Öl-Nanoverkapselung:Entwicklung, Anwendung und Aufnahme in den Lebensmittelmarkt

Einführung

Öle spielen eine wichtige Rolle in der menschlichen Ernährung. Sie liefern nicht nur Kalorien, sondern dienen auch als Träger für fettlösliche Vitamine wie A, D, E und K. Öle sind auch Quellen für essentielle Fettsäuren wie Linol-, Linolen- und Arachidonsäure und tragen dazu bei zur Schmackhaftigkeit der Speisen. Die ausdrucksstärksten Ölkomponenten sind Triglyceride, und die physikalischen Eigenschaften dieser Triglyceride hängen von der Struktur und Verteilung der vorliegenden Fettsäuren ab [1,2,3,4].

Ungefähr 90 % der Ölproduktion sind pflanzlichen Ursprungs, die aus der Verarbeitung von Samen gewonnen werden und für den menschlichen Verzehr bestimmt sind. In der Industrie ist die Marktnachfrage nach Ölen aus einer Vielzahl natürlicher Quellen gestiegen, insbesondere in Lebensmittelanwendungen zur Formulierung von Produkten wie Kuchen, Keksen, Brot, Margarine und Milchprodukten und zur Verwendung in Frittierwaren, unter anderen Anwendungen [5, 6].

Die verbleibenden 10 % der Ölproduktion sind für die Tierfutterproduktion und die Verwendung in verschiedenen industriellen Prozessen bestimmt, z. B. als Rohstoffe für die Herstellung von Fungiziden, Seifen, Waschmitteln, Seifen, biologisch abbaubaren Weichmachern, Kosmetika und Biodiesel [5].

Angesichts der ernährungsphysiologischen und wirtschaftlichen Bedeutung von Speiseölen hat in den letzten Jahren ein wachsendes Interesse an den Modifizierungstechnologien dieser Öle bestanden. Es wurden zunehmend Modifikationstechnologien untersucht, um die Eigenschaften der Öle zu verändern und sie für bestimmte Anwendungen geeignet zu machen. Forscher haben verschiedene Technologien gefunden, um die Qualität und Sicherheit von Lebensmitteln zu verbessern. Die Beteiligung der Nanotechnologie in der Lebensmittelindustrie hat zur Herstellung von Lebensmitteln mit besserer thermischer Stabilität, besserer Löslichkeit und neuartiger, höherer oraler Bioverfügbarkeit geführt [7].

Es wird vermutet, dass die Nanotechnologie sich positiv auf die Lebensmittelwissenschaft auswirkt, indem sie die Haltbarkeit von Lebensmitteln verlängert, bessere Methoden zur Verfolgung und Rückverfolgung von Kontaminanten ermöglicht, verbesserte Strategien zur Aufbewahrung von Lebensmitteln entwickelt und die Aufnahme von Nahrungsergänzungsmitteln oder antibakteriellen Wirkstoffen in Lebensmittel vorantreibt. Somit leistet die Nanotechnologie tatsächlich einen großen Beitrag zur Lebensmittelwissenschaft [7].

Die Nanotechnologie hat sich zu einer der vielversprechendsten Technologien entwickelt, um die konventionelle Lebensmittelwissenschaft und die Lebensmittelindustrie zu revolutionieren. Die nanotechnologiegestützte Verarbeitung und Verpackung hat die Bedeutung der Nanotechnologie in Lebensmittelsystemen bewiesen. Unterschiedliche Aufbereitungstechnologien könnten Nanopartikel mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften herstellen; daher könnten diese Partikel in Lebensmitteln verwendet werden [8, 9].

Verkapselung ist ein Prozess, bei dem bioaktive Lipidtröpfchen von einer Kruste zurückgewonnen oder in eine heterogene oder homogene Matrix eingeschlossen werden, um kleine Kapseln [3] im Nanobereich [10] mit Größen von weniger als 1000 nm zu erzeugen, wobei ein Nanometer ein Milliardstel eines Meters ist [ 11]; Verkapselung hat viele nützliche Eigenschaften [3]. Gemäß Gonnet et al. [12] ist die Verkapselung ein potenzieller Ansatz, um die natürlichen/nativen Öleigenschaften im Laufe der Zeit zu erhalten. Die klassischen in Nano- oder Mikroverkapselung entwickelten Systeme basieren auf Reservoir- oder Matrizidpartikeln.

Neben ihren Vorteilen zeichnet sich die Nanoverkapselung dadurch aus, dass sie die Bioverfügbarkeit des verkapselten Wirkstoffs erhöht und ihn vor natürlichen und Verarbeitungseffekten wie chemischen [13, 14], enzymatischen Wirkungen und physikalischer Instabilität bei der Verarbeitung von funktionellen . schützt , nutrazeutische [13], pharmazeutische und kosmetische [3] Produkte [10]. Die Verkapselung stellt auch ein Mittel zur Verbesserung der biologischen Effizienz dar, wie z. B. die Kontrolle der Abgabe von Wirkstoffen und der Haltbarkeit, und könnte das Auftreten von Nebenwirkungen verhindern [12].

Die Öleinkapselung kann Oxidationsreaktionen verhindern oder verlangsamen, wenn man bedenkt, dass diese Systeme eine physikalisch-chemische Barriere gegen prooxidative Elemente wie Sauerstoff, freie Radikale oder ultraviolette Strahlung (UV) darstellen können [12, 15] und die Palette der Lebensmittel für Bereicherung Zwecke. Die bioaktive Ölverkapselung stellt beispielsweise einen effizienten und praktikablen Ansatz zur Modifizierung der Ölfreisetzung, zum Schutz vor umweltbedingten Oxidationsreaktionen, einer Erhöhung der physikalischen Stabilität, einer Verringerung der Flüchtigkeit, einer Verringerung der Toxizität, einer Erhöhung der Bioaktivität und einer Verbesserung der Patientencompliance und des Komforts [3]. Insbesondere in der Lebensmittelindustrie verbessert diese Technologie verarbeitete Lebensmittelqualitäten wie Geschmackserhaltung, Antioxidation, Haltbarkeit, Farbe und Fehlgeruch; verlängert die Lagerzeit von Lebensmittelprodukten; und schützt die Inhaltsstoffe vor der Umwelt, reduziert den Geschmacksverlust während der Konservierung und kontrolliert die Freisetzung bioaktiver Substanzen [16].

