用于輸送功能性食品的納米載體的開發是一個活躍的研究領域。功能性食品的開發和生產過程都需要表征技術來提供關于營養物質如何負載、加工條件如何影響納米載體的最終結構及穩定性、以及納米載體在食物中的分散信息。本文則概述了小角X射線散射(SAXS)為什么是功能性食品表征中必不可少的技術之一。

功能性食品是指在提供基本營養成分（如脂肪、蛋白質和碳水化合物）之外額外提供其他健康益處的食品。簡單的例子包括強化早餐麥片和益生菌。快速增長的健康和保健市場，加上消費者健康意識的提高，意味著功能性食品是當今營養科學研究中最為活躍的領域之一。^1-3

大自然提供了穩定且生物可利用的功能性食物

最近的研究側重于在確保功能性成分可供人體隨時使用的前提下，保持這些成分的完整性。自然界中，譬如植物或動物體內天然存在的囊泡和膠束，其性質對食品科學家們而言極具吸引力，因為我們的消化系統已經進化到可以消化吸收其中的成分。而表征技術的最新發展提高了人們對天然生物結構及其如何自組裝的理解，從而使得我們能夠創造出與自然界中所發現的脂質體非常相似的合成脂質體。^4-7

輸送功能性食品的納米載體的設計

食品科學家目前面臨的挑戰是為功能性食品的保護、控釋以及提高化合物（如維生素、礦物質、抗氧化劑、芳香化合物和油）的生物利用率設計新的解決方案。^5,9-13 最近的研究多集中在設計多種用于食物輸送的自組裝納米載體，包括基于脂質和蛋白質的微乳液、液晶相和納米結構分散體。

納米載體在加工過程中穩定功能性食品化合物以及在需要時釋放其成分的能力在很大程度上取決于其組成和結構。功能性食品輸送系統設計的重點內容是表征自組裝納米結構，并理解營養物質如何負載、組裝環境如何影響其最終結構和性質。而小角X射線散射 (SAXS)便是一種特別適合表征功能性食品中納米載體和分散體的分析技術。¹⁴

小角 X 射線散射(SAXS)提供有關納米載體及其分散的基本信息

SAXS 是一種可以在原位環境中表征納米載體分散體的分析技術。它不需要其他分析技術中常見的干燥、冷凍、染色等樣品制備步驟，從而確保樣品處于和食品所處環境相同的條件下。

在SAXS分析中，樣品中電子產生的X射線散射光子反映了納米尺度上的密度差異，從而給出了中間相、納米結構和分散體的納米尺度信息。SAXS使科學家能夠觀察到營養物質的負載等因素和外部條件（如稀釋和pH值變化）對納米載體最終結構和性質的影響。^14-16

例如，SAXS可用于表征納米結構脂質微乳液（亞微米顆粒）的液晶相，用于配制包含食品級成分的混合物。下圖來自奧爾良大學的科學家們對食品香精微乳液進行的SAXS表征研究。這項研究的一個重要結論是：盡管化學成分非常相似，但隨著香精用量的改變，乳液卻表現出不同的結構（所謂的相），而這可能會影響它們的釋放行為。此外，研究還表明在觀察到自組裝微乳液的主要結構發生變化之前，其添加量可高達20% 或25%（相對于脂質質量，取決于香精化合物的類型）。超過這個量后，可觀察到有序性急劇降低，這表明隨著香精化合物釋放可能性的增加從而結構變得不穩定。¹³