《Journal of Food Engineering》：Engineering hydrogel beads from milk fat globule membrane and sodium alginate for enhanced probiotic delivery
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•表征了MFGM与SA之间的协同相互作用。•将MFGM和SA复合物制备为保护性基质。•MFGM-SA水凝胶微珠显著提高了益生菌在肠道中的存活率。•MFGM-SA水凝胶微珠改善了益生菌的储存稳定性。引言尽管益生菌在功能性食品中具有广泛的应用潜力，但其活性在加工、储存及胃肠道转运
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表征了MFGM与SA之间的协同相互作用。
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将MFGM和SA复合物制备为保护性基质。
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MFGM-SA水凝胶微珠显著提高了益生菌在肠道中的存活率。
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MFGM-SA水凝胶微珠改善了益生菌的储存稳定性。
引言
尽管益生菌在功能性食品中具有广泛的应用潜力，但其活性在加工、储存及胃肠道转运过程中易因热、酸性环境和胆盐的作用而降低。因此，包埋技术被广泛用于提高其稳定性和递送效率。研究表明，包埋可提高益生菌对胃酸和胆盐的耐受性，从而增强其在肠道中的定植能力和竞争力（Li等，2016；Xin等，2025）。此外，复合包埋体系相比单一组分材料展现出更优的结构稳定性和保护性能（Cao等，2024），表明包埋材料的合理选择与结构优化是提高益生菌递送效果的关键。
乳脂肪球膜（MFGM）是一种富含磷脂、糖蛋白和生物活性脂质的天然三层膜结构（McManaman等，2007），具有优异的生物相容性和界面特性，是食品级递送系统的理想候选材料。已有研究表明，MFGM通过稳定细胞膜和调节细菌生理响应，可增强益生菌对胆盐和胃肠道应激的耐受性（Zhang等，2020；Zhang等，2024a,b）。此外，MFGM成分与益生菌之间的相互作用可协同促进人体健康，因为MFGM中的糖蛋白和神经节苷脂可耐受上消化道消化，并为远端肠道微生物提供可发酵底物（Kosmerl等，2021；Lee等，2018）。MFGM已成功应用于乳液型和电纺包埋体系以提高益生菌存活率（Ji等，2025a,b；Wang等，2024a,b）。然而，其在水凝胶递送系统中的应用仍然有限，将MFGM整合到多糖基水凝胶中可能是构建强韧复合网络并提高益生菌递送效果的有前景的策略。
海藻酸钠（SA）是一种广泛使用的天然多糖（Yi等，2021），可通过与Ca2?等多价阳离子的离子交联快速形成水凝胶，产生稳定的三维"蛋盒"网络结构（Li等，2021；Wang等，2025a,b；Yang等，2025a,b）。SA还具有凝胶化快速、成本低廉和易于加工的特点（Murab等，2022）。然而，单一组分SA基水凝胶通常表现出较低的机械强度、松散的网络结构以及对环境胁迫的耐受性有限，从而削弱了其保护效率，凸显了对结构更坚固、功能更完善的复合水凝胶系统的需求。
本研究提出了一种基于MFGM和SA的双网络水凝胶体系，利用蛋白质-多糖相互作用优化网络结构并增强益生菌包埋效果。系统评估了MFGM与SA质量比对水凝胶微观结构、理化性质及益生菌存活率的影响，并在模拟胃肠道条件、热加工和储存条件下评价了其保护性能。所开发的MFGM-SA水凝胶微珠在益生菌强化食品（尤其是热处理乳制品和货架期稳定的功能性食品）中具有广阔的应用前景，为提高益生菌在工业加工、储存和分销过程中的稳定性提供了一种实用策略。
章节摘要
材料
乳脂肪球膜-10（MFGM，蛋白质69-76%，脂肪16-22%）购自Arla食品原料集团（丹麦维比）。海藻酸钠（SA，食品级）购自青岛明月海藻集团有限公司（中国青岛）。乳双歧杆菌GG（LGG）（ATCC 53103）购自中国工业微生物菌种保藏中心（中国北京）。无水氯化钙和柠檬酸钠购自天津市瑞金特化工有限公司（中国天津）。其他试剂为
Zeta电位分析
Zeta电位是分散体系稳定性的重要指标，pH值对其具有显著影响。MFGM中蛋白质和极性脂质的电荷变化会影响分散体系的稳定性和pH值（Lopez等，2017）。MFGM（10:0）溶液的ζ电位从正值（pH 2.0时为+20.47 ± 2.64 mV）转变为负值（pH 7.0时为-26.32 ± 3.62 mV），表明发生了表面电荷反转（图1A）。相反，SA（0:10）溶液始终呈现负表面
结论
本研究成功构建了一种基于乳脂肪球膜（MFGM）与海藻酸钠（SA）复合水凝胶的益生菌递送系统，实现了对乳双歧杆菌GG（LGG）的高效包埋和胃肠道靶向保护。确定MFGM:SA = 8:2为最佳配比，包埋效率超过80%，在酸应激、胆盐、热处理及
CRediT作者贡献声明
Wang Yan（王燕）：初稿撰写、方法论、形式化分析、数据整理。Hou Jiayi（侯嘉怡）：调查研究、概念化设计。Zhai Yuyang（翟雨阳）：软件、调查研究。Wang Jiaxu（王嘉旭）：可视化、验证。He Shuangshuang（何双双）：验证、软件。Zhao Tiejun（赵铁军）：概念化设计。Xie Shuangyu（谢双雨）：软件。Wang Zhiwei（王志伟）：调查研究。Zhang Lili（张丽丽）：论文审阅与编辑、监督指导、资源支持、项目管理、经费获取、概念化设计。Xu Qian（许倩）：资源支持、项目管理，
利益冲突声明
作者声明，他们不存在可能影响本论文所述工作的已知经济利益冲突或个人关系。
致谢
本研究得到国家自然科学基金（32560567）的资助。
王 Yan|侯 Jiayi|翟 Yuyang|王 Jiaxu|何 Shuangshuang|赵 Tiejun|谢 Shuangyu|王 Zhiwei|张 Lili|许 Qian