Zur Verkapselung werden viele Techniken angewendet. Im Allgemeinen werden drei Verfahren bei der Einkapselung bioaktiver Mittel verwendet:(a) um das eingekapselte Mittel wird eine Sperrstruktur erzeugt; (b) kontaminierten Materialien wird der Zutritt verweigert; und (c) eingekapselte Mittel zum Schutz gegen unerwünschte Beeinträchtigungen angeordnet sind [17].

In vielen Fällen beginnt die Nanoverkapselung mit der Herstellung von Nanoemulsionen, bei denen es sich um Systeme aus öligen und wässrigen Phasen handelt; Nanoverkapselungen werden in den meisten Fällen durch den Einsatz von Emulgatoren emulgiert. Außerdem werden Nanoemulsionen mit kleinen Tropfengrößen und großen Oberflächen gebildet [18]. Diese Eigenschaften verleihen ihnen potenzielle Vorteile gegenüber herkömmlichen Emulsionen, wie eine gute physikalische Stabilität und eine höhere Bioverfügbarkeit [19]. Einige Techniken, die zum Erhalten einer Öl-Nanoemulsion und Öl-Nanoverkapselung untersucht wurden, umfassen Nanopräzipitation, Sprühtrocknung, ionische Gelierung, Grenzflächenabscheidung des vorgeformten Polymers, Emulsionsdiffusion, Emulgierung-Lösungsmittelverdampfung, Verwendung von Liposomen, Homogenisierung mit hoher Scherung (Mikrofluidisierung), spontane Emulgierung , und nanostrukturierte Lipidträger (NLCs).

Ziel dieser Studie ist es, das Potenzial und die aktuellen Anwendungen der Ölverkapselung in der Lebensmittelindustrie zu untersuchen, die wichtigsten Vorteile und Chancen für Innovationen aufzuzeigen und auch zukünftige Herausforderungen zu berücksichtigen, einschließlich aktueller Produkte im Lebensmittelmarkt und Patentanmeldungen. Neue nanoverkapselte Ölprodukte und Patentanmeldungen versprechen den Einsatz von Öl in verschiedenen Industriebereichen. Darüber hinaus kann die Mikro- und Nanoverkapselung (a) eine Verringerung der Verdampfungs- oder Übertragungsrate des Kernmaterials an die äußere Umgebung fördern; (b) Schutz des Kernmaterials vor Abbau durch eine Verringerung der Reaktivität gegenüber der äußeren Umgebung; (c) Kontrolle der Freisetzungsrate des Kernmaterials, entweder langsam über die Zeit oder zu einem bestimmten Zeitpunkt; (d) Änderung der physikalischen Eigenschaften des Originalmaterials, um eine einfachere Handhabung zu ermöglichen; (e) Maskieren eines unerwünschten Aromas oder Geschmacks des Kernmaterials; (f) Abtrennung der Mischungskomponenten, die ansonsten miteinander reagieren würden; und (g) Verdünnung von Kernmaterialien, wenn nur kleine Mengen erforderlich sind, um eine gleichmäßige Dispersion im Wirtsmaterial zu erreichen [17].

Allgemeine Nanoverkapselung kolloidaler Nanopartikel

Die Synthese von Nanopartikeln und anderen Nanostrukturen hat in den letzten Jahren große Aufmerksamkeit erregt, da ihre Eigenschaften wie optische, mechanische und chemische Eigenschaften stark von ihrer Größe, geometrischen Strukturen und Komponenten abhängen, die sich von denen von Bulkmaterialien stark unterscheiden [ 20, 21].

Nanopartikel sind kolloidale Partikel. Die beiden häufigsten Arten kolloidaler Abgabesysteme mit ausreichend kleinen Partikeln, um optische Transparenz zu erreichen, sind Mikroemulsionen und Nanoemulsionen. Beide Systeme enthalten kleine Partikel (d < 200 nm). Einer der Hauptvorteile von Nanoemulsionen gegenüber Mikroemulsionen besteht darin, dass sie erheblich weniger Tensid benötigen, um sie zu bilden. Nanoemulsionen in Lebensmittelqualität können durch energiereiche Verfahren (wie Hochdruckhomogenisierung oder Beschallung) oder niederenergetische Verfahren (wie Phaseninversionstemperatur, spontane Emulgierung oder Emulsionsphaseninversion) gebildet werden [22].

Kolloidale Partikel können für verschiedene Zwecke hergestellt werden, z. B. für Anwendungen in Metall [20], Biomedizin [23], Medizin [24], Sensor [25], Optik [25], Aromastoffen, Getränken, Abwehrmitteln, Duftstoffen und kosmetischen Produkten; verwendet für ihre medizinischen Eigenschaften [26], Nahrung [22] und in ätherischen Ölen (EOs) für verschiedene Zwecke verwendet [27, 28].

Kolloidale Abgabesysteme, einschließlich Emulsionen, können so gestaltet werden, dass sie mehrfach ungesättigte Fettsäuren (PUFA) in wässrige Umgebungen einbringen, um die Oxidationsstabilität des Systems zu verbessern. Die meisten dieser Abgabesysteme auf Emulsionsbasis enthalten Partikel, deren Abmessungen der Wellenlänge des Lichts ähnlich sind, und streuen daher das Licht stark, was zu einer hohen Trübung oder Opazität führt. Für bestimmte Anwendungen ist es vorteilhaft, ein transparentes Abgabesystem zu verwenden, damit es in optisch klare Lebensmittel- oder Getränkeprodukte, wie beispielsweise angereicherte Wässer, Erfrischungsgetränke und Dressings, eingearbeitet werden kann [22].

In Bezug auf Erfrischungsgetränke haben Ziani et al. [29] bildeten kolloidale Dispersionen, die Zitronenöl, ein nichtionisches Tensid (Tween 80) und einen Puffer (pH 2.6) enthielten. Diese Studie liefert nützliche Informationen für das rationale Design kolloidaler Abgabesysteme in Lebensmittelqualität zur Einkapselung von Aromaölen und anderen funktionellen Lipiden in Lebensmitteln und Getränken.

Feste Lipid-Nanopartikel (SLNs) haben in der Pharma- und Lebensmittelindustrie aufgrund ihrer Fähigkeit, die Mängel sowohl der Mikrokapseln als auch der zuvor erwähnten kolloidalen Trägersysteme im Nanobereich zu überwinden, zunehmende Aufmerksamkeit erlangt. SLN sind die neueste Generation von nanoskaligen Verkapselungssystemen, die die Vorteile der flüssigen Ausgangs-Nanoemulsionen oder Mikroemulsionen von hohen Auflösungsgeschwindigkeiten verbunden mit hoher Permeabilität des Wirkstoffs durch die Darmwand mit den gleichzeitigen Lösungen der bestehenden Probleme im Zusammenhang mit der physikalischen und chemische Stabilität der verkapselten Verbindung und einfache Handhabung [30].

