益生菌是在足夠攝入量下能夠促進(jìn)宿主健康的活微生物（Sanders等人，2019年）。乳酸菌（LAB），尤其是厭氧菌，在加工、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)受到多種不利條件的影響，包括低pH值、高溫和氧氣（Peruzzolo等人，2025年）。為了提高LAB的存活率，通常采用多細(xì)胞封裝技術(shù)來(lái)保護(hù)益生菌免受環(huán)境壓力的影響。在多細(xì)胞封裝中，大量益生菌細(xì)胞被作為一個(gè)統(tǒng)一的整體進(jìn)行封裝（Yuan等人，2024年）。這種策略在可擴(kuò)展性和生產(chǎn)簡(jiǎn)便性方面具有實(shí)際優(yōu)勢(shì)。然而，這種方法存在固有的局限性，包括封裝效率低以及暴露于加工引起的外部有害壓力（如低pH值、高溫、冷凍應(yīng)力），導(dǎo)致益生菌顆粒過(guò)大、形狀可控性差、易泄漏等問(wèn)題（Zhao等人，2024年）。這些局限性突顯了需要更精確和高效的封裝策略來(lái)更好地保護(hù)并控制益生菌的釋放。

在這種背景下，食品納米技術(shù)成為益生菌封裝的強(qiáng)大工具，為解決與益生菌穩(wěn)定性相關(guān)的挑戰(zhàn)提供了有希望的策略。單細(xì)胞封裝使用納米膠囊、納米乳液、納米脂質(zhì)體和納米顆粒等方法在單個(gè)益生菌上創(chuàng)建納米級(jí)涂層。Pan等人（2022年）證明，由單寧酸（TA）和鐵離子（Fe³⁺）形成的金屬多酚網(wǎng)絡(luò)（MPN）的單細(xì)胞封裝結(jié)構(gòu)可以有效保護(hù)益生菌免受抗生素的侵襲。Liu等人（2023年）研究指出，將單個(gè)益生菌封裝在玉米醇溶蛋白納米顆粒（ZNP）和果膠的復(fù)合材料中，由于果膠層的保護(hù)作用以及ZNP的穩(wěn)定性提升，提高了益生菌的耐熱性。Feng等人（2020年）使用陰離子腸聚合物L(fēng)100-55進(jìn)行單細(xì)胞封裝，以保護(hù)Escherichia coli Nissle 1917（EcN）免受消化道環(huán)境的影響。因此，單細(xì)胞封裝不僅能夠?yàn)閱蝹�(gè)細(xì)胞提供納米級(jí)保護(hù)涂層，還能有效提高益生菌的存活率，保護(hù)它們免受不良環(huán)境條件的影響。

在各種單細(xì)胞封裝方法中，MPN因其易于自組裝、多功能性和生物相容性而脫穎而出，成為封裝益生菌和生物活性化合物的廣泛采用的平臺(tái)（Wang等人，2022年）。含有兒茶酚官能團(tuán)的酚類(lèi)化合物普遍存在，并以其多樣的金屬螯合能力而著稱（Ju等人，2015年）。多酚和金屬離子的協(xié)同組裝形成了MPN。然而，MPN在低pH條件（pH < 3.0）下穩(wěn)定性有限，主要是由于質(zhì)子導(dǎo)致金屬離子和酚類(lèi)配體之間的配位鍵解離（Xia等人，2024年）。MPN對(duì)低酸性環(huán)境的敏感性仍然是提高益生菌生物利用度的主要障礙。MPN的形成依賴于多酚和金屬離子之間的配位鍵。這種不穩(wěn)定性源于在低pH下質(zhì)子（H⁺）對(duì)酚類(lèi)配體的競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，破壞了金屬-酚酸鹽的配位。這種酸誘導(dǎo)的解體損害了MPN涂層的結(jié)構(gòu)完整性，嚴(yán)重限制了其在惡劣胃腸道環(huán)境中保護(hù)封裝益生菌的能力。

