关键词：迷迭香酸（RA）、硫酸锌（ZnSO4）、邻苯二酚、羧基
Engineering edible natural polyphenol self-assembled coating for preserving high-respiratory berries and high-protein meats
Chem. Eng. J. 1 December 2026，Article: 182463
https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.182463
一、背景研究
生鲜果蔬与畜禽水产采收后极易发生腐败变质，其中高呼吸速率型浆果呼吸代谢旺盛，高蛋白肉类与水产则易被微生物侵染增殖，由此造成巨大的食品损耗与经济损失。传统塑料包装存在不可降解、环境残留等环境问题；化学保鲜剂存在潜在健康安全风险，上述问题限制了其在生鲜食品保鲜领域的应用。因此，开发绿色安全、可直接与食品接触的可食用保鲜涂层，已成为当前食品保鲜领域的研究热点。
天然多酚来源广泛，兼具良好的抗氧化与抗菌活性，且可通过金属离子配位作用发生自组装，进而构建多功能涂层材料。迷迭香酸（Rosmarinic acid, RA）是一种典型的天然酚类化合物，分子结构富含邻酚羟基，可与Zn²⁺发生配位相互作用，能够在水相中通过一步自组装形成多酚-金属复合涂层。该类涂层制备工艺绿色简便，制备过程无需有机溶剂，且多酚与锌离子均符合生物安全性要求，满足可食用材料的开发标准。本文构建RA-Zn自组装可食用涂层，系统表征其材料结构与理化性能，探究涂层的抗菌与抗氧化作用机制，进一步在浆果、肉类、水产多类生鲜食品体系开展保鲜效果评价，同时通过多模型开展生物安全性评估，以期为天然可食用保鲜材料的工程化应用提供理论支撑。
二、实验部分
1、RA-Zn 自组装复合物制备
在水相体系中将迷迭香酸（RA）与锌离子混合，依靠酚羟基与Zn²⁺的配位作用，通过一步自组装制备RA-Zn纳米复合物。采用紫外-可见吸收光谱、透射电子显微镜（TEM）、Zeta电位分析、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等表征手段，分析RA-Zn复合物的微观形貌、粒径分布、表面电荷与化学成键特征；结合分子动力学模拟解析RA与Zn²⁺之间配位键、氢键、π-π堆叠等分子间相互作用。
2、涂层理化性能与作用机制评价
测试RA-Zn涂层的粘附性与保水能力；检测涂层抗氧化活性，评估其活性氧清除能力。探究抗菌作用机制：验证材料诱导细菌醌蛋白生成、破坏细菌生物膜的能力，阐明其抑制致病菌定植的分子机理。
3、生鲜食品保鲜实验
选取高呼吸型浆果（草莓、冬枣、蓝莓）、高蛋白肉类（猪肉）、水产（南美白对虾）作为保鲜对象，将RA-Zn溶液喷涂于食品表面，定期监测样品的失重率、腐烂率、营养指标与菌落总数，评估涂层对生鲜食品货架期的延长效果。
4、生物相容性评价
采用细胞、斑马鱼、秀丽隐杆线虫、小鼠、种子萌发多重模型开展生物安全性测试，系统评价RA-Zn涂层的体内外生物相容性，验证其食用安全性潜力。
三、结果与讨论
结构表征结果证实，迷迭香酸与Zn²⁺成功发生配位，并在水相中自组装形成RA-Zn纳米颗粒。分子动力学模拟结果表明，RA分子与Zn²⁺之间形成配位键，同时伴随氢键、π-π、π-σ等多种非共价相互作用共同驱动组装过程。
RA-Zn涂层表现出多重保鲜功能：优异的粘附能力使其可牢固附着于各类生鲜食品表面；多酚结构赋予材料高效抗氧化能力，可有效清除活性氧（ROS）；其抗菌机制源于诱导细菌醌蛋白生成以及破坏成熟生物膜结构，阻断致病菌在食品表面的粘附与增殖。食品保鲜实验结果显示，RA-Zn涂层可显著抑制生鲜食品采后腐烂进程，减少水分流失，保护营养活性成分。经涂层处理后，草莓、冬枣货架期可延长至7 d，蓝莓货架期延长至10 d，猪肉和虾的货架期可延长2 d。多维度生物安全性实验证明，RA-Zn无明显毒性，生物相容性良好。
本研究的优势在于采用一步水相绿色制备工艺，材料全组分天然安全，且涂层可同时适配果蔬、肉类、水产多品类生鲜食品基质，突破了现有多数保鲜材料仅适用于单一食品基质的局限。
四、结论
本研究利用迷迭香酸与锌离子的配位自组装作用，通过一步水相法合成RA-Zn可食用复合保鲜涂层。该涂层集成粘附、保水、抗氧化与抗菌多重功能，可通过破坏细菌生物膜、诱导醌蛋白生成抑制致病菌增殖，延缓生鲜食品腐败变质。该涂层在浆果、高蛋白肉类、水产食品中均实现了货架期延长，且经多生物模型验证其具备良好生物相容性。该多酚-金属自组装制备策略工艺简单、环境友好，为新一代可食用天然保鲜材料的开发提供了新路径。
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