TFST(IF:15.4)| 南昌大学:淀粉纳米颗粒尺寸与形貌如何影响应用与胃肠命运?一项系统综述揭示淀粉基递送体系设计策略

2026年3月20日，南昌大学研究团队在Trends in Food Science & Technology在线发表题为《Impact of starch nanoparticle size and shape on applications and gastrointestinal fate: Designing more effective starch-based delivery systems》的综述论文。该研究系统分类了淀粉纳米颗粒的尺寸与形貌，综述了其调控制备策略，并进一步梳理了尺寸、形状与食品应用性能及人体胃肠命运之间的关系，为构建更有效的淀粉基递送体系提供了理论依据。

 文献摘要 

淀粉纳米颗粒作为食品领域重要的天然生物材料，已广泛应用于活性成分递送、纳米复合材料和Pickering乳液等体系，但其尺寸和形状对功能表现的关键作用仍缺乏系统认识。该文围绕淀粉纳米颗粒的形貌与尺寸展开综述，首先对其进行系统分类，随后总结原料类型、制备方法、添加剂及工艺参数对粒径和形状的调控作用，并进一步归纳不同尺寸和形状颗粒在包埋递送、纳米填料、乳液稳定及生物医用材料中的结构-功能关系。文章还简要讨论了淀粉纳米颗粒在人体中的消化、吸收、分布与排泄行为。研究指出，淀粉纳米颗粒具有较高生物相容性，主要通过大胞饮作用及网格蛋白/小窝蛋白介导的内吞进入细胞，并可能经肾脏和尿路排出体外。未来需进一步发展尺寸和形状可控的新策略，推进单分散颗粒规模化制造，拓展食品体系应用，并深入阐明其在人体内的代谢过程与器官靶向行为。

 研究背景 

纳米技术的发展使材料在纳米尺度下表现出独特的机械、光学、稳定性和生物学行为。相较于合成纳米材料，天然、可降解且更具可持续性的淀粉因其可调功能性而成为构建新一代纳米颗粒的重要候选。近年来，淀粉纳米颗粒的制备方法不断丰富，涵盖物理破碎、化学解聚、纳米沉淀、模板法、自组装及后修饰等路径，并已拓展至营养递送、药物递送、纳米复合材料、食品包装和乳液稳定等领域。然而，如何精准调控淀粉纳米颗粒的尺寸和形状以获得特定功能属性，仍缺乏系统认识，其形貌与应用性能及生物学行为之间的关系也尚未被充分阐明。

 研究内容 

1. 尺寸与形貌分类

文章指出，淀粉纳米颗粒具有丰富的形貌多样性，包括granules、nanocrystals、nanospheres、micelles、vesicles、nanogels和nanofibers，可呈现porous、hollow、spherical、platelet-like、polygonal、fibrous和irregular等结构，其中球形颗粒占多数。

2. 制备与调控因素

作者系统总结了物理破碎、化学解离、纳米沉淀、模板合成、自组装和后修饰等策略，指出其尺寸和形状受raw materials, synthesis methods, additives, and processing parameters共同影响，不同路径具有不同的可控性、单分散性与工业放大潜力。

3. 结构-功能关系

在应用方面，文章归纳了不同尺寸和形状颗粒在encapsulation systems、nanofiller in composites、emulsion stabilization和biomedical materials中的表现差异，强调尺寸和形状会显著影响包埋效率、机械增强能力、乳液稳定性以及酶相互作用与细胞黏附行为。

4. 胃肠消化与吸收行为

文章讨论了淀粉纳米颗粒在口腔、胃、小肠和结肠中的消化过程，指出小尺寸球形颗粒通常具有更高可消化性，而抗性颗粒可耐受上消化道环境并用于结肠递送；其跨越肠道屏障的能力则与尺寸、形状和表面性质密切相关。

5. 体内分布与排泄

在体内命运方面，作者总结淀粉纳米颗粒可通过大胞饮及网格蛋白/小窝蛋白介导的内吞被细胞摄取，进入体循环后可能经肾脏和尿路排出，但其蛋白冠形成、器官富集、细胞代谢及血管运输规律仍有待进一步系统研究。

 研究结论 

文章认为，淀粉纳米颗粒具有球形、立方体、片状、棒状及不规则等多种形貌，尺寸范围约为10–1000 nm。其尺寸、形状和表面性质受原料、制备方法、添加剂及加工参数共同调控，并直接影响其在递送系统、复合材料增强及食品体系中的应用表现。当前，淀粉纳米颗粒精准制备仍面临两大关键挑战：一是加工过程中易发生聚集，影响小尺寸、单分散颗粒的获得及形貌保持；二是多数制备方法规模化能力有限，制约其在食品工业中的推广。未来应进一步发展可规模化、绿色且具有高形貌可控性的制备策略，同时加强对其胃肠命运、生物效应和安全性的系统评估。

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https://doi.org/10.1016/j.tifs.2026.105707