姜黄素(Cur)在食品工业中得到了广泛应用,并因其出色的抗氧化、抗炎和抗菌活性而受到广泛关注(Cui, Gao等人,2024;Devi等人,2025)。然而,其极低的水溶性和较差的口服生物利用度严重限制了其实际应用(Ding等人,2023;Hou等人,2022)。为了解决这些问题,大量研究集中在纳米封装上,作为一种提高姜黄素稳定性、溶解度和靶向输送的优选策略(Han, Zhang等人,2024;Jiang等人,2020)。尽管取得了这些进展,但大多数报道的纳米封装主要关注输送效率,而在平衡制备简单性、低能耗、无有机试剂和高负载能力方面仍存在不足。
包括纳米颗粒和静电纺丝纳米纤维在内的纳米结构化策略,已经显示出增强不同极性生物活性化合物的包封、稳定性和输送效率的强大潜力(Castro-Muñoz等人,2024;Ferreyra-Suarez等人,2024)。然而,常见的制备方法,如抗溶剂沉淀、抗溶剂共沉淀和溶剂蒸发法,通常依赖于有机溶剂或能耗较高的设备,存在易燃性风险、溶剂残留问题以及较低的载药能力(Liu等人,2022;Wei等人,2020)。这些缺点限制了其在儿童、孕妇、患者以及因宗教原因不能摄入含酒精食品的人群中的使用(Pan & Zhong,2016)。相比之下,pH驱动方法通过简单的pH调节实现纳米颗粒的自组装,无需复杂的设备或有机溶剂(Li等人,2022;Yuan等人,2023)。值得注意的是,基于单壁材料的pH驱动策略是一种新兴且未充分探索的方法,它克服了配方简单性和负载效率之间的常见矛盾,有效解决了低负载能力的问题(Yuan, Ma, Zhang, Wang, & Xu,2022;Yuan, Zhang, Ma, Wang, & Xu,2022)。
最近的研究强调了生物活性成分的协同效应,这可以显著提高治疗效果(Du等人,2025;Shen等人,2025)。特别是,多酚与益生菌的结合显示出比单独成分更强的生物活性和更好的肠道微生物群调节效果(Gao等人,2024;Xu等人,2024)。然而,与上述多酚类似,益生菌也容易受到环境因素的影响,在从加工到胃肠道传输的过程中会失去活性(Ge等人,2024;Han, McClements等人,2024;Pan等人,2025)。因此,提高益生菌的存活率对于最大化其治疗效果至关重要。共封装是一种有前景的策略,可以克服这些挑战(Ma等人,2024;Ma等人,2025;Sharma等人,2024)。尽管已经提出了几种共封装策略,但开发同时确保生物活性输送、细胞存活率和感官可接受性的益生菌兼容系统仍然是一个关键挑战。纳米涂层方法特别有助于克服上述挑战(Gao等人,2025;Wu等人,2025)。
壳聚糖(CS)是唯一天然存在的阳离子多糖(Shi等人,2024;Szulc & Lewandowska,2023)。通过脱乙酰化获得的CS具有无毒、可生物降解和生物相容等优点(Chen等人,2023;Chignola等人,2022;Muñoz-Nuñez等人,2024)。CS和多酚都在改善纳米结构系统的物理化学性能方面发挥着关键作用:CS增强了机械强度、屏障性能和生物相容性,而多酚则提供了抗氧化和抗菌功能(Eranda等人,2024;Lin等人,2025;Siddiqui等人,2024)。此外,评估CS基纳米颗粒在不同条件(如pH值和温度)下的稳定性对于确保其在实际环境中的功能至关重要(Saberi Riseh等人,2023;Wang & Jiang,2019)。
在这种情况下,本研究首次选择CS来制备pH驱动的载姜黄素正电荷纳米颗粒,然后基于静电吸引原理将其应用于益生菌的纳米涂层。这些纳米颗粒通过纳米颗粒尺寸分析仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)进行了表征。评估了关键指标,包括包封效率(EE)、负载能力(LC)、稳定性和生物活性。随后,将CS/Cur纳米颗粒沉积在鼠李糖乳杆菌 GG(LGG)上形成纳米涂层,并通过Zeta电位和TEM进行了确认。接着研究了LGG在各种条件(加热、冷冻干燥、抗生素毒性、胃肠道消化)下的存活率以及姜黄素的控释情况。本研究的结果为开发一种无需有机溶剂、节能、制造简便、负载能力高且口感良好的疏水性多酚和益生菌共输送系统奠定了坚实的基础,具有在食品和医药领域的巨大应用潜力。