基于pH响应型桑桑木素-壳聚糖核壳水凝胶微球的姜黄素生物利用度协同提升：一种用于肠道靶向递送的战略性制剂

《Food Chemistry》：Synergistic enhancement of curcumin bioaccessibility via pH-responsive sanxan-chitosan core-shell hydrogel beads: a strategic formulation for intestinal-targeted delivery

　　

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  姜黄素被高效地封装在Cur-SAN@CS中，封装效率接近100%。
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  Cur-SAN@CS显著提升了姜黄素的光稳定性和热稳定性。
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  通过设计pH敏感型水凝胶微球，可以控制姜黄素的释放。
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  Cur-SAN@CS在胃环境中仍能保持高度稳定性，便于姜黄素释放。
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  Cur-SAN@CS有效提升了姜黄素的生物利用度。

引言

随着人们对功能性食品需求的增加，具有健康促进作用的生物活性化合物受到了广泛关注（Henao-Ardila, Quintanilla-Carvajal, & Moreno, 2024）。姜黄素是一种从姜黄中提取的天然多酚，因其具有抗氧化、抗炎等生物活性而备受重视（Tabanelli, Brogi, & Calderone, 2021）。然而，由于姜黄素的水溶性较差，且在光、热以及中性或碱性条件下容易降解，其口服生物利用度较低，这限制了其在食品和药品中的应用（Gao et al., 2026; Yihang Lin, Xu, & Gao, 2024）。因此，开发合适的递送系统以提高姜黄素的稳定性和在胃肠道中的表现仍是一个重要的研究课题（Henao-Ardila et al., 2024）。

在各种口服递送载体中，由天然生物聚合物制成的水凝胶微球因具有生物相容性、制备条件温和以及释放行为可调控等优点而被广泛研究（Yang, Khongkomolsakul, Dadmohammadi, & Abbaspourrad, 2025; Zhang et al., 2025a; Zhao et al., 2025）。尤其是pH响应型系统，非常适合用于胃肠道递送，因为它们能够避免在胃中过早释放，从而促进在肠道中的释放（Athipornchai, Pabunrueang, & Trakulsujaritchok, 2024; Mao et al., 2023）。壳聚糖是一种具有良好生物相容性、可生物降解性以及pH响应特性的阳离子多糖，常被用作口服递送系统的外层保护层（Wu, Sun, Jiang, Li, & Pang, 2021; Zhang et al., 2025b）。先前的研究表明，以壳聚糖为基质的核壳结构，尤其是与海藻酸和黄原胶等阴离子多糖结合使用的结构，能够提升载体的稳定性并调控释放行为。在此背景下，阴离子基质的性质对于决定微球的形成、在胃肠道中的稳定性以及释放性能至关重要。

桑桑粉是一种食品级阴离子细菌多糖，具有高粘度、耐酸性成胶能力以及乳化性能（Huang et al., 2016; Wu et al., 2022）。不过与海藻酸和黄原胶相比，桑桑粉在口服递送系统中的应用研究相对较少。目前所报道的基于桑桑粉的微球多为单组分酸固化体系，虽然制备简单，但在胃肠道环境，尤其是在肠道中，其结构稳定性可能较差，且释放控制效果不足（Davarc?, Turan, Ozcelik, & Poncelet, 2017; Lin et al., 2025; Lu et al., 2022）。因此，本研究并非旨在提出一种新的多糖基核壳微球组装原理，而是探讨作为一种尚未被充分研究的阴离子基质，桑桑粉在与壳聚糖结合使用时，是否能在姜黄素封装、胃部保护以及肠道释放方面发挥积极作用。在此背景下，桑桑粉-壳聚糖体系的意义在于明确桑桑粉是否可以作为壳聚糖基核壳载体中一种实用的新型阴离子基质。

据此，研究人员制备了桑桑粉-壳聚糖核壳水凝胶微球，并系统研究了桑桑粉浓度、壳聚糖浓度、pH值、固化时间以及姜黄素负载量对微球性能的影响。随后，对这些制备得到的Cur-SAN@CS微球在形态、分子间相互作用、热稳定性、封装行为、膨胀性能、体外释放情况以及姜黄素生物利用度等方面进行了进一步评估。本研究旨在阐明桑桑粉-壳聚糖体系的结构-性能-功能关系，同时评估桑桑粉作为阴离子基质在递送疏水性生物活性物质到胃肠道中的应用潜力。

章节要点

材料

食品级桑桑粉由河北丰川生物科技有限公司提供（中国河北）。该物质的分子量为4.08×10⁵ Da，分子量分散值为1.07。壳聚糖（CAS编号：9012-76-4，脱乙酰度≥95%，粘度为100–200 mPa·s，分子量为1.00×10⁶ Da）以及2,2-二苯基-1-苦基肼（DPPH）则购自美国密苏里州圣路易斯的Sigma-Aldrich化学公司。姜黄素则由

SAN@CS的表征分析

在酸性条件下，桑桑粉中带负电荷的羧基（-COO-）与壳聚糖中带正电荷的氨基（-NH³⁺）之间通过静电作用结合，同时它们的羟基（-OH）之间还会形成氢键，从而形成SAN@CS结构。这种结构的形成及其性质受到三个优化参数的显著影响：桑桑粉浓度、壳聚糖溶液的浓度和pH值以及固化时间。该形成机制的示意图见

结论

本研究成功开发出了具有pH响应功能的桑桑粉-壳聚糖核壳水凝胶微球，可用于姜黄素的递送。通过优化制备条件，当壳聚糖含量为0.2%，pH值为2.0，固化时间为60分钟时，所制备的微球具有适宜的形态和机械性能。这些Cur-SAN@CS微球在形成过程中能够有效保留姜黄素，其封装效率超过99.80%，同时还提升了姜黄素的光稳定性和热稳定性。研究未检测到姜黄素的释放现象

作者贡献说明

张建西：原文撰写、可视化处理、软件应用、数据整理、概念设计。陈志勇：方法设计、实验研究、定量分析、数据整理。徐璐：原文润色、实验研究、定量分析。王友平：实验研究、数据整理。唐俊杰：原文润色、定量分析。曾欣欣：软件应用。吕伟：实验研究。张浩：原文润色、资源协调。庞杰：原文润色。吴春华：原文撰写——

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。

致谢

本研究得到了中国国家重点研发计划（2023YFD2100600）以及福建农林大学科技创新专项基金项目（项目编号：108-KFB23129A）的支持。

Jianxi Zhang|Zhiyong Chen|Lu Xu|Youping Wang|Junjie Tang|Xinxin Zeng|Wei Lv|Hao Zhang|Jie Pang|Chunhua Wu