《Food Hydrocolloids》：Development of Hydrocolloid-Structured Choline Chloride–Lactic Acid Eutectogels Enriched with
Terminalia catappa Extract through Intermolecular Hydrogen Bonding for Active Fruit Coating and Postharvest Quality Preservation
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摘要共晶胶体作为一种软结构材料，因其能够形成稳定、生物相容且具有粘弹性的网络结构，适用于食用和活性涂层系统，而引起了广泛关注。在本研究中，使用氯化胆碱 - 乳酸（ChCl: LA）作为共晶溶剂体系，黄原胶作为结构调节剂，开发了基于亲水胶体的共晶胶体，浓度分别为 0.1%、0.
摘要
共晶胶体作为一种软结构材料，因其能够形成稳定、生物相容且具有粘弹性的网络结构，适用于食用和活性涂层系统，而引起了广泛关注。在本研究中，使用氯化胆碱 - 乳酸（ChCl: LA）作为共晶溶剂体系，黄原胶作为结构调节剂，开发了基于亲水胶体的共晶胶体，浓度分别为 0.1%、0.25%、0.5%、0.75%、1.0% 和 1.25%（w/w）。流变学分析表明，所有共晶胶体均表现出非牛顿流动行为和弱凝胶特征。质构评价显示其具有良好的凝胶强度、粘性、弹性、内聚性和回复性。增加黄原胶浓度可逐步改善流变学性质和质构特性。在所有配方中，基于其外观、流动行为和质构，DESG-0.5 被选为最合适的涂层基质。为了获得生物活性涂层，将榄仁提取物掺入 DESG-0.5 中，形成 DESGE。傅里叶变换红外光谱分析表明官能团表达增强，确认提取物已整合到共晶胶体基质中。DESG-0.5 和 DESGE 显示出 63.24%–87.30% 的透光率、0.06–3.67 a.u. 的吸收率、有效的气体和水分屏障特性，以及 98.22%–99.03% 的高持重能力。涂层应用将樱桃番茄在 4 °C 下的保鲜期延长至 36 天，在 25 °C 下延长至 15 天，其中 DESGE 显示出作为涂层材料的潜力，可保留其物理化学性质和色泽质量。
引言
新鲜水果的快速成熟和衰老发生在采后运输和储存阶段，导致风味恶化、营养减少、微生物腐败和经济损失（Y. Zhang 等，2024）。为此，已建立了合成或人工防腐剂技术以延长水果的货架期（Anand & Sati, 2013）。鉴于对人类社会健康及环境影响的担忧，开发出了可食用涂层材料（Anand & Sati, 2013; Buckley 等，2017; Juri? 等，2023）。为水果开发的这些可食用涂层是一种有效的保存策略，因为它们形成了一层保护层，充当果实表面与外部大气之间的屏障，降低呼吸速率和氧化应激（Adhikary 等，2023; Ajay 等，2024; Gautam 等，2024）。它们由脂质、碳水化合物、蛋白质和其他食品级物质或这些物质的组合制成，以有效保持水分、保持新鲜度、延长货架期，并表现出抗氧化和抗菌特性（Gautam 等，2024; Kumar 等，2023）。特别是，由天然来源的大分子和绿色交联构成的可食用涂层材料，被证明是水果保存的一种便捷方法（Y. Zhang 等，2024）。
黄原胶（XG）是一种具有独特流变学性质的多糖，能够在各种 pH 和温度条件下产生高粘度溶液（Gautam 等，2024; D. Zhang 等，2021）。应用基于 XG 的可食用涂层（0.3%）进行芒果保鲜，在减少腐烂损失、生理损失和果实软化酶活性的同时保持生化物质，显示出比对照果实更高的效力（Prasad 等，2022）。应用于番石榴果实的 XG 基涂层（0.25%、0.5% 和 0.75%）减轻了水分流失、腐烂，保留了生物活性化合物，最小化了氧化应激标志物水平，减少了果实软化酶活性，并提高了整体质量（Gull 等，2024）。
在许多情况下，XG 已与功能性物质（抗菌剂、抗氧化剂和营养药物）结合，形成高度活性的可食用涂层材料（Gautam 等，2024; S. Sharma & Rao, 2015）。应用于新鲜切分梨的 XG-肉桂酸基可食用涂层显著减少了表面褐变，同时延长了保质期（S. Sharma & Rao, 2015）。草莓的 XG-硝普钠复合材料涂层（Gautam 等，2024）、新鲜切分苹果的 XG-生育酚涂层（Galindo-Pérez 等，2015; Zambrano-Zaragoza 等，2014）以及柑橘的 XG-柠檬草精油涂层（Bajaj 等，2024）均导致重量损失、褐变指数、腐烂发生率和呼吸速率降低，同时延长了保质期并保持了生化特性。此外，XG 与其他大分子结合制备涂层材料提高了其涂覆能力和防腐效果（Deng 等，2024; Fan 等，2021）。复合 XG-果胶 - 海藻酸钠可食用薄膜显示出对土豆新鲜切分片的防腐效果，延长了其保质期（Fan 等，2021）。用 XG-海藻酸钠复合材料涂层槟榔提高了涂层槟榔的光泽，并增强了槟榔涂层的水分保持特性（Wen 等，2022）。用复合 XG-魔芋葡甘聚糖涂层香蕉延迟了香蕉的水分流失和褐变，减缓了果肉中果胶和淀粉的分解，并延长了保质期（Deng 等，2024）。
