《Food Chemistry》：Research progress on the application and mechanisms of carbon-based zero-dimensional nanomaterials in the preservation of agricultural products: A review
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•在碳基零维纳米材料中，碳点是采后保鲜的研究焦点。•碳点具有三重功能：抗菌、抗氧化和新鲜度指示。•碳点延长了水果、蔬菜、水产品和其他农产品的保质期。•挑战：规模化生产、长期生物安全性及环境归宿。•智能设计和标准化安全评估是实现产业转化的关键。引言全球约三分之一的农产品在采后处
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在碳基零维纳米材料中，碳点是采后保鲜的研究焦点。
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碳点具有三重功能：抗菌、抗氧化和新鲜度指示。
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碳点延长了水果、蔬菜、水产品和其他农产品的保质期。
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挑战：规模化生产、长期生物安全性及环境归宿。
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智能设计和标准化安全评估是实现产业转化的关键。
引言
全球约三分之一的农产品在采后处理和运输过程中损失，造成巨大的经济损失。传统保鲜技术——包括低温储存、辐照、气调储存和 1-甲基环丙烯（1-MCP）处理——通常受限于高能耗、高成本和环境问题（Chaudhary 等，2025）。碳基零维纳米材料，特别是碳点（CDs）和石墨烯量子点（GQDs），具有亚 10 纳米尺寸、高比表面积、丰富的表面官能团、可调的光学特性和良好的生物相容性，能够通过协同抗菌、抗氧化和采后生理代谢调节来延缓品质劣变（Liu 等，2024；Priyadarshi, Uzun & Rhim，2024；Sun, Zhang, Bhandari & Yang，2020）。
将这些纳米材料纳入丝素蛋白和壳聚糖等生物高分子基质中，可实现整合抗菌/抗氧化活性和气体阻隔性能的功能包装。一种碳纳米点/丝素蛋白膜的水蒸气透过率和氧气透过率分别为 2860 g·m?2·day?1 和 13,183 cm3·m?2·day?1，这有助于调节包装微环境并延缓采后衰老（Jafarzadeh 等，2026；Li, Wang & Fan，2025；Zhao 等，2023）。此外，这些碳基零维纳米材料可从农业废弃物中绿色合成（Qazanfarzadeh, Baptista, Nunes & Kumaravel，2025；Sul, Ezati & Rhim，2023），而部分选定的生物质衍生碳点在特定实验条件下显示出相对较低的急性毒性和潜在的环境相容性。
在此基础上，本综述系统总结了碳基零维纳米材料在新鲜农产品保鲜中的应用及其潜在机制。首先阐明其结构特征与抗菌、抗氧化和阻隔功能之间的结构 - 活性关系，重点强调协同机制，如通过表面电荷相互作用破坏细胞膜、清除活性氧以及调节采后呼吸。随后总结了活性包装、可食用涂层、保鲜剂和智能指示标签的代表性应用及功效数据。最后，讨论了生物安全考量、大规模制造相关的挑战及未来研究方向，旨在为开发下一代高效安全的农产品保鲜技术提供理论依据和技术途径。
章节摘要
碳基零维纳米材料的定义及共同特征
碳基纳米材料是由碳的同素异形体组成的固体材料，具有多样的结构和性质。根据维度，它们被分为零维、一维、二维和三维材料（Liu, Chen, Qiao & Zhang，2021）。碳基零维纳米材料是指长、宽、高三维空间尺寸均处于纳米尺度（通常 < 100 nm）范围内的碳基固体材料，
碳点：农产品保鲜机制
作为新兴的零维碳基纳米材料，碳点能够实现超越简单功能加和的多级协同保护系统用于农产品保鲜。该系统从被动保护（抗菌、抗氧化、阻挡紫外线）发展到对储存微环境的主动干预，最终发展为与外部环境通信的智能传感（新鲜度指示），展现出传统材料无法比拟的强大潜力。
智能保鲜包装膜
智能包装膜是碳点在农产品保鲜中最突出的应用形式。通过将碳点掺入聚合物基质形成功能膜，这些材料在对水果、蔬菜、水产品、肉类等生鲜农产品进行包装时发挥保鲜和防变质作用。除了传统包装材料提供的物理保护外，碳点的加入还赋予这些膜抗菌、
未来展望：局限性与产业化挑战
碳基零维纳米材料，特别是碳点，显示出采后保鲜的巨大潜力。然而，从实验室研究到实际应用，需要更多关于长期安全性、环境行为、功能稳定性、制造可重复性和监管合规性的有力证据。
结论
正如 VOSviewer 分析所示，当前关于碳基零维纳米材料用于农产品保鲜的研究主要集中在碳点上。碳点提供了抗菌活性、抗氧化能力、光学响应性、可调表面化学性质以及通常良好的短期生物相容性的独特组合。将其掺入涂层、薄膜、保鲜剂和智能指示剂中已被证明可以抑制微生物生长、延缓
手稿准备过程中生成式 AI 和 AI 辅助技术的声明
在本工作的准备过程中，作者使用 ChatGPT (OpenAI) 协助将作者撰写的中文文本翻译成英文并提高语言可读性。使用该工具后，作者根据需要审阅和编辑了内容，并对已发表文章的内容承担全部责任。
CRediT 作者贡献声明
左志杰：写作 – 回顾与编辑，写作 – 原稿，可视化，调查，概念化。张新华：写作 – 回顾与编辑，写作 – 原稿，可视化，调查，概念化。李小安：写作 – 原稿，调查。傅晓东：写作 – 原稿，调查。王昱涵：调查。王彦茹：调查。李富军：写作 – 回顾与编辑，监督，资助获取，概念化。
未引用参考文献
Aji, Susanto, Wiguna and Sulhadi, 2017
Wang et al., 2025
Zhao et al., 2023
竞争利益声明
作者声明，他们没有已知的竞争财务利益或个人关系可能会影响本文报告的工作。
致谢
这项工作得到了 山东省重点研发计划 的支持（2024TZXD034）。
左志杰 |张新华 |李小安 |傅晓东 |王昱涵 |王彦茹 |李富军
