由功能化纳米颗粒稳定的智能 Pickering 乳液：在先进食品包装中的创新应用 导 读 2025年9月11日，广西大学轻工与食品工程学院吴敏副教授课题组在国际顶级期刊《Advances in Colloid and Interface Science》（Q1，中国科学院1区Top，IF2024=19.3）在线发表了题为" Smart Pickering emulsions stabilized by functionalized nanoparticles: Innovative applications in advanced food packaging"的综述性论文。 Pickering 乳液（PEs）是由固体颗粒稳定的多相液体体系，因不含表面活性剂而具备良好生物相容性和安全性。固体颗粒通过不可逆吸附于液滴界面，形成致密膜结构，从而显著提升乳液稳定性。作为新型包埋技术，PEs 具有高包埋效率、优良保护作用、可控释放及提高生物利用度的优势，已广泛应用于精油、生物活性物质、益生菌、药物等敏感成分的递送。近年来，具备刺激响应特性的智能 PEs 可对 pH、CO?、温度、光及磁场等外界条件作出反应，实现乳液的稳定性调控与活性物质的智能释放。然而传统颗粒缺乏刺激响应能力，因此表面功能化（如化学接枝、静电吸附、自组装、共沉淀及包埋）成为关键途径，以赋予纳米颗粒智能性。 食品包装作为食品产业链的核心环节，除具备强度与阻隔等基础功能外，还面临消费者对“零添加”、保鲜可视化及安全性的更高要求，亟需实现品质实时监测、活性物质智能释放及自愈合等高级功能。生物基材料因其可持续性而成为研究热点，但如何在包装基质中高效引入易挥发、易氧化、低溶解性的活性物质并实现可控释放仍是难题。在此背景下，智能 PEs 以其优异稳定性和刺激响应能力，被认为是构建先进包装材料的理想“桥梁”。通过将油包水型智能 PEs 与纤维素纳米纤丝、壳聚糖、淀粉等基质结合，可制备具抗菌、指示、自愈合及可降解功能的包装膜，从而提升食品安全与货架期。本文综述了 PEs 的稳定机理、纳米颗粒的刺激响应与功能化策略，并探讨其在智能包装中的应用前景与挑战。 注：最近有小伙伴反映收不到推送，因为公众号改了推送算法，现在需要加星标，多点赞/点在看，才能准时收到推送。 挑战与展望 尽管有关由功能颗粒稳定的智能 PEs 及其在食品包装中潜在应用的研究不断增多，但该领域仍面临诸多挑战。在纳米颗粒功能化过程中，虽然可以通过引入疏水/亲水基团来调控表面电荷和润湿性，但响应基团或聚合物的数量与分布难以精确控制，从而影响纳米颗粒的响应灵敏度。要提高改性过程的可预测性，需要采用可控的表面工程策略。然而，纳米颗粒的化学修饰往往涉及毒性或腐蚀性的化学物质或有机组分，这些残留组分的迁移可能削弱智能 PEs 在食品包装中的应用价值。因此，在颗粒功能化过程中，应尽可能采用物理改性方法、天然改性剂，以及多层透析等方式去除残余化学物质。在长期储存稳定性方面，奥斯特瓦尔德熟化（小液滴向大液滴扩散）会导致粒径分布增大，液滴的聚集或絮凝会造成乳液不稳定，并导致所包埋活性成分的泄漏与失活。通过界面交联（如酶催化交联）或构建三维网络结构可增强其稳定性。此外，当智能 PEs 用于制备包装膜时，干燥过程中因水分蒸发和毛细力造成的体积剧缩，会导致液滴聚集破裂，活性成分外渗至膜表面，破坏膜的结构完整性。因此，有必要优化干燥温湿度并控制干燥速率。 由功能纳米颗粒稳定的智能 PEs 在食品包装应用中展现出巨大潜力，未来可从以下几个方面推进： (1) 开发多重刺激响应纳米颗粒。 通过功能化使颗粒具备 pH/温度/光的协同响应能力，以应对包装环境中多种腐败因素（如酸败产物、温度波动和光照变化），从而赋予包装更高级的功能，以适应复杂储藏环境。 (2) 提升纳米颗粒对刺激的响应灵敏度。 通过定制纳米颗粒性质（如引入和优化表面功能基团、减小颗粒尺寸、增加孔隙率），实现对弱刺激（如微小 CO? 浓度变化、0.5–1 °C 的温度变化）的快速响应，从而精确调控活性成分（如抗菌剂）的释放并延长其作用时间。 (3) 研究智能 PEs 的稳定性与刺激响应机制。 借助和频生成光谱（SFG）等技术实时、原位获取功能化纳米颗粒在油水界面的分子振动光谱、取向及有序性，从而揭示智能乳液的稳定性与响应机制。 (4) 优化智能 PEs 制备的包装膜性能。 借助石英晶体微天平（QCMD）、低温扫描电镜（Cryo-SEM）和共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）等手段，研究乳液液滴在成膜基质中的吸附行为及其在膜中的形态和分布，从而优化包装膜的稳定性、阻隔性和力学性能。 总体而言，本综述概述了功能化纳米颗粒稳定智能 PEs 的方法及其在先进食品包装中的最新应用，并对未来挑战与发展方向进行了探讨。预期本综述将推动智能 PEs 的研究进展，挖掘其在智能包装等新兴领域的应用潜力，最终促进其商业化与规模化应用。
原文链接 https://doi.org/10.1016/j.cis.2025.103673