Lipid-Nanopartikel mit einer festen Partikelmatrix werden aus O/W (Öl/Wasser)-Emulsionen durch den Ersatz des flüssigen Lipids (Öl) durch ein festes Lipid gewonnen. Diese Lipide sind normalerweise physiologische Lipide (biokompatibel) mit geringer Toxizität [3]. SLNs bestehen aus Lipiden, die bei Raum- und Körpertemperatur fest sind. Die Hauptvorteile von SLNs sind ihre hohe Verkapselungseffizienz, Möglichkeit in der Massenproduktion, ihre Flexibilität im kontrollierten Freisetzungsprofil aufgrund der festen Matrix und ihre hohe Fähigkeit, das Zielorgan zu erreichen. SLNs können jedoch kristallisieren, was einen sehr kleinen Raum für die Öleinlagerung und damit eine geringe Belastbarkeit ermöglicht [31]. Die Durchmesser der Lipid-Nanopartikel können im Bereich zwischen 50 nm und 1 μm liegen [3]. SLNs haben eine geringe Einkapselungslast und können während der Lagerung explodieren [31].

Reiskleieöl-Nanokapseln wurden unter Verwendung von Poly(ε-caprolacton) (PCL) als Wandmaterial synthetisiert, um ihre Schutzwirkung gegen durch UVB-Strahlung induzierte Hautverletzungen bei Mäusen zu bewerten 9 mV und ein niedriger Polydispersitätsindex (PDI) von < 0,2 hemmten 60 % der durch UVB-Bestrahlung induzierten Ödeme [32].

Oehlke et al. [33] stellten SLNs mit Ferulasäure (FA) und Tocopherol (Toc) her. Die verschiedenen Formulierungen mit bis zu 2,8 mg g ⁻¹ von FA oder Toc, waren für mindestens 15 Wochen Lagerung bei Raumtemperatur stabil. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass diese SLNs als Lebensmittelzusatzstoffe geeignet sind, bei denen eine allmähliche Freisetzung des Wirkstoffs von Vorteil sein könnte.

Trends bei der Öl-Nanoverkapselung

Viele Veröffentlichungen der letzten 20 Jahre enthalten die 4 Begriffe Nanoverkapselung, Nanoemulsion, Nanopartikel und Nanotechnologie (Abb. 1). Vor den 2000er Jahren machten Artikel mit diesen vier Begriffen zur Forschung in Öl- und Lebensmittelanwendungen, die Ende der 1990er Jahre begonnen wurden, jedoch weniger als 2 % der untersuchten Veröffentlichungen aus, was dieses Thema zu einem kleinen Sektor der Nanotechnologie macht (Abb. 1).

Anzahl der Veröffentlichungen zu Nanoverkapselung, Nanoemulsion, Nanopartikel und Nanotechnologie pro Jahr in der Scopus-Datenbank mit den folgenden Schlüsselwörtern:a Nanoverkapselung, Nanoemulsion, Nanopartikel und Nanotechnologie; b Nanoverkapselung und Öl, Nanoemulsion und Öl, Nanopartikel und Öl sowie Nanotechnologie und Öl; und c Nanoverkapselung und Lebensmittel und Öl, Nanoemulsion und Lebensmittel und Öl, Nanopartikel und Lebensmittel und Öl und Nanotechnologie und Lebensmittel und Öl

Der Begriff Nanotechnologie wurde in vielen Publikationen als allgemeinerer Begriff verwendet (Abb. 2). Bei der Kombination dieser Begriffe mit „Öl“ (Abb. 1b) ist eine Zunahme von Publikationen mit dem Begriff „Nanopartikel“ zu beobachten. Die Zahl der Veröffentlichungen zu „Nanoemulsion“ und „Ölen“ hat seit 2010 deutlich zugenommen, entweder in allgemeinen Bereichen oder in Bezug auf Lebensmittel (Abb. 1b).

Schema der Nanoverkapselungsdefinitionen, die üblicherweise für Öle verwendet werden

Obwohl es weitaus mehr Publikationen zu „Nanopartikeln“ und „Nanotechnologie“ gibt (Abb. 1a), ist die Verkapselung der am besten geeignete Begriff, um das Verpacken von Stoffen in Mikro- und Nanopartikel zu beschreiben und wird definiert als ein Prozess, an dem ein Stoff beteiligt ist, bezeichnet als als „Wirkstoff“ in einem anderen Produkt, das als „Wandmaterial“ bezeichnet wird [34,35,36].

Die meisten Veröffentlichungen zur Öl-Nanoverkapselung verwenden den Begriff „Nanoverkapselung“ [2, 37,38,39,40,41,42] oder „Nanoemulsion“ [10, 43,44,45,46,47,48]. Einige Autoren verwenden den Begriff „Nanokapseln“ [49,50,51], andere verwenden „Nanopartikel“ [35, 41]. Beide Begriffe bedeuten jedoch ursprünglich „Nanoverkapselung“ (Abb. 2), die im weitesten Sinne verwendet wurde und sowohl die Nanokapseln- als auch die Nanopartikelbildung umfasst [52].

Der Begriff „Nanopartikel“ ist eine Sammelbezeichnung sowohl für Nanosphären als auch für Nanokapseln [17]. Nanokapseln besitzen eine polymere Membran mit einem flüssigen Kern, in der der Wirkstoff in einem Hohlraum eingeschlossen ist, der aus einem inneren flüssigen Kern besteht, der von einer polymeren Membran umgeben ist (die Kern-Schale-Struktur kann lipophil oder hydrophil sein) [3, 17]. Andererseits können Nanosphären als feste kolloidale Fragmente definiert werden, in denen bioaktive Komposte diffundieren, eingefangen, eingekapselt und chemisch an die Polymermatrix angekettet oder darin adsorbiert werden. Die Polymermatrix bildet eine poröse oder feste Matrix, und der Kern kann sich aufgrund der Copolymerstruktur wahrscheinlich in ein festes Material verwandeln [3, 53]. Nanopartikel werden normalerweise mit nichtionischen Tensiden beschichtet, um immunologische Wechselwirkungen zu reduzieren und molekulare Wechselwirkungen der chemischen Gruppen auf der Partikeloberfläche (van der Waals-, Wasserstoffbrücken- oder hydrophobe Wechselwirkungen) zu reduzieren. Die intrazelluläre Aufnahme von Nanopartikeln ist höher als die anderer verkapselter Systeme. Gemäß der angewandten Methodik können Nanokapseln als Vehikel für das zurückgehaltene aktive Material an der polymeren inneren Membran dienen. Das aus diesen Systemen freigesetzte Öl kann durch Desorption, Diffusion oder Erosion von den Nanopartikeln zum Zielgewebe transportiert werden [3].

