综述：基于壳聚糖的先进生物聚合物系统用于益生菌微囊化：稳定性增强与靶向释放策略

这篇综述系统阐述了壳聚糖（chitosan）基生物聚合物在益生菌微囊化（microencapsulation）中的创新应用，重点解析了其与藻酸盐（alginate）、明胶（gelatin）等材料的协同效应，以及纳米技术、刺激响应涂层等前沿方法如何提升益生菌在功能性食品和精准治疗中的稳定性与靶向递送效率。

　　

Abstract

Context

益生菌微囊化是一种通过生物相容性聚合物基质包裹活菌的保护性技术。随着功能性食品和精准医疗的发展，如何克服胃酸、胆盐等环境胁迫成为关键挑战。

Objective

本文聚焦壳聚糖及其复合生物聚合物体系，探讨其在提升益生菌存活率、控制释放行为方面的最新突破。

Methods

通过整合纳米包埋（nano-encapsulation）、pH响应涂层等技术，结合人工智能（AI）辅助配方设计，构建了具有环境适应性的智能递送系统。特别关注壳聚糖-藻酸盐（chitosan-alginate）双层结构通过静电相互作用形成的"分子栅栏"，可将益生菌存活率提升至90%以上。

Results

• 复合体系增效：明胶（gelatin）的引入使微囊机械强度提高2.3倍，而果胶（pectin）修饰显著改善结肠靶向性

• 技术创新：纳米纤维静电纺丝技术实现78±5%的封装效率（encapsulation efficiency, EE），磁响应涂层实现外场控释

• 瓶颈突破：通过甲基化修饰削弱壳聚糖对乳杆菌（Lactobacillus）的抑制作用，菌株特异性包埋方案使存活率差异缩小至<15%

Conclusions

当前体系仍面临规模化生产成本高（较传统方法增加40-60%）、部分菌株释放动力学不稳定等问题。未来方向包括：

1）开发基于肠道菌群图谱（gut microbiota profile）的个性化微囊

2）利用CRISPR-Cas9技术工程化改造益生菌-载体相互作用界面

3）发展可食用电子传感器（edible biosensor）实时监测释放过程