最近，基于MPN的幾種創(chuàng)新單細(xì)胞封裝策略被提出以提高益生菌的存活率（Xie等人，2025年）。例如，通過(guò)逐層自組裝TA-Ca²⁺復(fù)合物和黏蛋白，使用EcN作為模型菌株，創(chuàng)建了“超級(jí)益生菌”，保護(hù)益生菌免受惡劣胃腸道環(huán)境的影響并提高了存活率（Yang等人，2022年）。同樣，Xie等人（2025年）將Fe³⁺固定在EcN表面，通過(guò)與TA的自組裝形成MPN殼，然后沉積羧甲基β-葡聚糖來(lái)構(gòu)建裝甲益生菌，從而在低溫條件下提高益生菌的存活率。Zhu等人（2024年）報(bào)告稱，通過(guò)在細(xì)菌表面構(gòu)建透明質(zhì)酸功能化的金屬-酚網(wǎng)絡(luò)涂層，提高了益生菌在惡劣胃腸道環(huán)境中的存活率。這些方法，特別是后者添加了獨(dú)特的多糖層，體現(xiàn)了“二次涂層”策略。這種范式依賴于對(duì)益生菌細(xì)胞的外部強(qiáng)化，通常涉及多步驟過(guò)程，并可能引入影響生物相容性的界面。更重要的是，這些方法并沒(méi)有從根本上解決保護(hù)涂層在惡劣條件（如酸性胃腸道環(huán)境）下的脆弱性問(wèn)題。任何基于MPN的封裝的有效性都取決于金屬-酚配位網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)在穩(wěn)定性，尤其是在酸性條件下。常見(jiàn)的提高M(jìn)PN酸穩(wěn)定性的策略包括應(yīng)用二次物理涂層和篩選更穩(wěn)定的多酚-金屬對(duì)（Wasuwanich等人，2022年）。雖然這些方法有益，但它們主要關(guān)注外部添加或現(xiàn)有化學(xué)空間內(nèi)的選擇，可能無(wú)法完全解決核心穩(wěn)定性問(wèn)題。因此，我們提出了從“外部強(qiáng)化”到“內(nèi)部核心增強(qiáng)”的范式轉(zhuǎn)變。我們直接在分子水平上工程化了主要的配位配體（Xu等人，2022年）。

從健康百歲老人的糞便中分離出的Bifidobacterium animalis亞種animalis BB04被發(fā)現(xiàn)能產(chǎn)生多種代謝物，并在食品保存中表現(xiàn)出顯著的益生菌特性。然而，作為一種專性厭氧菌，這種菌株對(duì)加工和儲(chǔ)存非常敏感，嚴(yán)重限制了其實(shí)際應(yīng)用。為了克服這些限制，我們提出了一種更簡(jiǎn)化且本質(zhì)上更穩(wěn)定的方法：將多酚共價(jià)接枝到羧甲基殼聚糖（CMCS）上。這種設(shè)計(jì)的目的是在分子水平上增強(qiáng)MPN核心的耐酸性，利用CMCS作為成熟的封裝材料的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)避免額外涂層的需要。在此，開(kāi)發(fā)了一種新型的自組裝細(xì)胞涂層來(lái)提高B. animalis亞種animalis BB04的活力和穩(wěn)定性，并探索其在益生菌冰淇淋中的應(yīng)用。首先，將CMCS與五種多酚接枝以增強(qiáng)穩(wěn)定性。隨后制備了B. animalis亞種animalis BB04的單層納米涂層（BB04@CMCS-EA-Ca²⁺）。進(jìn)一步評(píng)估了BB04@CMCS-EA-Ca²⁺的益生菌特性和環(huán)境耐受性。最后，在冰淇淋模型中評(píng)估了BB04@CMCS-EA-Ca²⁺的關(guān)鍵性能屬性，包括加工抗性、冷藏穩(wěn)定性和模擬胃腸道消化耐受性。這項(xiàng)研究提供了一種在酸性條件下增強(qiáng)MPN穩(wěn)定性的新方法，為提高Bifidobacterium在各種惡劣環(huán)境中的存活率以及開(kāi)發(fā)新型功能性食品提供了新的見(jiàn)解。