《TRENDS IN FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY》：From Interference Sources to Sensing Core: Analytical Functional Mechanisms of Tannic Acid and Advances in Its Applications in Food Safety Testing
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•提出了一种机理引导的没食子酸食品安全传感设计框架。•将没食子酸的四种协同分析机理与合理的传感器设计联系起来。•基于没食子酸的传感器可实现重金属、农药残留、真菌毒素和病原体的检测。•讨论了基于没食子酸的食品安全传感面临的关键挑战与未来策略。引言全球食品供应链日益复杂及贸易全球
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提出了一种机理引导的没食子酸食品安全传感设计框架。
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将没食子酸的四种协同分析机理与合理的传感器设计联系起来。
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基于没食子酸的传感器可实现重金属、农药残留、真菌毒素和病原体的检测。
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讨论了基于没食子酸的食品安全传感面临的关键挑战与未来策略。
引言
全球食品供应链日益复杂及贸易全球化对食品安全监管提出了前所未有的挑战（Dou等，2024；Yaru Li等，2023）。据世界卫生组织估计，全球每年约十分之一的人口因食用受污染食品而患病。主要致病因素包括重金属（Shen等，2022）、农药残留（Z. Chen等，2025）、真菌毒素（M. Zhang等，2023）以及食源性病原体（Wang等，2025）。传统的实验室检测依赖于电感耦合等离子体、气相色谱、高效液相色谱和聚合酶链式反应等大型仪器，在灵敏度和准确性方面具有不可替代的优势。然而，由于设备昂贵、操作复杂、周转时间长等固有局限，这些方法难以满足基层监管、现场筛查和快速应急响应的迫切需求（F. Hong等，2022；Ren等，2022；Ren等，2025）。在监管层面，这些局限在基层采样和现场初筛中尤为突出——例如在批发市场、边境检查站和食品企业中——需要在实验室确认之前进行快速分类。因此，开发兼顾灵敏度、选择性、便携性和低成本快速检测技术已成为保障食品安全的战略必需。
没食子酸（TA）广泛存在于茶叶、葡萄酒、柿子和坚果等植物源食品中，在决定涩味、色泽和抗氧化活性方面发挥着关键作用（Cosme等，2025；F. Jiang等，2026）。作为自然界中含量最丰富的植物多酚之一，没食子酸在食品工业中发挥着多种作用，例如作为澄清剂、抗氧化剂和稳定剂（F. Jiang等，2026；R. Li等，2019）。然而，从传统分析化学的角度来看，没食子酸长期以来被视为"分析干扰物"。其密集的没食子和邻苯二酚基团可非选择性地螯合金属离子、沉淀蛋白质，并在电极表面引起不可控的吸附（J.-I. Hong等，2011）。因此，在常规检测方案中，这些干扰效应通常需要精心设计的样品前处理来消除。值得注意的是，过去十年的研究正在深刻地改变这一认知。研究人员逐渐意识到，那些曾经被视为问题特性的性质恰恰构成了构建多功能传感材料的独特优势（Z. Jin等，2025；Jing等，2024；D. Liang等，2024）。要理解这一转变，首先需要考察没食子酸的分子结构。没食子酸由一个葡萄糖核心组成，五个没食子酰基通过酯键连接于该核心，形成没食子酰葡萄糖核心。在此核心之外，还可通过缩酚酸酯键进一步延伸额外的没食子酰基单元，形成分层分支结构（分子量500–3000 Da），富含大量酚羟基。这种多酚支架赋予没食子酸四种协同的分析功能（Guan等，2025；H. Liang等，2019）：金属配位、生物分子识别、还原/自聚合和界面粘附。这四种功能并非同一概念层面上的互斥分类；金属配位、还原/自聚合和界面粘附是没食子酸固有的化学/界面性质，而生物分子识别是由这些性质和非共价相互作用支撑的更高层次的识别功能。它们各自或协同地贡献于样品前处理、识别、信号转导和信号放大。金属配位涉及没食子/邻苯二酚基团作为双齿/三齿配体发挥作用（Huang等，2025；Qi等，2025）。生物分子识别通过氢键、π–π堆积和疏水相互作用实现（Han等，2020；Zhao & Liu，2026）。还原/自聚合能够原位合成金属纳米粒子和氧化交联（Akkaya等，2018；Zong等，2023）。界面粘附通过配位驱动自组装构建稳定界面（Hu等，2024；Sun等，2026）。这四个功能模块的协同作用使没食子酸能够将传统检测过程中的"干扰元素"转化为传感系统的"核心功能单元"。
尽管已有的综述已分别涵盖了没食子酸化学与生物活性（Almaie & Vatanpour，2026；Hosseini等，2024）、金属-多酚网络（MPNs）作为通用传感平台、没食子酸-金属配位用于生物医学诊断与治疗，以及MPNs用于食品保鲜，但它们仍然按学科和范围碎片化。尚无文献专门将没食子酸定位为食品安全传感的分析功能单元，系统地将其分子机理与重金属、农药、真菌毒素和食源性病原体四大危害类别联系起来。此外，没食子酸的四种功能往往被视为平行分类，未阐明其层次关系及其在样品前处理、识别、信号转导和信号放大中的阶段特异性角色。为弥补这些空白，本综述首先阐明了没食子酸的结构基础及其四种分析功能——金属配位、生物分子识别、还原/自聚合和界面粘附——并区分了没食子酸的固有化学/界面功能与生物分子识别功能。然后，针对每种危害类别，评估了代表性的基于没食子酸的传感策略并提取了机理匹配的设计原则（图1）。最后，批判性地审视了持续存在的瓶颈问题，并提出了通向标准化、选择性、经食品基质验证的现场检测的合理路线图（文献检索和筛选策略及PRISMA流程图见补充材料）。
各章节摘要
没食子酸的结构基础与分析功能机理
金属配位、生物分子识别、还原/自聚合和界面粘附这四种机理并非同一概念层面上的互斥分类，而是基于没食子酸的分子结构在实际传感系统中协同工作的功能模块。其中，金属配位、还原/自聚合和界面粘附属于没食子酸固有的化学和界面功能；而生物分子识别
重金属离子检测
重金属（如Pb、Cd、Cr、Cu）是持久性有毒污染物。本节中部分研究使用环境水、饮用水或废水作为样品，主要用于验证没食子酸的配位、还原或界面粘附机理；这些结果应与在谷物、茶叶、蔬菜和海产品等真实食品基质中验证的方法加以区分。
没食子酸具有独特的分子结构和理化性质，能够对各种
结论
没食子酸作为代表性的植物源多酚，其分析功能源于独特的分子结构。其核心葡萄糖单元通过与没食子酰基网络阵列的酯键和缩酚酸酯键酯化，生成了高密度的没食子/邻苯二酚基团。这种结构框架赋予没食子酸多种能力，包括金属配位、多价蛋白识别、还原活性、自聚合和界面粘附。这些
未引用参考文献
Bagtash等，2016；Hu等，2025；Huang等，2026；Hussein Al-Gburi，2026；Li等，2025；Li等，2020；Li等，2023；Maia等，2025；Lake等，2026；Wang等，2024；Xu等，2025；Zhang等，2025。
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
本工作得到了宁夏回族自治区自然科学基金（2025AAC030223）和宁夏回族自治区特色农产品高质量发展科技创新团队（2025CXTD002）项目的资助。
Feng Hong|Yuan Liu