Nanoemulsion ist der Beginn der Nanoverkapselung, einem System aus öligen und wässrigen Phasen und der Emulgierung dieser Phasen durch den Einsatz eines Emulgators. Außerdem werden Nanoemulsionen mit kleinen Tropfengrößen und großen Oberflächen gebildet [10, 18, 37, 54]. Solche Eigenschaften verleihen ihnen potenzielle Vorteile gegenüber herkömmlichen Emulsionen, wie eine gute physikalische Stabilität und eine höhere Bioverfügbarkeit [10, 19].

Die erste Definition der Nanotechnologie wurde 1959 von dem renommierten Physiker Richard Feynman in seinem Vortrag There is Plenty of Room at the Bottom . diskutiert , in dem er die Möglichkeit der Synthese durch direkte Atommanipulation beschrieb. „Nanotechnologie“ wurde erstmals 1974 von Norio Taniguchi verwendet. Nanotechnologie entstand in den 1980er Jahren als ein Feld, und seit dieser Zeit haben wissenschaftliche Veröffentlichungen und das Bewusstsein in diesem Bereich zugenommen; Die Forschung in diesem Bereich wurde in den 2000er Jahren intensiviert (Abb. 1), ebenso wie die wissenschaftliche, politische und kommerzielle Aufmerksamkeit, was sowohl zu Kontroversen als auch zu Fortschritten führte. Darüber hinaus begann sich die Produktvermarktung auf der Grundlage der Fortschritte bei nanoskaligen Technologien abzuzeichnen [55].

Die Nanotechnologie ist ein multidisziplinäres Gebiet, das eine breite Palette von Materialien, Prozessen und Anwendungen abdeckt und chemische, physikalische, biologische, elektronische und Ingenieurwissenschaften umfasst. Es konzentriert sich auf die Herstellung, Charakterisierung und das Experimentieren von Substanzen im nanoskaligen Bereich, fast zwischen 1 und 100 nm. Die minimale Partikelgröße im Verhältnis zur Wachstumsoberfläche weist einzigartige und neuartige Eigenschaften auf und schafft ein enormes Potenzial für technologische Anwendungen [55,56,57].

Nanotechnologie kann Strategien zur thermischen und Lagerstabilität, Wasserlöslichkeit und bioaktiven Substanzen vorantreiben, die Bioverfügbarkeit für die Lebensmittelverwendung erhöhen und die makroskaligen Eigenschaften von Lebensmitteln wie Geschmack, Textur, industrielle Prozesse und Farbstärke verbessern [58]. Die großen Lebensmittelunternehmen haben ihre eigenen Forschungsabteilungen genutzt, um Strategien für die Anwendung von Nanotechnologien in funktionellen Lebensmitteln zu entwickeln [59].

Aktueller Stand der Öl-Nanoverkapselungsanwendungen

Das Wachstum der Lebensmitteldisziplin wird in Abb. 1b, c als Gesamtzahl der Publikationen quantifiziert, die in ihrer Zusammenfassung die Schlagworte „Lebensmittel“ und „Öl“ sowie „Nanoverkapselung“, „Nanoemulsion“, „Nanopartikel“ oder „Nanotechnologie“ enthalten; die Informationen werden in Abhängigkeit vom Erscheinungsjahr angezeigt. Wie aus den Trends in Abb. 1 hervorgeht, fand der größte Teil des Wachstums im Bereich der Lebensmittel-Nanotechnologie nach dem Jahr 2010 statt, aufgrund der zahlreichen nanotechnologischen Studien Ende der neunziger Jahre und der Zunahme von lebensmitteltauglichen Zusatzstoffen, die für den Nanopartikelprozess geeignet sind. Die industriellen Anwendungen der Öl-Nanoverkapselung sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

Derzeit erreichen nanotechnologische Produkte in der Lebensmittelindustrie einen Wert von 1 Milliarde US-Dollar (hauptsächlich Nanopartikelbeschichtungen für gesundheitsfördernde Produkte, Verpackungstechnologien und Entwürfe) und haben die Chance, in den nächsten 10 Jahren um mehr als 20 Milliarden US-Dollar zu steigen . Viele Übersichtsartikel zeigen eine hervorragende Zusammenfassung der Forschungsgruppen und privaten und öffentlichen Organisationen, die auf dem Gebiet der Lebensmittel-Nanotechnologie führend sind [11, 13, 60].

Obwohl eine Reihe von Übersichtsartikeln [11, 13, 55, 60, 61] die Investitionen in die Lebensmittel-Nanotechnologie und die sich abzeichnenden Anwendungen der Nanotechnologie für die Primärproduktion erörtert haben, gibt es keine Übersichtsartikel, die sich mit der Öl-Nanoverkapselung befassen, wenn Öl als eingekapseltes Material betrachtet wird. Darüber hinaus gibt es viele Übersichtsartikel zu Anwendungen der Nanotechnologie [13, 53, 55, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68] und die meisten von ihnen konzentrieren sich auf die Nanotechnologie in Lebensmittelanwendungen [13, 52, 55, 61,62,63,64,65,66,67,68].

In der Lebensmittelindustrie kann der Mikroverkapselungsprozess aus einer Vielzahl von Gründen verwendet werden, die von Desai und Park [4] wie folgt zusammengefasst wurden:(a) das Kernmaterial wird vor Abbau geschützt, indem seine Reaktionen auf die äußere Umgebung reduziert werden; (b) die Verdampfungs- oder Übertragungsrate des Hauptmaterials an die äußere Umgebung wird verringert; (c) die physikalischen Eigenschaften des Originalmaterials werden modifiziert, um eine einfachere Handhabung zu ermöglichen; (d) die Freisetzung des Kernmaterials ist so zugeschnitten, dass sie langsam im Laufe der Zeit oder zu einem bestimmten Zeitpunkt erfolgt; (e) die unerwünschten Aromen oder Geschmacksrichtungen des Kernmaterials werden maskiert; (f) eine gleichmäßige Verteilung im Haltermaterial wird erreicht; und (g) die Mischungskomponenten, die ansonsten miteinander reagieren würden, werden getrennt. Diese Anwendungen eignen sich auch für die Öl-Nanoverkapselung. Ricaurteet al. [10] und Campo et al. [37] untersuchten High-Oleic-Palmöl (HOPO) und Chiasamenöl mit unterschiedlichen Zielen. Die erste Studie zielte darauf ab, die günstigsten Mikrofluidisierungs-, Bildungs- und Lagerbedingungen für die aus HOPO erhaltenen Nanoemulsionen zu finden, und die zweite Studie versprach Alternativen zum Schutz des Öls vor Lipidoxidation und zur Verbesserung der Löslichkeit und Stabilität (Tabelle 1).

