《Food Chemistry》：Aqueous radical modification of cellulose enables antioxidant Pickering emulsion coatings for fruit preservation
编辑推荐：
•开发了一种全水相疏水改性纤维素的路线，实现了对改性程度和界面性能的精确调控。•改性纤维素仍保持良好的水分散性，并能将含溶解槲皮素的豆油高效乳化形成稳定的Pickering乳液。•构建了一个全生物基、无有机溶剂的乳液涂覆平台，可直接在果蔬表面组装。•所得涂层通过减少失水、维持
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开发了一种全水相疏水改性纤维素的路线，实现了对改性程度和界面性能的精确调控。
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改性纤维素仍保持良好的水分散性，并能将含溶解槲皮素的豆油高效乳化形成稳定的Pickering乳液。
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构建了一个全生物基、无有机溶剂的乳液涂覆平台，可直接在果蔬表面组装。
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所得涂层通过减少失水、维持抗氧化保护、保持硬度、总可溶固物和滴定酸度以及抑制微生物生长，显著提高了采后保鲜效果。
引言
易腐水果的采后劣变（Jung等，2020；Liao等，2023）与失水、氧气暴露及氧化引起的（Mu?oz等，2022）品质下降密切相关，这为可持续食品保鲜带来了持续挑战。因此，食用涂层（Kim等，2025；Z. Zhao等，2023）日益受到关注，因为它们可在果蔬表面形成薄保护层，调节质量传递，并作为生物活性物质的载体以延缓褐变和腐败。然而，许多现有涂层系统仍依赖合成添加剂、表面活性剂（Yu等，2023）或溶剂基加工（Y. Wang等，2022），这削弱了其可持续性并限制了其在食品接触应用中的广泛使用。此外，掺入此类涂层中的抗氧化活性物质通常面临稳定性有限、释放不可控或与水相加工环境相容性差等问题（Berton-Carabin & Villeneuve，2023）。
Pickering乳液（Lu等，2021）（PEs）以固体颗粒而非分子表面活性剂稳定，为活性食用涂层提供了一个极具吸引力的平台，因为颗粒在油水界面几乎不可逆地吸附，从而赋予卓越的界面稳定性。PEs不仅能有效保留活性化合物（Maingret等，2022），如抗氧化剂和抗菌剂，而且在涂覆后还能形成连续的疏水屏障（G. Du, Zhang等，2026），从而减少水分蒸发和氧气渗透。尽管具有这些优势，但食品级PEs中的大多数颗粒稳定剂主要作为被动的界面吸附剂，除乳化稳定外几乎没有贡献内在功能（Nimaming等，2023）。因此，开发能够结合牢固的界面锚定与固有生物活性的多功能稳定剂，仍是基于PEs的果蔬保鲜领域中一个重要但探索不足的方向（Tavassoli等，2023）。
在食品兼容的生物聚合物中，纤维素（Y. Du & Feng，2023）因其资源丰富、可再生、生物相容性及已确立的食品安全性而格外引人注目。纤维素易于从植物生物质中获取，由于其部分两亲性特性（Capron等，2017），具有固有的界面活性，使其成为食品级Pickering稳定剂的理想候选材料。然而，天然纤维素的高表面亲水性（Chen等，2018）通常阻碍其在油水界面产生强而持久的吸附，限制了其乳化效率和长期稳定性能。此外，未改性纤维素的内在功能有限，这限制了其在物理稳定之外提供额外生物活性的能力。迄今为止，大多数疏水和功能改性策略，包括酯化（Beaumont等，2021）、酰化（Beaumont等，2020）和聚合物接枝（Morozova等，2018），仍依赖有机溶剂、有毒催化剂或多步加工，这增加了规模化的复杂性并与绿色可持续制造原则相冲突（Kwiczak-Yi?itba??等，2020）。因此，开发一种可持续的改性策略，使纤维素具有可调疏水性和额外功能，同时保留其食品相容性和可加工性，仍是先进食品级Pickering系统面临的关键挑战。
为应对这一挑战，我们设计了一种全水相路线，通过球磨辅助的自由基接枝工艺，由抗坏血酸/H?O?氧化还原对驱动，将没食子酸丙酯（PG）引入纤维素。该设计将机械纤维化与化学功能化相结合：球磨增加纤维素的可达性同时将微米级聚集体转化为纳米纤维结构，而PG提供了一种生物基酚基，能够增强界面疏水性并赋予固有的抗氧化活性。因此，所得C-PG材料在一个平台内整合了可调接枝率、可控润湿性和纤维纳米结构。在此基础上，我们证明C-PG能有效稳定豆油PEs，促进槲皮素封装并在负载后保持抗氧化功能。我们进一步展示了相应的槲皮素负载乳液可直接用作草莓和鲜切苹果的食用涂层，延缓腐败并减少储存期间的质量损失。对于草莓，保鲜性能通过腐烂发生率、硬度、总可溶固物、滴定酸度、微生物计数和感官质量进行了进一步评估。综合来看，这些结果确立了水相自由基接枝作为一种可行的策略，将纤维素界面工程与抗氧化递送及采后果蔬保鲜相结合。
章节摘要
材料
微晶纤维素（MCC，平均粒径20 μm）购自麦克林（上海，中国）。没食子酸丙酯（PG）、槲皮素（≥98%）、2,2-二苯基-1-苦基肼基自由基（DPPH）和Folin–Ciocalteu试剂购自阿拉丁（上海，中国）。豆油、L-抗坏血酸（Vc）和过氧化氢（H?O?）均为分析纯。新鲜草莓和苹果购自中国广州当地超市。选择商业成熟度的水果基于
用于抗氧化Pickering涂层和果蔬保鲜的PG改性纤维素设计
我们开发了一种水相、球磨辅助的自由基接枝策略，用PG改性纤维素，为传统溶剂法提供了一种可持续的替代方案（图1a）。与许多溶剂介导的改性路线不同，该方法在温和的水相条件下进行，避免了有毒试剂，使其对环境友好且食品安全的材料具有吸引力。接枝率可通过反应时间和反应物用量进行有效调控，从而实现
结论
在本工作中，通过没食子酸丙酯的水相自由基接枝，使可调纤维素作为抗氧化PE涂层的高效稳定剂发挥作用。与传统的溶剂基改性相比，这种全水相策略避免了有机溶剂和溶剂去除步骤，同时结合了纤维化、润湿性调控和抗氧化功能化。在所有样品中，C-PG6在这些特性之间提供了最佳平衡，产生了粒径最小的乳液
CRediT作者贡献声明
Guitao Du：论文撰写 – 初稿，可视化，验证，方法学，调查研究。Caili Li：论文撰写 – 审阅与编辑，方法学，调查研究，形式分析，数据整理。Han Yu：论文撰写 – 初稿，验证，方法学，数据整理。Wenjiao Ge：论文撰写 – 审阅与编辑，调查研究，形式分析。Xiaohui Wang：论文撰写 – 审阅与编辑，指导，资源提供，资金获取，概念构思。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性财务利益或个人关系。
致谢
W. X. 感谢国家自然科学基金委员会（资助编号：U23A6005，22308109，52103109）、国家重点研发计划（2024YFD2200805）、广东省基础与应用基础研究基金（资助编号：2023B1515040013）、中央高校基本科研业务费（编号：2025ZYGXZR004）、造纸与纸基材料国家重点实验室（项目编号：202604）以及基础与应用基础研究
Guitao Du|Caili Li|Han Yu|Wenjiao Ge|Xiaohui Wang
