Fe(Ⅱ)交联乳清蛋白纤维/ι-卡拉胶复合凝胶：一种pH响应型铁控释递送系统的构建与特性研究

本研究创新性地构建了基于乳清蛋白纤维（WPF）和ι-卡拉胶（IC）的Fe2+交联复合凝胶体系，通过静电相互作用形成三维网络结构，显著提升铁离子的胃肠靶向释放性能（胃部释放<35%，肠段累积释放3 μg/mL）和抗氧化稳定性（ABTS清除率97.7%），为解决铁强化食品中生物利用度低、氧化不稳定等核心问题提供了新策略。

　　

Highlight
离子交联是构建水凝胶的关键策略。本研究开发的ι-卡拉胶（IC）与乳清蛋白纤维（WPF）复合体系中，Fe²⁺的引入有效中和了二者在pH 7.0时的静电排斥，通过金属配位作用形成"蛋盒"结构（egg-box），显著增强凝胶机械强度。

宏观形态
当WPF与IC质量比为1:3时，复合凝胶展现出最优的三维网络结构，持水力（WHC）>93%。流变学分析显示储能模量（G'）始终高于损耗模量（G''），证实其类固体粘弹性特征。

pH响应特性
扫描电镜（SEM）观察到凝胶在模拟胃肠环境中的动态形貌变化：胃液（pH 2.0）条件下网络收缩保护铁离子，而肠液（pH 7.4）时溶胀促进释放。这种智能响应行为与WPF纤维化过程中暴露的氧化还原活性残基（半胱氨酸Cys、酪氨酸Tyr）密切相关。

抗氧化活性
ABTS自由基清除实验揭示，复合凝胶的抗氧化效率高达97.7%，显著优于单一组分。这归因于Fe²⁺-硫醇基团的配位作用形成的电子传递通路，以及IC硫酸酯基团的协同作用。

体外释放动力学
在模拟消化模型中，该系统展现出理想的控释曲线：胃阶段2小时内Fe²⁺释放率<35%，而肠道阶段最终累积释放量稳定在3 μg/mL，完美实现"胃部保护-肠道靶向"的双重功能。

结论
通过Fe²⁺介导的静电交联，WPF-IC复合凝胶成功构建了兼具高机械强度和pH响应特性的铁递送平台。该体系突破传统铁剂易氧化、刺激胃肠等局限，为营养强化食品开发提供了创新解决方案。