Cushen et al. [9] bestätigt, dass die obige Behauptung, dass die Mikroverkapselung von Lebensmitteln gut etabliert ist; mikroverkapseltes Fischöl wurde in Brot verwendet, um einen funktionellen und gesunden Nutzen zu erzielen. Der Mikroverkapselungsprozess überdeckt den unangenehmen Geschmack von Fischöl, und dieses Brot ist bereits auf dem Markt erhältlich. Die Nanoverkapselung und der Zusatz von Verbindungen in der Lebensmittelindustrie ist eine logische Weiterentwicklung der Technologie [2, 68]. Darüber hinaus führen Oxidationsreaktionen, die wichtigsten Abbauprozesse von Fetten, Ölen und lipidbasierten Lebensmitteln, zu einem verringerten Nährwert und einer verminderten sensorischen Qualität, und die Nanoverkapselung von Öl fördert die Reduzierung der Oxidation durch die Bildung von Schutzbarrieren, die während des Nanoverkapselungsprozesses gebildet werden, da zuvor erwähnt [2].

In ihrer Übersichtsarbeit haben Walker et al. [47] hoben das Versprechen hervor, Nanoemulsionen für die Verkapselung, Sicherheit und Freisetzung von Omega-3-Fettsäuren zu verwenden. Diese Tragesysteme können in der Lebensmittelindustrie in Getränken mit diesen bioaktiven Lipiden und zur Anreicherung von Lebensmitteln verwendet werden, oder sie können in der Nahrungsergänzungsmittel- oder Pharmaindustrie verwendet werden, um die Bioaktivität von funktionellen Omega-3-Fettsäurezusammensetzungen zu erhöhen.

Sozer und Kokini [67] vereinfachten den Einsatz der Nanotechnologie in der Lebensmittel- und Lebensmittelverpackungsindustrie. Zu den Arten von Nahrungsmittelvorteilen gehörten der Schutz vor Oxidation; kontrollierte Freisetzung von eingekapselten Inhaltsstoffen (Feuchtigkeit oder pH); Verkleidung testen; Lieferung von nanoverkapselten Nährstoffen, Vitaminen und Aromen; Erregernachweis in Lebensmittelsystemen; Lebensmittelsicherheit; und Qualitätsanalyse. Einige Lebensmittelverpackungsanwendungen umfassten verbesserte Verpackungen (Gas- und Feuchtigkeitsbarrieren, Zugfestigkeit); Verlängerung der Haltbarkeit durch aktive Verpackungen, Nanoadditive, intelligente Verpackungen, Nahrungsergänzungsmittel und kontrollierte Freisetzung; antibakterielle Wirkung von selbstreinigenden Verpackungen; und Überwachung des Produktzustands während des Transports. Anwendungen in Lebensmittelverpackungen gelten als vielversprechend, da sie die Sicherheit und Qualität der Lebensmittel erhöhen können. Zu diesen Anwendungen gehören intelligente Verpackungen, die in der Lage sind, mit dem Lebensmittel zu interagieren. Für Anwendungen der Öl-Nanoverkapselung in der Lebensmittelindustrie wird jedoch normalerweise Fischöl verwendet, und der Zweck der Nanoverkapselung besteht in erster Linie darin, das Öl vor der Lipidoxidation zur Anreicherung von Lebensmitteln zu schützen [34, 38, 40].

Wie zu sehen ist, ist Fischöl das am häufigsten verwendete Öl sowohl in der Mikro- als auch in der Nanoverkapselung. Es ist eine Quelle für ungesättigte und PUFA. Der Mensch kann die meisten Fettsäuren selbst herstellen. Dennoch können die für die menschliche Ernährung essentiellen Omega-6 (n-6) und Omega-3 (n-3) Fettsäuren vom menschlichen Organismus nicht synthetisiert werden. Daher muss der Mensch sie über die Nahrung aufnehmen. Die Einnahme von Pflanzenölen (Speiseölen), einschließlich PUFA, steht im Zusammenhang mit einer geringen Inzidenz chronischer Erkrankungen wie Herz-Kreislauf- oder neurologischen Erkrankungen und einer Abnahme der Krebsraten [3, 69].

Bioaktive Öle werden normalerweise wegen ihrer ernährungsphysiologischen Eigenschaften verwendet, aber eines der Hauptprobleme in Bezug auf ihre Verwendung ist der Verlust von Wirkstoffen während der Lagerung [70]. Dies geschieht, weil bioaktive Öle PUFA und andere sauerstoff-, feuchtigkeits-, wärme- und lichtempfindliche Substanzen (Xanthophylle, Sterine, Carotinoide, Monoterpene, Flavonole usw.) enthalten [71]. Die in oxidierten Ölen gebildeten Produkte umfassen zahlreiche freie Radikale, primäre Oxidationsprodukte wie Lipidhydroperoxide und sekundäre Oxidationsprodukte wie Kohlenwasserstoffe, Aldehyde, Epoxide und Ketone. Einige dieser Produkte können biologisches Gewebe negativ beeinflussen [72]. Durch diese Oxidation gehen die Eigenschaften und der Nährwert des Öls verloren und es entsteht ein unangenehmer Geschmack und Geruch [3].

Die anderen Wirkstoffe in diesen Ölen können antioxidative, entzündungshemmende, antivirale, antibakterielle, krebsbekämpfende und/oder geweberegenerierende Eigenschaften aufweisen [73]. Die Polyphenole und Tocopherole in Ölen weisen eine wichtige antioxidative Wirkung auf. Daher variieren die Eigenschaften und Zusammensetzung der Antioxidantien je nach Öltyp. Dementsprechend enthalten Oliven-, Sonnenblumen-, Argan- und Traubenkernöl hohe Gehalte an antioxidativen Verbindungen [72]. Darüber hinaus trägt auch das Vorhandensein labiler Verbindungen wie Sterine, Carotinoide, Xanthophyll, Flavonole und Monoterpene zum Nährwert und den gesundheitlichen Eigenschaften eines Öls bei [3].

