金属有机框架修饰活性炭实现发酵食品中氨基甲酸乙酯半选择性吸附去除

针对发酵食品中致癌物氨基甲酸乙酯(EC)传统脱除技术破坏风味的难题，研究人员创新性地将UiO-66-NH2 MOF与活性炭(AC)复合，开发出具有半选择性的UiO-66-NH2@AC-3吸附剂。该材料在保持73.49-100.61% EC脱除率的同时，对风味物质的选择性系数提升达6987.47%，为食品安全与品质平衡提供新方案。

　　

在传承千年的发酵食品文化中，醋作为中华饮食的灵魂调味品，其独特风味背后却隐藏着潜在的健康威胁——氨基甲酸乙酯(EC)。这种被国际癌症研究机构列为2A类致癌物的化合物，广泛存在于酱油、白酒等发酵食品中，加拿大等国已对其含量实施严格限制。传统活性炭(AC)吸附法虽能有效去除EC，却像"黑洞"般无差别吞噬风味分子，导致食品失去灵魂。面对这一"保安全"与"留风味"不可兼得的世界性难题，四川大学-泸州老窖文化与科技创新研究中心的研究团队另辟蹊径，将金属有机框架(MOF)材料UiO-66-NH₂与活性炭复合，在《Food Structure》发表的研究成果为这一困局带来突破性解决方案。

研究团队采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)等表征技术结合吸附实验，通过原位溶剂热法在AC表面生长UiO-66-NH₂纳米颗粒。以实际米醋和模拟体系为研究对象，系统评估了材料对EC的吸附性能与选择性机制。

材料合成与表征

扫描电镜(SEM)显示原始AC表面平整无序，而UiO-66-NH₂@AC-3复合材料成功构建出规整的二十面体MOF结构。X射线衍射(PXRD)证实复合材料完美保留了UiO-66-NH₂的晶体特征，比表面积达819.35 m²/g，孔径分布呈现AC与MOF的协同效应。

吸附性能研究

在米醋实际体系中，UiO-66-NH₂@AC-3展现出惊人的100.61% EC相对去除率，动力学符合准二级模型。更关键的是其对风味物质的保护能力：与普通AC相比，对挥发性风味成分的选择性系数提升6987.47%，对有机酸达4353.06%，实现了"精准狙击"EC的同时最大限度保留风味物质。

机理探讨

XPS分析揭示Zr-O键在EC吸附中起关键作用，氨基通过与EC形成氢键增强选择性。复合材料中AC提供主要吸附位点，而MOF的规则孔道就像"分子筛"般筛选目标物，这种协同效应使得化学吸附主导整个过程。

这项研究开创性地将MOF工程化改造应用于食品吸附领域，破解了传统技术"杀敌一千自损八百"的困境。UiO-66-NH₂@AC-3材料犹如智能"分子保镖"，在清除致癌物的同时为风味物质发放"免死金牌"，为发酵食品行业提供了安全与风味兼得的标准化解决方案。该技术可拓展至酱油、白酒等多种发酵食品的提质增效，对推动传统食品产业升级具有重要示范意义。