IF=15.4!华南理工大学孙大文院士团队食品顶刊综述述:电场驱动超细纤维(EDF):一种用于未来食品包装的可持续且智能的平台技术
 
发布时间: 2026-03-30 浏览次数: 10

 近期,华南理工大学现代食品工程研究中心孙大文院士团队在国际期刊《Trends in Food Science & Technology》(Q1,中科院1区,IF2025=15.4)发表了题为“Electric-Field-Driven Ultra-Fine Fibres (EDF): A Sustainable and Intelligent Platform for Future Food Packaging”的综述述性论文(DOI:10.1016/j.tifs.2026.105706)。华南理工大学孙大文院士为本文唯一通讯作者,华南理工大学成军虎教授为本文第一作者。

 电场驱动超细纤维(EDF)技术正从实现验室功能验证走向工业化应用探索,其最大的演进在于突破了传统食品包装功能与安全、工艺难以兼顾的局限。最新研究通过材料体系创新与工艺优化,赋予了纤维膜抗菌抗氧化、精准缓控释、智能新鲜度监测等多重功能,使其成为满足现代食品复杂保鲜需求、推动包装行业低碳转型的理想平台。

 EDF技术的魅力,远不止于超细纤维制。其真正的潜力在于与绿色生物材料、智能响应机制的深度融合,从而进化成一个可持续、智能化的食品包装综述合平台。传统活性食品包装始终面临三大核心技术瓶颈:机械性能与功能性的矛盾、活性物质释放精度不足、热敏活性成分保留率低,而已有研究大多聚焦单一功能验证,却忽视了生物安全风险与工艺工业化可行性,严重制约了技术的落地转化。

 近期前沿研究取得了系列突破(图1):

 主动抑菌包装升级:可稳定负载噬菌体、植物精油、抗菌肽等抑菌物质,实现现包装从被动阻隔到主动抑菌,有效抑制食源性致病菌,延长食品货架期。

 全生物可降解材料应用:以壳聚糖、明胶、海藻酸钠等天然生物质为原料,制备可完全降解的电纺包装膜,替代传统塑料包装,契合环保需求。

 活性物质可控缓释:依托纳米纤维高比表面积与多孔结构,实现现抑菌、抗氧化等活性成分的可控释放,提升其稳定性与生物利用率。

 智能指示包装研发:开发出pH、温度、氧气响应型电纺膜,可视化监测食品新鲜度,实现现食品安全的快速预警。

 材料性能显著优化:通过结构调控与复合改性,大幅提升电纺膜的阻氧、阻水性能与机械强度,适配多品类食品的包装需求。

 本综述系统梳理了面向食品包装的EDF技术全链条研究进展。我们详细评述了如何通过复合体系构建、核壳结构精准调控、多模态刺激响应设计,实现现包装材料功能与安全的协同提升;以及如何通过AI辅助的材料逆向设计、工艺参数标准化,实现现技术的规模化低成本部署。这意味着,未来我们将看到基于EDF技术的全生物降解活性包装、智能新鲜度监测标签、冷链保鲜专用膜等产品,它们不仅能显著延长食品货架期、减少食物损耗,还能大幅降低石油基塑料的使用,助力食品包装行业实现双碳目标,为全球食品包装供应链的可持续发展提供全新解决方案。这场材料与食品工程的跨界革命,正为下一代食品包装的发展开启全新的篇章(图2和3)。


 图1. 摘要

 图2. 基于EDF技术的缓释与控释技术开发

 图3. 作为可持续智能食品包装平台,EDF所面临的挑战与发展趋势

 原文链接:https://doi.org/10.1016/j.tifs.2026.105706


 作者信息:

