研究背景
       對(duì)新鮮農(nóng)產(chǎn)品（特別是水果和蔬菜）的需求不斷增長，這主要?dú)w因于其高營養(yǎng)價(jià)值和健康促進(jìn)作用，包括預(yù)防糖尿病、心血管疾病和衰老。然而，在加工和儲(chǔ)存過程中，采后損失嚴(yán)重，中國每年約20%–40%的農(nóng)產(chǎn)品遭受顯著變質(zhì)。這些損失主要由呼吸代謝、微生物繁殖和水分流失等因素導(dǎo)致。盡管冷藏、輻照、誘導(dǎo)劑處理和控制氣調(diào)儲(chǔ)存等技術(shù)已被用于減少這些損失，但這些方法通常涉及高昂成本、復(fù)雜設(shè)備，并可能帶來環(huán)境和安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，人們普遍使用防腐劑和抗菌劑來延長水果和蔬菜的保質(zhì)期。然而，由于成本、毒性及殘留風(fēng)險(xiǎn)等問題，近年來多種廣譜防腐劑和抗菌劑已被逐步淘汰。因此，迫切需要開發(fā)天然且安全的防腐劑，以延長農(nóng)產(chǎn)品的貨架期，并在儲(chǔ)存過程中抑制微生物生長。
       Pickering 乳液是一種由固體顆粒穩(wěn)定的新型乳液體系，與傳統(tǒng)乳液相比具有更高的穩(wěn)定性。纖維素納米纖維（CNF）作為一種可持續(xù)且可再生的納米材料，因其生物相容性、生物降解性、抗菌特性以及良好的成膜能力，在食品保鮮領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。CNF 具有兩親性，使其能夠通過吸附在油-水界面來穩(wěn)定乳液。例如，Deng 等開發(fā)了一種由 CNF 穩(wěn)定的 Pickering 乳液，該乳液可在水果和蔬菜表面形成一層薄膜，通過影響乙烯合成途徑來有效延緩成熟過程，并保持果蔬品質(zhì)。
       然而，由生物質(zhì)衍生的固體顆粒通常具有多分散性和不規(guī)則形狀，這會(huì)阻礙其在液滴表面形成均勻的顆粒層。在實(shí)際應(yīng)用中，Pickering 乳液通常與其他表面活性材料（如蛋白質(zhì)、脂類和表面活性劑）結(jié)合使用，以防止奧斯特瓦爾德熟化（Ostwald ripening）和液滴合并，從而提高乳液的穩(wěn)定性。例如，Jiang 等采用了一種新型可逆導(dǎo)電表面活性劑（(CH?)?N-(CH?)??COONa）與二氧化硅納米顆粒聯(lián)合使用，以穩(wěn)定 Pickering 乳液。該表面活性劑在高 pH 條件下表現(xiàn)為陰離子羧酸鹽，而在低 pH 條件下轉(zhuǎn)化為陽離子胺鹽，從而實(shí)現(xiàn)pH 觸發(fā)的快速乳液破壞。該研究強(qiáng)調(diào)了表面活性劑在提高乳液穩(wěn)定性方面的重要作用。然而，化學(xué)合成表面活性劑的使用引發(fā)了對(duì)人體健康和環(huán)境安全的擔(dān)憂。此外，Pickering 乳液的防腐和抗菌性能仍有待提升。為了解決這些問題，調(diào)整油相組成并引入活性成分以增強(qiáng)其防腐和抗菌能力已成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)。
       Sophorolipids（SLs）是一類由非致病性酵母發(fā)酵產(chǎn)生的糖脂生物表面活性劑。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，SLs可分為內(nèi)酯型Sophorolipids（LSL）和酸性Sophorolipids（ASL）。由于其優(yōu)異的表面活性、低毒性、溫和作用、環(huán)境友好性及生物降解性，SLs受到廣泛關(guān)注，并被廣泛應(yīng)用于化妝品、食品、農(nóng)業(yè)及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。此外，SLs還具有顯著的生物活性，如LSL對(duì)多種病原菌（包括金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、諾卡氏菌、枯草芽孢桿菌和無乳鏈球菌）具有抗菌活性。因此，將LSL摻入Pickering乳液中可能賦予其更強(qiáng)的防腐和抗菌特性。