和納米級別的顆粒和膠囊，在食品和制藥行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用（Shishir等人，2018年）。膠囊化可以保護(hù)生物活性化合物免受降解，實現(xiàn)物質(zhì)的精確釋放，并防止混合物中成分之間的不良反應(yīng)。一些生物活性化合物，如多酚、黃酮醇和原花青素，通常通過膠囊化來保持其完整性并控制釋放速率（Fang & Bhandari，2010年）。

本文系統(tǒng)地研究了先進(jìn)的納米/微膠囊化策略，以真正“打破穩(wěn)定性障礙”。它強調(diào)了這些策略在提高花青素對環(huán)境壓力（pH值、溫度、光照）的穩(wěn)定性和在模擬胃腸道條件下的控釋性能方面的有效性。此外，本文還批判性地討論了這些技術(shù)的可擴展性、經(jīng)濟可行性和安全性評估，從而彌合了基礎(chǔ)研究與商業(yè)應(yīng)用之間的差距。