钙是人体中最丰富的无机元素之一，约占体重的1.5%至2.2%，主要存在于骨骼和牙齿中（Zhang & Liu, 2022）。钙在许多关键生物功能中起着重要作用，包括肌肉收缩、神经信号传导、免疫反应以及维持骨骼结构（Puscion-Jakubik et al., 2022）。长期缺钙可能导致多种疾病，如骨质疏松症、儿童佝偻病、凝血障碍、神经功能障碍和高血压（L et al., 2005）。肠道是人体摄入钙离子的主要途径，90%的钙在小肠中被吸收，主要通过十二指肠中的维生素D依赖性主动运输和回肠中的被动扩散（Kellett, 2011）。然而，传统的钙补充剂（如无机盐或有机螯合物）在酸性胃环境中会过早释放钙离子。这种不受控制的释放可能会与植酸和草酸等膳食抑制剂发生沉淀，从而降低生物利用度，导致钙补充效果不佳（Panel et al., 2018）。因此，开发能够耐受恶劣胃环境并在小肠中持续释放钙的长效药物递送系统对于优化吸收效率至关重要。
开发具有可控释放特性的钙递送系统已成为解决传统钙补充剂局限性的最佳策略。近年来，天然有机载体（如蛋白质和多糖）因其优异的稳定性、生物降解性、生物相容性、高营养价值和低毒性而受到青睐。使用蛋白质或多糖等生物聚合物组装保护性缓释载体在钙离子的包封、保护和递送方面显示出潜力，引起了食品和医学领域研究人员的关注（Liu et al., 2017）。Wu等人（2023）利用鳞状蛋白水解物和寡糖制备了一种具有促进钙吸收活性的递送系统，该系统对钙磷酸盐结晶具有良好的抑制作用，并保持了胃肠道的稳定性。壳聚糖-酪蛋白磷酸肽（CPP）复合物通过壳聚糖的氨基与CPP的磷酸基团之间的静电相互作用，将胃中的钙离子释放量减少了25%（Zhu et al., 2020）。类似地，右旋糖酐-CPP结合物通过与羧基和磷酸基团形成稳定的螯合物，延长了钙离子在模拟肠液（SIF）中的滞留时间（Li et al., 2023）。赵等人（2020）使用脱盐鸭蛋清肽和壳寡糖通过Amadori反应制备了一种新型钙递送系统，发现与脱盐鸭蛋清肽相比，该系统能促进更多的钙离子在肠道中的释放，从而维护肠道健康。还有可溶性膳食纤维-CPP（Gao et al., 2018）、羊草多糖-乳清蛋白（Zhang et al., 2022）和岩藻多糖-玉米醇溶蛋白（Zhang et al., 2021）等蛋白质/肽-多糖复合钙递送系统，这些系统显著增强了钙的结合能力，并在一定程度上抑制了胃环境中的Ca2+释放。尽管取得了这些进展，但由于在酸性条件下结构不稳定，大多数系统仍会在胃环境中过早释放超过60%的钙离子，从而阻碍了其在小肠中的有效释放。这一限制主要源于组装条件未能平衡载体的完整性和钙的负载能力。因此，需要通过调节组装过程来优化钙递送系统的胃耐受性和其在肠道中的可控释放效率，以提高钙的生物利用度。
海藻酸钠（SA），也称为褐藻胶，主要存在于褐藻中，占褐藻总多糖的30%至40%（Lee & Mooney, 2012）。由于其低毒性、生物降解性和优异的生物相容性，海藻酸钠被用于制备生物医学材料（Reis et al., 2009）。研究表明，海藻酸钠广泛用作各种制剂中的缓释辅料，包括片剂、微球和纳米颗粒。当Ca2+进入海藻酸钠溶液时，会取代其中的H+和Na+，形成含有G残基的“蛋盒”结构（Uyen et al., 2020）。酪蛋白磷酸肽（CPP）是通过酪蛋白水解获得的低分子量磷酸化生物活性肽（Tenenbaum et al., 2022）。CPP结构中的关键氨基酸可以与钙离子形成可溶性复合物，防止钙离子沉淀（Bennett et al., 2000），从而延长钙在肠道中的滞留时间。为了实现钙离子在小肠中的可控释放，必须充分考虑钙离子与载体材料之间的相互作用，并有效控制其在胃消化环境中的释放行为，以确保精确到达目标部位。关于延迟释放系统中钙释放速率调节的报道较少。因此，开发一种集胃保护和程序化肠道释放功能于一体的智能递送系统是非常必要的。结合海藻酸钠的pH响应性“蛋盒”凝胶化特性和酪蛋白磷酸肽的钙结合能力和酶敏感性，为构建这种智能载体提供了有前景的协同策略。
在这项工作中，首先使用SA和CPP合成了SA-CPP复合载体，在不同的组装条件下构建了一种对胃消化具有优异抵抗力的钙离子递送系统。随后，利用现代仪器技术研究了其微观结构变化和结构-功能关系。最后，研究了其在加工条件下的稳定性以及消化过程中的钙离子动态，以评估其生物利用度。这些发现为开发符合胃肠道生理特性的下一代营养补充剂提供了重要潜力。
