综述：天然/生物基材料封装为纳米生物吸附剂用于去除食品中有毒污染物的研究进展

这篇综述系统探讨了天然/生物基材料（如壳聚糖、藻酸盐）通过纳米封装技术（如静电纺丝、超临界流体）增强其作为生物吸附剂（bio-adsorbents）去除食品中重金属（Cd2+）、多环芳烃（PAHs）、农药和霉菌毒素（如AFB1）的性能，重点分析了封装技术对稳定性、选择性和生物相容性的提升机制。

　　

引言

食品安全问题因重金属、农药和霉菌毒素等污染物而日益严峻。世界卫生组织（WHO）指出，食品污染需创新解决方案。天然生物吸附剂（如农业废弃物、壳聚糖）因其高表面积和功能基团（-OH、-NH₂）成为绿色替代方案，但稳定性不足限制了应用。封装技术通过物理或化学方法（如喷雾干燥、离子凝胶）为生物吸附剂穿上“防护衣”，显著提升其性能。

生物吸附剂：来源与改性

生物吸附剂源自植物（如纤维素）、动物（如壳聚糖）和微生物，通过化学活化（如磷酸处理）或物理改性（如球磨）增强吸附能力。例如，壳聚糖-纤维素复合材料通过氨基和羟基协同作用，对重金属的吸附容量达142.8 mg/g。

封装技术大比拼

• 静电纺丝：生成纳米纤维，表面积大，适合捕获微塑料（吸附量809.29 mg/g），但机械稳定性需优化。
• 超临界流体封装：无溶剂工艺，产物纯度极高，适合热敏感材料，但成本较高。
• 层层自组装（Layer-by-Layer）：精确控制壳层厚度，选择性吸附特定污染物（如染料），但耗时较长。

纳米载体材料

• 多糖类：壳聚糖（正电荷）和藻酸盐（凝胶性）是明星材料，通过离子交联形成稳定基质。
• 脂质载体：纳米乳剂包封疏水性污染物（如农药），提升生物利用度。
• 无机纳米颗粒：Fe₃O₄赋予磁性，便于分离回收。

安全性与挑战

尽管生物吸附剂生物相容性良好，但纳米材料可能诱发活性氧（ROS）损伤细胞。监管空白亟待填补，例如FAO/WHO需制定生物吸附剂在食品中的应用标准。

污染物清除实战

• 重金属：石墨烯氧化物/Fe₃O₄/聚苯胺纳米复合材料对Cd²⁺的吸附量达142.8 mg/g。
• 霉菌毒素：多巴胺修饰的壳聚糖-Fe₃O₄通过氢键捕获AFB₁（3.44 mg/g）。
• 微塑料：疏水性Fe₃O₄@C₁₂通过范德华力吸附聚乙烯（效率94%）。

未来展望

开发低成本封装工艺、优化吸附剂再生性，以及建立毒性评估体系是下一步重点。天然生物吸附剂与纳米技术的结合，为食品安全提供了可持续解决方案。