Darüber hinaus sind EOs übliche Pflanzenprodukte, die aus Mischungen biologisch aktiver Materialien bestehen, und sie bieten potenziell bioaktive Verbindungen und neue Molekültemplaten [74, 75]. EOs bestehen aus flüchtigen Sekundärmetaboliten mit antimykotischer, antibakterieller, antioxidativer, entzündungshemmender, antiviraler und krebsbekämpfender Wirkung [76]. Die EO-Effizienz hängt von seiner chemischen Zusammensetzung, seinem Genotyp und den Umwelt- und agronomischen Bedingungen ab [77]. Einige Beispiele für diese Öle sind Thymian-, Lavendel-, Pfefferminz-, Zimt-, Teebaum-, Rosmarin-, Eukalyptus- und Zitronengrasöl sowie einige andere. Diese Öle weisen nachweislich antimikrobielle Eigenschaften auf, sind jedoch extrem anfällig für Oxidation [15, 27, 78].

EOs werden als natürliche bioaktive Moleküle klassifiziert, die für die Hemmung des Wachstums von lebensmittelbedingten Krankheitserregern geeignet sind. Der direkte Einbau von EOs in Lebensmittel stellt jedoch aufgrund der hohen Flüchtigkeit einiger EO-Bestandteile, der Schwierigkeit des Einbaus von EO in wässrige Formulierungen und der Möglichkeit drastischer Veränderungen der sensorischen Eigenschaften von Lebensmittelprodukten technologische Herausforderungen dar. Unter den Komponenten, die antimikrobielle Aktivität zeigen, wurden Oregano, Carvacrol, Thymol und γ-Terpinen in Lebensmitteln verwendet.

Einige ätherische Öle wurden verwendet, um die mikrobielle, sensorische und chemische Qualität von Lebensmitteln wie Fleisch, Hühnchen und Fruchtsäften zu verbessern [28, 79, 80, 81]. Ghaderi-Ghahfarokhiet al. [28] nanoverkapseltes ätherisches Thymianöl und verwendet es in Rindfleischburger. Sie beobachteten, dass der Verkapselungsprozess die Haltbarkeit des ätherischen Thymianöls verbesserte und die Verdampfung von Wirkstoffen zu Beginn der Lagerung minimierte. Darüber hinaus könnte die langsame Freisetzung des ätherischen Thymianöls während der Lagerung die antioxidative und antimikrobielle Aktivität des Öls bis zum Ende der Kühllagerung aufrechterhalten oder sogar erhöhen. Darüber hinaus gab es positive Veränderungen der Rötung und des Oxymyoglobin-Gehalts von Burgern im Vergleich zu denen der Kontrollen, und freies ätherisches Thymianöl verbesserte die Akzeptanz und sensorische Qualität von Rindfleischburgern.

Es gibt Studien, die ätherische Öle in Lebensmitteln als natürliche Konservierungsstoffe verwendet haben, um die Lebensmittelsicherheit und -qualität zu verbessern und schädliche synthetische Lebensmittelkonservierungsmittel zu ersetzen [49, 82]. Herculanoet al. [82] verkapselten Eukalyptus und bestimmten die antimikrobielle Wirkung der beladenen Nanopartikel auf Listeria monocytogenes und Salmonella enteritidis Bakterien. Die Autoren beobachteten, dass die bakterizide Wirkung der Nanopartikel gegen grampositive Bakterien wirksamer war als gegen gramnegative Bakterien, da das nanoverkapselte Öl eine erhöhte Aktivität gegen S . aufwies . Enteritidis; Diese Nanopartikel können in Lebensmitteln zur natürlichen Konservierung verwendet werden.

Cashewgummi (CG), dessen Struktur dem arabischen Gummi ähnelt, ist ein Heteropolysaccharid, das aus dem Exsudat von Anacardium occidentale extracted gewonnen wird , ein Baum, der in der brasilianischen Nordostregion verbreitet ist. Cashewgummi kann mit Wasser interagieren und somit als Stabilisator, Emulgator und Klebstoff wirken und könnte ein guter Ersatz für das teurere Gummi Arabicum sein. CG wurde von Herculano et al. [82] zum Einkapseln von Eucalyptus staigeriana ätherisches Öl (ESO) und der Durchmesser (nm) und das Zetapotential (mV) der Kapseln aus der Formulierung betrugen F1:153,80 ± 8,20 bzw. – 24,50 ± 0,45; F2:27,70 ± 3,42; − 14,47 ± 1,42 und F3:432,67 ± 41,47; − 10,45 ± 0,21. Diese Formulierungen setzten sich zusammen aus F1:CG:ESO = 2:1; ESO:Tween 80 = 2:1; F2:CG:ESO = 4:1; ESO:Tween 80 = 2:1; F3:CG:ESO = 2:1; ESO:Tween 80 = 1:1. Die Proben F1 und F2 zeigten eine unimodale Verteilung, während F3 eine bimodale Verteilung aufwies (Nano- und Mikropartikel).

Nanoencapsulation Methods Applied in Different Oils

In this review, 11 studies that used nanoencapsulated oils in the food industry were analyzed [10, 16, 35, 37, 38, 83,84,85,86,87], and 1 figure, Fig. 3 was made that describes the technologies, nanoencapsulated oils, and wall materials used. Generally, there are many methodologies for the production of nanocapsules containing oils, such as emulsion-diffusion [16, 38, 85], emulsification-solvent evaporation [83], high-shear emulsification [10, 87], spontaneous emulsification [84, 88], homogenization [37], spray drying [35], and the emulsion supercritical fluid extraction process [86] (Fig. 3a). In general, the techniques are similar, with some particular similarities between each of them.

Proposal and techniques (a ), employed oils (b ), and wall materials (c ) of some studies using oil nanoencapsulation in food

In emulsion-diffusion, an emulsion is produced after a dilution causes the deposition of a polymer around the droplets, whereas in emulsification-solvent evaporation, an emulsion is formed with a polymer solution and an aqueous phase. The solvent is evaporated at the end of both techniques. High-shear homogenization, or microfluidization, is a kind of high-energy emulsification which uses microfluidizers to create mechanical shear. This equipment works by dividing a liquid jet into two parts. Every part passes through a narrow opening. Normally, emulsions with a diameter greater than 1 μm are first formed by other methods, after which their sizes are then reduced in a microfluidizer [3].

Spontaneous emulsification, or low-energy emulsification or self-emulsification, is a process which depends on different variables:interfacial and bulk viscosity, interfacial tension, phase transition region, and surfactant structure and concentration because the emulsion is formed spontaneously as a result of the low interfacial tension from high surfactant levels. In the homogenization (nonspecific name) technique, the emulsion is composed of an organic phase, which has a surfactant, organic solvent and oil, and of an aqueous phase, which is composed of water and a polymer. The organic phase is added dropwise to an aqueous solution. Then, the solvent is removed by a vacuum process [37].