 孙大文(Da-Wen Sun),男,广东省潮州人,欧洲历史上唯一的华侨华人 “六院院士” ,中国致公党第十四/十五届中央委员,中国侨联特聘专家,国务院侨务办公室专家咨询委员会委员,全国政协特邀海外列席代表和海外列席组召集人(2012)。欧洲人文和自然科学院(Academia Europaea)院士,爱尔兰皇家科学院(Royal Irish Academy)院士,波兰科学院(Polska Akademia Nauk)外籍院士,国际食品科学院(IAFoST)院士,国际农业与生物系统工程科学院(iAABE)院士,国际制冷科学院院士。施普林格国际著名期刊《食品与生物加工技术》(Food and Bioprocess Technology)创刊者和主编(2008年创刊时即被SCI收录,第二年进入SCI一区, 现影响因子=5.3)、泰勒弗朗西斯集团《现代食品工程》 (Contemporary Food Engineering) 系列丛书创始主编、国际农业工程委员会(CIGR)主席(2013-2014)和荣誉主席、国际农业与生物系统工程科学院(iAABE)创院院长。现任华南理工大学教授,博导,现代食品工程研究中心主任;广东省农产品智能冷链物流装备工程实现验室主任、广东省冷链食品智能感知与过程控制工程技术研究中心主任、广东省现代食品工程国际科技合作基地主任、广州市农产品智能感知与品质控制重点实现验室主任、广东省食品智能质控与过程技术装备国际暨港澳台合作创新平台主任、广东省现代农业(农产品无损检测及精深加工)产业技术研发中心主任、广东省农产品品质智能感知与精准控制现代农业科技创新中心主任、广东省农产品保鲜物流共性关键技术研发创新团队首席科学家、爱尔兰国立都柏林大学(UCD)食品和生物系统工程终身教授。

 荣获国际农业与生物系统工程委员会(CIGR)杰出奖,英国皇家机械工程师学会“食品工程师年度人物”,凤凰卫视“影响世界华人大奖”,国际食品保护协会“冷冻食品基金会冷冻研究奖”,国际工程与食品协会终身成就奖,“CIGR荣誉主席”等多项国际大奖。

多次以海外华侨华人杰出代表身份受邀参加国家重大庆典活动,包括中国人民抗日战争胜利70周年、建国70周年、抗战胜利80周年等重大阅兵观礼;并自国庆63周年(2012年)起至今,经常受邀出席于人民大会堂举行的国务院国庆招待会(最高规格国庆活动,俗称“国宴”)。

在世界著名杂志和国际会议上共发表了1300多篇论文,其中,以通讯作者发表并被SCI收录的期刊论文约900篇,出版专著17部,Web of Science统计的学术h指数为139,SCOPUS统计的学术h指数为154,Google Scholar 统计的学术h指数为177。特别是在高光谱成像、计算机视觉、真空冷却、超声波辅助冷冻和CFD模拟等方面的论文已经成为其他研究者的经典参考文献。71篇论文入选ESI农学“高被引论文”,全球排名第一位(2020.01)。2015年至2024年连续十年荣获科睿唯安全球“高被引科学家”称号,并位居美国斯坦福大学“全球前2%科学家”排名中国食品科学与工程入选的三百多位学者名单的第一位。

2011年底起回到华南理工大学工作以来,迄今为止(2025年12月)在Web of Science网站上可以检索到的文章中,共有456篇是以华南理工大学食品科学与工程学院作为第一作者单位的论文,其中高被引论文33篇,JCR一区论文401篇,影响因子大于6的333篇。高被引论文数占华南理工大学全校和食品科学与工程学院的比例分别为2.6%和34.7%。其中2篇入选中国百篇最具影响国际学术论文,为华南理工大学唯一入选的两篇论文。为华南理工大学食品科学与工程 “双一流”以及食品学科专业的全球领先排名做出了主要贡献。

主持国家“十二五”科技支撑计划项目,国家“十三五”重点研发专项,国家国际科技合作专项,国家自然科学基金,东西部合作重大项目,广东省科技厅,农业农村厅,教育厅等科技计划项目,广州市科技计划项目,企业合作项目等四十多项。授权中国发明专利106件(其中第一发明人专利72件),美英日等发明专利10件,申请国际PCT专利9项。2019年至2024年共为华南理工大学培养科睿唯安全球“高被引科学家”11人次。荣获2014年度广东省科学技术奖一等奖(排名第二),2016年度教育部科技进步奖二等奖(排名第一),2016年度广东省科学技术奖三等奖(排名第一), 2018年度中国轻工业联合会科学技术进步奖一等奖(排名第二),2018年度广东省科技进步奖一等奖(排名第一),2020年度安徽省科技进步奖二等奖(排名第三)。

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