青稞β-葡聚糖与益生菌共包埋，能否有效破解活菌递送的生存瓶颈？近日，南昌大学食品学院刘欢团队在国际学术期刊Food & Function发表了题为《Mechanism of co-encapsulating highland barley β-glucan to improve the gastrointestinal bioavailability of probiotics》的研究型论文，充分彰显了HBBG作为新型益生元在增强益生菌稳定性与生物利用度方面的显著协同保护效应。
益生菌作为维护宿主健康的“生命之源”，在调节肠道炎症、增强免疫力及预防肥胖等方面发挥着关键作用，但要实现其生物学功能，必须确保摄入时活菌数达到106～107 CFU/g以上；然而，益生菌对低pH、高渗透压及加工过程中的热应力高度敏感，极易在胃肠道转运中失活。微胶囊技术虽能提供物理屏障，但单一基质难以满足精准控释与针对性治疗的需求，因此将益生元（如非消化性碳水化合物）与益生菌共包埋形成的协同体系成为领域前沿，旨在利用益生元的营养支持与定植促进作用提升递送效率。尽管菊粉、低聚果糖等已被广泛研究，但面对精准释放的需求，寻找新型、高效的益生元基质迫在眉睫。青稞β-葡聚糖（HBBG）作为一种富含 β-(1→3) 和 β-(1→4) 糖苷键的独特天然多糖，在抗炎及菌群调节方面表现优异，且在青藏高原等高海拔地区作物中含量极高，是理想的功能性壁材候选者。该研究旨在通过大豆分离蛋白（SPI）-果胶（PEC）基质，将高纯度HBBG与益生菌共包埋，系统评价其对微胶囊理化性质、体内外消化存活率以及肠道短链脂肪酸（SCFAs）生成和菌群结构的调控影响，以期为新型益生菌递送体系的开发提供科学依据。
HBBG共包封益生菌微胶囊体系的成功制备及其结构特征表征
通过喷雾干燥技术成功构建了以SPI、PEC和HBBG为复合壁材的益生菌微囊体系，研究发现 HBBG的引入显著提升了活菌在高温干燥过程中的存活率，其中0.5% HBBG组（S-L-0.5%H-P）存活率高达57.23 ± 2.39%，远超裸菌组。SEM观察证实，HBBG凭借优异的成膜性能使微囊表面更平滑、皱褶减少，且FT-IR分析显示其羟基与壁材间形成了强力的氢键网络，构建了致密的玻璃态外壳，不仅通过物理屏障屏蔽了热应力，还通过“水分替代”作用维持了细菌细胞膜的完整性。微囊粒径均一（140~160 μm），且随HBBG浓度增加结构趋于紧凑，为后续益生菌在复杂环境下的高活性维持奠定了物理结构基础。
表 喷雾干燥后益生菌微胶囊的存活率和含水量
HBBG共包封益生菌微胶囊体系具备卓越的抗胃肠道消化与精准控释性能
该微胶囊体系在模拟体外消化实验中表现出极强的生物保护能力，在pH=2.0的强酸环境下，裸菌迅速死亡，而微囊组消化6小时后存活数仍维持在7 Log CFU/g以上（高于WHO标准），这归功于SPI的pH缓冲效应与HBBG对消化酶的抗性。研究证实，微胶囊在胃液中保持结构稳固，有效阻止了H+的渗透，而在进入肠道环境（pH=7.2）后，由于聚合物间的静电斥力增大，微胶囊发生溶胀并精准释放活性益生菌。此外，HBBG作为潜在益生元被细胞代谢产生能量，进一步增强了益生菌在消化过程中的抵抗力，实现了从胃部保护到肠道定植的平稳过渡。
HBBG微胶囊组活菌量显著高于裸菌组，且由于微胶囊的降解缓释效应，其达峰时间较裸菌组推迟了2小时，证实了其优良的肠道递送性能。在连续10天的长期干预中，HBBG微胶囊组的活菌存活数稳步上升至8.5 Log CFU/g，显著优于 SPI-PEC基质微胶囊（SLP）组。这充分证明HBBG产生的益生元效应不仅能在通过胃肠道时保护菌体，还能在结肠部位选择性促进益生菌的增殖与定植，确保了外源益生菌能够成功在宿主肠道内定植并发挥长效生物学功能。
HBBG与益生菌的协同作用显著增强了肠道代谢产物的生成，HBBG微胶囊组小鼠肠道内的乙酸、丙酸及丁酸含量均出现大幅飞跃。研究发现，HBBG可特异性促进产丙酸菌的增殖，并通过6-磷酸果糖等多条代谢途径高效合成有机酸。当微胶囊在结肠部位降解后，同步释放的益生菌能即时发酵利用周边的HBBG，这种“合生素”效应实现了短链脂肪酸的高效率转化，不仅有效降低了肠道pH值以抑制病原菌，更为宿主肠道细胞提供了关键能量支持，强化了肠道的整体代谢稳态。
图 HBBG和益生菌微胶囊对小鼠粪便SCFAs的产生的影响
HBBG微胶囊组显著抑制了变形菌门（Proteobacteria）等有害菌的丰度，并大幅提升了乳杆菌（Lactobacillus）和双歧杆菌（Bifidobacterium）等核心有益菌属的占比，同时显著降低了炎症性肠病（IBD）相关的瘤胃球菌（Ruminocossus gnavus）含量，证实该体系具备卓越的菌群优化能力。
该体系通过改善菌群结构，显著增强了与抗衰老、抗肿瘤及心血管保护相关的代谢功能通路，特别是双歧杆菌等丰度的提升有望通过激活免疫细胞发挥抗癌潜力。因此，HBBG微胶囊不仅改善了肠道微生态平衡，还赋予了机体更深层次的健康防护与慢性病干预能力。
青稞β-葡聚糖（HBBG）兼具优质益生元基质与保护性包埋载体的双重功能，通过共包埋技术显著提升了益生菌在喷雾干燥及模拟胃肠道压力环境下的存活率，且该共包封递送系统能协同促进肠道内短链脂肪酸（SCFAs）的产生，选择性地富集了乳杆菌、双歧杆菌等有益菌群。这一研究成果不仅展示了该包埋系统在功能性食品中的应用潜力，也为下一代营养保健品及生物活性食品的商业化策略提供了新思路，为基于青稞活性成分的益生菌递送平台开发提供了重要的实验与理论依据。