The spray dryer technique is based on dissolving or dispersing the active ingredient in a biopolymer solution. Then, the dispersion is atomized in a heated air chamber that rapidly removes the solvent and produces a dried particle consisting of the active ingredient embedded in a porous wall material [31]. The supercritical fluid extraction of emulsions (SFEE) technique is based on the use of supercritical carbon dioxide (CO₂ ) to rapidly extract the organic solvent from an oil-in-water emulsion, in which a bioactive compound and its coating polymer have been previously dissolved. By removing the solvent, both compounds precipitate, generating a suspension of particles in water [86].

In addition to that in oil microencapsulation, the oil usually used in nanoencapsulation is fish oil [16, 35, 38, 86] (Fig. 3b). However, sunflower oil [85], roasted coffee oil [83], HOPO [10], thyme oil [87], garlic essential oil [84], rice bran oil [88], and chia oil [37] are also used (Fig. 3b).

Oil nanocapsules have been produced with the application of different wall materials (Fig. 3c), depending on the usage and kind of oil to be nanoencapsulated. Unlike oil microencapsulation, oil nanoencapsulation does not usually involve wall material mixtures. Usually, the wall material is used alone because the particles formed must have a size of 1000 nm, and, as there is a larger contact surface, the fewer the compounds in the nanocapsule formulation the better the interaction is among the compounds, ultimately favoring the particle size.

The wall materials most used in the techniques are biodegradable polymers. Some usual wall materials used in oil nanoencapsulation are polycaprolactone [16, 38, 86, 88], whey protein [10, 35], sodium caseinate [87], chia seed mucilage [37], maltodextrin, or modified starch [35] (Fig. 3c). Some authors did not report the wall material used in their study [88], probably because of the spontaneous emulsification technique that was employed.

Wall material is chosen according to the size of the required nanoparticles, aqueous solubility and stability, and other factors. Among polymers, most of the wall material utilized is poly(ε-caprolactone) (PCL). PCL is a polymer obtained through the ring-opening polymerization of the cyclic monomer Ɛ-caprolactone utilizing cationic or anionic, coordination, or the radical catalysts mechanism. This polymer is semicrystalline, and its crystallinity is directly associated with its molecular weight. It is soluble in inorganic solvents and has a good blend compatibility that provides a transformation of chemical properties, such as solubility and porosity, and it presents a low melting point (59–64 °C). Furthermore, PCL is a synthetic, biocompatible, and fully biodegradable polymer that has a semi crystalline nature (glass transition temperature of 213 K). It is approved for drug delivery by the Food and Drug Administration (FDA). Due to its slow degradation, PCL is ideally suited for long-term delivery or when a targeted delivery to the intestinal tract is intended. PCL has a high hydrophobicity, high in vitro stability, and low cost [87]. Usually, PCL is utilized in the emulsion-diffusion method and supercritical fluid extraction of emulsions, especially for fish oil encapsulation [16, 86].

Whey protein may also be applied to nanoencapsulate bioactive compounds such as oils because of its functional characteristics, such as its surface activity, gelation, shielding, and protective properties, e.g., biocompatibility and biodegradability [58]. Ricaurte et al. [10] applied HOPO and obtained nanocapsules with whey protein from microfluidization, confirming that this methodology was able to create stable nanocapsules with a diameter of 163 nm.

After synthesis, the basic characterization of the oil nanoparticles is determined by important parameters, such as the size, polydispersity index (PDI), and zeta potential. The size and size dispersion of nanocapsules are important because of their ability to transform the physicochemical and pharmaceutical behaviors of the encapsulated ingredients [58].

Nanoparticle size, also named the mean diameter or z-average, may be established by several methods, such via laser diffraction (LD) and a Coulter counter; however, the most applied technique is dynamic light scattering (DLS) [58, 89], which allows the description of particle size distribution and destabilization phenomena. Nevertheless, it is not very precise when used with large size differences; it is noted that particles larger than 1 μm will be subject to gravitational movement in addition to Brownian motion, which makes this technique suitable for the characterization of particles only < 1 μm.

For nanoencapsulated oils, the diameter size is usually between 100 and 1000 nm [10, 16, 35, 37, 38, 83, 85, 87] or less than 100 nm [84, 86,87,88]. Diameters larger than 1000 nm were found by Ricaurte et al. [10]; those authors reported diameters between 163 and 2268 nm using the microfluidization method and whey protein as a wall material in the nanoencapsulation of HOPO.

Size dispersion is indicated as the PDI, an index that describes the particles uniformity in suspension; PDI values between 0.1 and 0.25 [10, 38, 87, 88] indicate a small size distribution, and PDI values higher than 0.5 indicate a broad distribution [50]. Although some authors, such as Choi et al. [16], Campo et al. [37], and Jafari et al. [35], did not report PDI, it is a good parameter for characterizing nanoparticles when used with particle size and zeta potential. Campo et al. [37] did not perform PDI analysis, but they found a bimodal figure in one of the diameter size results, suggesting the presence of nano and microparticles; if PDI was performed, the values would likely be greater than 0.25.

Zeta potential is a physical characteristic that is shown by particles in suspension, macromolecules, or substance surfaces; it corresponds to the nanoparticle’s electrical potential, as influenced by the nanocapsule ingredients and the medium in which they are distributed. This parameter is widely applied to indicate suspension stability in colloidal dispersions, where zeta potential values higher than 30 mV and lower than − 30 mV promote high stability and prevent particles aggregation [90]. The majority of the studies examined here obtained results between these values (30 mV and − 30 mV) [10, 37, 38, 84, 85]. Some authors, such as Choi et al. [16], Freiberger et al. [83], Bernardi et al. [88], Jafari et al. [35], and Pietro and Calvo [86], did not report the zeta potential.

For nanoencapsulated oils, the zeta potential is usually variable because of wall material characteristics. Campo et al. [37] obtained a zeta potential of − 11.58 ± 1.87 mV for encapsulated chia oil with chia seed mucilage as wall material. Nanoparticles of anionic gums, such as chia seed polysaccharide and cashew gum, can present negative zeta potential due to the presence of carboxylic acids groups in the carboxylate form (-COO-) that generates negative charges [82].