Caretta等研究發(fā)現(xiàn)，將SLs應(yīng)用于番茄和櫻桃的表面可有效抑制灰葡萄孢（Botrytis cinerea）、莖腐病菌（Sclerotium rolfsii）、立枯絲核菌（Rhizoctonia solani）及腐霉菌（Pythium ultimum）等植物病原菌。此外，ASL因其降低表面張力、提高保濕性、促進(jìn)傷口愈合及輔助乳化等特性，與LSL結(jié)合使用可進(jìn)一步增強(qiáng)抗菌性能。ASL與LSL的協(xié)同作用不僅增強(qiáng)了抗菌能力，還提高了Pickering乳液的穩(wěn)定性及保鮮效果。例如，F(xiàn)an等開發(fā)了一種基于SLs和丁香酚的納米乳液，表現(xiàn)出增強(qiáng)的抗菌活性及優(yōu)異的穩(wěn)定性。
       在Pickering乳液的制備過程中，油相、水相和表面活性劑之間的相互作用對(duì)乳化效率的提升至關(guān)重要。油相中的甘油三酯及脂肪酸組成直接影響乳化過程，而表面活性劑與液滴之間的相互作用則決定了乳液的熱力學(xué)穩(wěn)定性。因此，優(yōu)化油相組成及表面活性劑含量對(duì)改善乳液性能及穩(wěn)定性至關(guān)重要。
       椰子蠟和蜂蠟是由脂肪酸、碳?xì)浠衔锖王ヮ惤M成的復(fù)雜天然混合物。由于其良好的可塑性、防水性、耐濕性、抗氧化性及攜帶活性成分的能力，這些天然蠟被廣泛用于食品涂層和包裝材料。此外，研究表明，椰子蠟?zāi)軌蛞种颇承┱婢图?xì)菌的生長，例如白色念珠菌（Candida albicans）、變形鏈球菌（Streptococcus mutans）和金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）。在 Pickering 乳液中引入天然蠟作為油相，不僅能夠增強(qiáng)乳液的穩(wěn)定性和功能性，還可賦予其抗菌特性，這對(duì)于食品保鮮至關(guān)重要。此外，合理選擇共穩(wěn)定劑（如鼠李糖脂和ASL），能夠通過降低界面張力、增強(qiáng)固體顆粒在界面的吸附能力及增加液滴間的靜電排斥作用，進(jìn)一步提升乳液的穩(wěn)定性，從而使液滴分布更加均勻。
        基于上述背景，本研究旨在開發(fā)一種高性能、穩(wěn)定的Pickering乳液，以CNF作為穩(wěn)定劑，LSL作為抗菌劑，ASL作為共穩(wěn)定劑。首先，我們通過研究椰子蠟和蜂蠟對(duì)乳液穩(wěn)定性及成膜性能的影響，篩選出最佳油相。隨后，評(píng)估乳液的物理化學(xué)特性，以確定最佳ASL添加量，并成功制備了性能卓越的ASL增強(qiáng)型CNF基椰子蠟Pickering乳液（ASL-CCPE）。該乳液隨后被應(yīng)用于櫻桃番茄的保鮮，以減少運(yùn)輸過程中采后損失并延長貨架期，滿足實(shí)際應(yīng)用需求。此外，通過紅外光譜、粒徑分析、顯微形態(tài)觀察、成膜性能測試及抗菌性能評(píng)價(jià)，探討其防腐機(jī)制。值得注意的是，該乳液所含的所有成分（包括SLs、CNF、油相及椰子蠟）均可生物降解且可食用，為水果和蔬菜保鮮提供了一種環(huán)保型解決方案。

結(jié)論與展望

       本研究成功開發(fā)了一種綠色、安全且穩(wěn)定的Pickering乳液ASL-CCPE，用于水果和蔬菜的涂層保鮮。該乳液以纖維素納米纖維（CNF）為穩(wěn)定劑、Sophorolipids（SLs）為活性組分，并結(jié)合椰子蠟作為油相。通過優(yōu)化油相組成、油水比例及ASL含量，最終制備出一種具有小而均勻的液滴分布、表面光滑且穩(wěn)定的Pickering乳液。該乳液表現(xiàn)出剪切變稀行為和彈性凝膠特性，有助于其在水果和蔬菜表面形成均勻的涂層。櫻桃番茄的保鮮實(shí)驗(yàn)表明，ASL-CCPE有效保持番茄的硬度和營養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)具有良好的可清洗性。與對(duì)照組相比，ASL的加入顯著增強(qiáng)了乳液的抗菌性能，減少了環(huán)境微生物及水果表面微生物的附著，提高了保鮮效果。此外，ASL-CCPE涂層形成更加均勻、致密并具備彈性恢復(fù)能力的薄膜，進(jìn)一步提升了其保護(hù)性能綜合而言，本研究開發(fā)的ASL-CCPE乳液是一種高效、環(huán)保且安全的水果和蔬菜保鮮劑，能夠有效減少食品損耗，延長果蔬貨架期，并為食品行業(yè)提供了一種可持續(xù)的保鮮解決方案。