最近，出现了一种新一代涂层材料，称为共晶胶体。共晶胶体是通过将低共熔溶剂（DESs）或天然低共熔溶剂（NADESs）与生物聚合物作为凝胶剂结合而创建的超分子凝胶（Chew 等，2024; Xia 等，2020）。DESs 由氢键受体和由季铵盐、磷鎓盐或锍盐、金属卤化物、糖类、氨基酸、有机酸、酰胺、胺、二醇、多元醇、尿素、甘油和/或羧酸等成分构成的氢键供体形成（Koh 等，2023; Tomé 等，2018; Zannou & Koca, 2022）。它们被广泛用作溶剂、功能添加剂、单体、纳米材料合成的反应介质、纳米材料电沉积的反应介质以及功能化剂（Tomé 等，2018）。与传统耐温性差的温度不耐受水凝胶、有毒且导电性较差的有机凝胶以及昂贵的离子液体凝胶相比，共晶胶体更具优势，因为它成本低、可生物降解、无毒、制备简单且易于操作、环保，并具有优良的热稳定性（Chew 等，2024; Marullo 等，2018; Wang 等，2021）。NADESs 和榴莲籽胶基共晶胶体显示出食品涂层的优异性质，表现出卓越的热稳定性、屏障特性以及对营养物质和生物活性化合物的保护和稳定作用（Chew 等，2024, 2025; Fang 等，2022）。此外，这种 NADESs 和榴莲籽胶基共晶胶体延长了新鲜切分苹果的保质期，减少了重量损失，同时保留了酚类化合物（Chew 等，2024）。
尽管近期已开发基于黄原胶的共晶胶体用于食品涂层应用（Chew 等，2024），但当前研究主要集中于证明凝胶形成和理化表征。是否可以使用显著较低的黄原胶浓度配制出稳定的共晶胶体，同时保留理想的流变学、屏障和涂层性质，尚未得到系统研究。此外，将 ChCl:LA 基共晶胶体作为植物源性生物活性提取物在食用涂层系统中的载体仍然在很大程度上未被探索。ChCl: LA 特别具有优势，因为它结合了强氢键合能力以实现坚固的共晶胶体形成，对酚类生物活性物质具有优异的溶解和稳定作用，与天然多糖凝胶剂相容，由于其酸性而具有温和的抗菌活性，并且是适合可持续配方的食品级、可生物降解成分（Hu 等，2025; Meneses & Jesus, 2025; Mercadal 等，2024）。这些结合的特性使 ChCl: LA 特别适合用于设计旨在包裹富含酚类和抗氧化剂的植物提取物的共晶胶体，其中保持生物活性、结构完整性和控制释放是关键目标。本研究假设，由氯化胆碱 - 乳酸 NADES 和 XG 获得的相容性良好的共晶胶体是一种可调节且高效的食用食品涂层材料。因此，本研究旨在开发基于低黄原胶浓度（0.1–1.25%，w/w）的 ChCl:LA 基黄原胶共晶胶体，评估是否能保持理想的结构和屏障性质，并通过掺入榄仁提取物来调查其作为生物活性食用涂层用于樱桃番茄保鲜的适用性。在共晶胶体合成过程中研究了凝胶机制、粘弹性、质构轮廓和屏障性质。
片段
植物材料和化学品
樱桃番茄（Lycopersicon lycopersicum var. cerasiforme）在收获前 24 小时从当地市场（土耳其梅尔辛塔苏斯；36° 55′ N, 34° 54′ E）购买并带到塔尔苏斯大学。选择了大小、色泽亮度和成熟度相同且无机械损伤的樱桃番茄用于实验。乳酸（90%）、氯化铁、冰醋酸（≥99.5%）、硫酸铁和氯化铁由 Carlo Erba（德国埃门丁根）提供。
氯化胆碱 - 乳酸和黄原胶的共晶胶体形成能力
氯化胆碱 - 乳酸 NADES 是通过混合作为氢键受体（HBA）的氯化胆碱和作为氢键供体（HBD）的乳酸形成的。氯化胆碱和乳酸通过强氢键网络形成 NADES，产生一种熔点远低于纯组分的液体（Alcalde 等，2019; Jangir 等，2020）。在本研究中，将氯化胆碱和乳酸以 1:2 的摩尔比混合，并在 85 °C 下搅拌直至达到透明液体。这
结论
本研究证明了基于氯化胆碱 - 乳酸和黄原胶的共晶胶体的成功开发及其作为樱桃番茄食用涂层的有效应用。共晶胶体的凝胶形成能力、流变学行为、质构特性和功能性能强烈依赖于凝胶剂浓度。低于 0.50% 的黄原胶浓度不足以建立稳定的凝胶网络，而 0.50% 至 1.25% 的浓度
CRediT 作者贡献声明
Mansuri M Tosif：软件、方法学、调查、数据整理、概念化。Gulden Goksen：验证、监督、资源、调查、概念化。Ay?egül Be?ir ?zge?en：软件、资源、方法学、调查、正式分析。Nour MH Awad：写作 - 审阅与编辑、写作 - 原稿、软件、调查、数据整理。Oscar Zannou：写作 - 审阅与编辑、写作 - 原稿、可视化、方法学、调查
未引用参考文献
Karabulut, 2025; Nildhara 等，2025; Zhang 等，2019。
利益冲突声明
? 作者声明，他们没有已知的相互竞争的经济利益或个人关系，这些利益或关系可能会影响本论文中报告的工作。
Oscar Zannou|Nour M.H. Awad|Mansuri M. Tosif|Ay?egül Be?ir ?zge?en|Gulden Goksen
塔尔苏斯大学梅尔辛塔尔苏斯组织工业区技术科学学院食品工程系，33100，土耳其梅尔辛