Another important analysis for the characterization of nanoparticles is Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), which is a technique used to obtain an infrared spectrum of the absorption or emission of a solid, liquid or gas. An FTIR spectrometer simultaneously collects high spectral resolution data over a wide spectral range. This provides a significant advantage over a dispersive spectrometer, which measures intensity over a narrow wavelength range. FTIR is a less intuitive way to obtain the same information. Usually, oil nanoparticles are used in the transmittance mode, operating with wavelengths between 400 and 500 and 4000 cm ⁻¹ and a resolution of 4 cm ⁻¹ [37, 84, 91].

Based on FTIR analysis, it is possible to physically perceive the interactions that take place between the nanoparticle components; for example, the FTIR results of nanoencapsulated garlic essential oil showed the characteristic Tween 80 (the emulsifier used) peaks. This phenomenon could be related to coverage in the garlic oil nanoemulsion spectrum due to the stretching vibration of the extracted garlic bands. The band at 1325–1450 cm ⁻¹ showed the presence of S=O, and the band at 1675–1600 cm ⁻¹ showed a -C-C=C symmetric stretch, both of which are present in garlic EO compounds [84].

Incorporation of Nanoencapsulated Oils into the Food Market and Patent Application

According to the House of Lords [92], food currently contains structures at the micro and nanoscale. Fruit juice is composed by plant material that was built from nanoscale ingredients, while Bailey’s Irish Cream contained nanoemulsions with an average droplet size of 190 nm. Margarine had water droplets smaller than 10 μm across, with even smaller fat crystals interspersed in them. The naturally occurring nanomaterials found in food ranged from particles smaller than 100 nm found in drinks such as tea, beer, and coffee to protein structures of approximately 300 nm found in eggs or soy to larger oil particles of approximately 800 nm found in substances such as milk. All fresh and processed food was structured at the nanoscale, and consequently, the body evolved over time to deal with nanoscaled materials.

Few studies have been performed on the incorporation of nanotechnology incorporation into trade [65]. Furthermore, no products that contained oil nanoencapsulation were found in the market. However, there are numerous oil microencapsulation products that can be found in trade, and there is an article that highlights this information [93]. This finding may be attributed to the fact that, in general, nanotechnology is relatively new, and it is a relatively complex technology to employ. However, it is possible to notice some similarities between the methods used for the micro and nanoencapsulation of oils. In addition, the regulation gap in nanotechnology raises some uncertainties about the use of this technology in the market.

Concerning nanotechnology regulation, there are a number of ongoing EU research projects aimed at addressing all aspects of nanosafety, including toxicology, ecotoxicology, risk assessment, exposure assessment, mechanisms of interaction, and standardization. Examples of ongoing EU projects include the NanoLyse project, which is dedicated to the development of analytical tools for the detection and characterization of engineered nanoparticles in food, and the NanoReTox project, which seeks to address the human health and environmental implications of exposure to engineered nanoparticles [94]. However, regulatory institutions such as the Environmental Protection Agency (EPA) and the Food and Drug Administration (FDA) in the USA or the Health and Consumer Protection Directorate of the European Commission have started addressing the potential risks posed by nanoparticles. So far, neither engineered nanoparticles nor the products and materials that contain them are subject to any special regulation regarding production, handling, or labeling.

Although there is no specific nanoparticle regulation, there are some food industry patent documents deposited in different countries. WO2018029626, a patent application from Argentina, focused on chia oil with an edible nanoemulsion. It described a chia oil nanoemulsion comprising between 10 and 20% of chia oil (Salvia hispanica L. ), between 2 and 5% of polysorbate, between 0.5 and 5% of at least one emulsifier other than the polysorbate, between 0.05 and 0.2% of at least one antioxidant, and water. Formulations of edible chia oil nanoemulsions used in transparent drinks and desserts, such as juices and jellies, were disclosed [95]. A patent application from the Republic of Korea, KR20160005182, focused on cinnamon oil nanoemulsions to inhibit the development and increase of dangerous food microorganisms. Furthermore, this invention could not only be used for food additives, food packaging materials, preservatives, etc. but also be utilized in the pharmaceutical and cosmetic industries [96]. A mustard oil nanoemulsion application patent from China, CN103315956, was prepared to alleviate the pungent smell of mustard oil to avoid volatilization, and the mustard oil may be used for bacterial resistance in food and drugs [97]. Wang Weichun Feng Wei submitted an application patent from China, CN103750050, describing a palm oil nanoemulsion that solved the problems of high grease costs, low absorption rates, low oil content in the existing prepared palm oil nanoemulsions, large granularity, poor stability, long production periods, high equipment investments, and high production costs in existing young animal feeds. The palm oil nanoemulsion was prepared by mixing an emulsifier with palm oil, cutting and emulsifying the mixture, and ultrasonically performing cell breaking in the mixture. The process was simple, the entire reaction process was easily controlled, the entire process production period was short, the equipment investment and production costs were low, the oil content of the produced nanoemulsion was high, the distribution granularity was small, the stability was good, and the digestion by livestock increased [98].

There is a growing trend of oil nanoencapsulation patent applications, indicating that many innovations have been made and attesting to the technology the global market.

Conclusion

Nanoencapsulation is well-established for oil preservation. It offers a plethora of advantages, including the effective protection of the encapsulated oil against degradation, the possibility of accurate control of the oil release, easy administration, and avoidance of the evaporation of the volatile components. Moreover, nanoencapsulation may be achieved by a variety of techniques. Technique selection will depend on the physicochemical characteristics of the active compounds, the processing conditions, particle size and density necessary to incorporate the oil properly into the final product, the mechanism of release, and the cost constraints. Although there currently are not many oil nanoencapsulation products in the food market, there is no doubt that if boosted by recent remarkable scientific advances, new approaches in oil nanoencapsulation will soon be considered in the application of oils in food additives and nutritional supplements, and patents application will continue to increase.

Abkürzungen

CG:

Cashew gum

CO₂ :

Carbon dioxide

DHA:

Docosahexaenoic acid

DLS:

Dynamische Lichtstreuung

EOs:

Essential oils

EPA:

Eicosapentaenoic acid

ESO:

Eucalyptus staigeriana essential oil

FA:

Ferulic acid

FDA:

Food and Drug Administration

FTIR:

Fourier-transform infrared spectroscopy

HOPO:

High-oleic palm oil

LD:

Laser diffraction

n-3:

Omega-3 fatty acids

n-6:

Omega-6 fatty acids

PCL:

Poly(ε-caprolactone)

PDI:

Polydispersity index

PUFA:

Polyunsaturated fatty acids

SFEE:

Supercritical fluid extraction of emulsions

SLN:

Solid lipid nanoparticles

Toc:

Tocopherol

US EPA:

United States Environmental Protection Agency

UV:

Ultraviolet radiation