类型a：原创性研究学术报告
一、研究团队与发表信息
本研究由河南农业大学烟草科学与工程学院（Flavor and Fragrance Engineering & Technology Research Center of Henan Province）的Shuai Wang、Ye Xue、Mingyue Zhang、Rui Li、Pengfei Liu，以及吉林烟草工业有限公司（Jilin Tobacco Industry Co., Ltd）的Zhaohui Ren和Helin Li共同完成。论文题为《Preparation and sustained-release of chitosan-alginate bilayer microcapsules containing aromatic compounds with different functional groups》，发表于《International Journal of Biological Macromolecules》第271卷（2024年5月24日在线发表），DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2024.132663。
二、学术背景与研究目标
科学领域：本研究属于功能材料与香料缓释技术的交叉领域，聚焦于生物高分子（如壳聚糖chitosan和海藻酸钠sodium alginate）在微胶囊化技术中的应用。
研究背景：香料和精油易受光、热、氧气影响而挥发或降解，导致其应用受限。微胶囊化技术可通过物理或化学手段保护活性成分，但传统单层微胶囊存在负载率低、稳定性不足等问题。
研究目标：开发一种基于壳聚糖-海藻酸钠双层微胶囊（bilayer microcapsules）的新型缓释系统，评估其对四种不同官能团芳香化合物（苯甲醇benzyl alcohol、丁香酚eugenol、肉桂醛cinnamaldehyde、苯甲酸benzoic acid）的包封与释放性能。
三、详细研究流程
1. 微胶囊制备
- 材料选择：以壳聚糖（CS）为内层壁材，海藻酸钠（ALG）为外层壁材，通过冷冻干燥法（freeze-drying）制备微胶囊。
- 正交实验优化：针对丁香酚微胶囊，设计三因素三水平正交实验（表1），优化CS浓度（0.5%~1.2%）、CS-丁香酚质量比（1:1~1:3）、CS-ALG质量比（1:1~3:1），以负载率（loading ratio, LC）为评价指标。
- 工艺细节：CS溶解于1%乙酸溶液后调节pH至5.0，加入乳化剂Span 80，与核心材料混合后超声处理，通过硫酸钠交联形成CS微胶囊，再与ALG溶液复合，经Ca²⁺交联后冷冻干燥。
表征与分析
缓释性能测试
四、主要研究结果
1. 工艺优化：最优条件为CS浓度1.2%、CS-丁香酚质量比1:2、CS-ALG质量比1:1，负载率达13.72%。其他三种微胶囊（苯甲醇、肉桂醛、苯甲酸）负载率分别为21.51%、26.15%、10.63%。
2. 结构验证：FTIR与XRD证实核心材料成功包封；SEM/TEM显示双层结构形成；TGA证明微胶囊热稳定性显著提高。
3. 缓释特性：微胶囊的释放速率显著低于纯核心材料，且符合一级动力学，释放时长延长至70天以上。
五、研究结论与价值
科学价值：
- 首次系统比较了不同官能团芳香化合物在CS-ALG双层微胶囊中的释放行为，揭示了分子间作用力（如氢键、Schiff碱反应）对释放动力学的影响。
- 为香料缓释系统的设计提供了理论依据，尤其是针对酸性（苯甲酸）、醛基（肉桂醛）等活性基团的包封策略。
应用价值：
- 该方法简单、环保，适用于食品、医药、烟草等领域，可延长香料保质期并实现可控释放。
- 双层微胶囊技术可扩展至其他易挥发活性成分的保护，如精油、药物等。
六、研究亮点
1. 创新方法：结合正交实验与冷冻干燥技术，优化了双层微胶囊的制备工艺。
2. 多尺度表征：通过FTIR、XRD、SEM/TEM、TGA等多技术联用，全面解析微胶囊结构与性能。
3. 普适性验证：成功包封四种不同极性的芳香化合物，证明了方法的广泛适用性。
七、其他有价值内容
- 研究补充了修正后的图8（Corrigendum），但未影响主要结论。
- 基金支持：河南省科技厅重点项目（No. 232102320337）为研究提供了资金保障。