纤维素是世界上目前最丰富的天然有机物,广泛应用于纺织、轻工、化工、医药、能源和环境保护等领域。富含酸根离子的羧甲基纤维素(carboxymethylcellulose,CMC)具有生物安全性、生物相容性和可降解性等优点,可以与带有正电荷的壳聚糖(chitosan,CS)通过静电复合作用形成水凝胶载体材料。针对单组分水凝胶脆弱的机械性能以及复合组分pH响应与控释的矛盾,载体材料需要构建一个平衡体系,以缓解上述矛盾。此外,纳豆菌是一种能产生包括纳豆激酶等功能蛋白,且能抑制有害菌,改善人肠道菌群环境的益生菌。本文以CMC/CS/海藻酸钠(sodium alginate,SA)/钙离子为主要基质,通过CMC/SA与CS/钙离子体系之间的平衡优化,利用扫描电镜、红外、热重对其材料内部结构进行微观分析,通过包埋纳豆菌及其在人工模拟胃、肠液中释放的系统研究,实现pH响应与缓释平衡。具体结果如下:(1)通过电镜、红外、热重等微观结构分析和pH响应性得出了最佳载体微球基质组分为CMC、CS、SA,最后用氯化钙固化。CMC/CS/SA载体微球有良好的pH响应性,随着pH的升高其溶胀率增大,在pH 1条件下,载体微球溶胀了 102%,在pH 7条件下,载体微球溶胀了 117%,在pH 10条件下,载体微球溶胀了 122%。载体微球同时具有较好包埋纳豆菌的能力,包埋率为67.3%。在模拟胃液中保持形态不变,在模拟肠液中发生溶胀破裂,释放具有活力的纳豆菌。(2)组分优化结果显示纤维素基pH响应型载体的基质组分最优比例CMC:CS:SA:CaCl2为2:1:2:4,其各基质浓度分别为CMC 1 wt％、CS 0.5 wt%、SA 1 wt％、CaCl2 2 wt%,最优添加顺序为 CMC、CS、SA,最后氯化钙固化。组分优化后的微球具有较好的内部结构和pH响应性,在胃肠液释放效果最佳。(3)通过比较载体材料不同处理方式和贮藏温度得出最适合包埋纳豆菌pH响应载体的贮藏条件为包埋载体冷冻干燥后4℃保存。应用三种模型对包埋载体在肠液释放纳豆菌过程进行动力学分析,结果显示其释放过程符合扩散-溶蚀模型,验证了其在肠液中发生了溶蚀,具有良好的pH响应性,内部纳豆菌释放过程可控。本文通过基质选择组分优化制备出以CMC/CS/SA/钙离子为主要基质的pH响应型载体,具有良好的pH敏感特性,包埋的纳豆菌包埋率高、贮藏时间长,在模拟肠液中释放的纳豆菌具有很高活力且符合肠道释放益生菌的有效范围。所制备的载体具有着良好的pH响应性和缓释性能,同时基质材料具有的安全性、生物相容性,在医药和保健食品领域有着潜在的应用价值。