2026年7月，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《Food Hydrocolloids》（IF=13.8，JCR1区，中科院1区Top）发表题为“Dual-Bioinspired Micro Eutecto-Vesicles (MEVs) for Glycerol-Free Green Cryopreservation”（DOI:10.1016/j.foodhyd.2026.113093）的研究型论文。该文通讯作者为华南理工大学食品科学与工程学院孙大文院士、田由副研究员，第一作者为博士研究生胡瑞。
在至少8000年的历史上，人类一直利用微生物来生产发酵食品和饮料。在较近的历史中，微生物被用来生产各种用途的化学品。此外，2021年，国际益生菌产业估计达到611.5亿美元，预计将以7.7%的复合年增长率（CAGR）扩张，到2030年可能达到1233.2亿美元。这种上升趋势在很大程度上是由消费者对预防性医疗保健解决方案的兴趣日益增长，以及持续的创新和靶向益生菌菌株的开发所推动的。酵母是生产各种生物活性物质的优选平台之一，包括但不限于淀粉、蛋白质、生物制药、生化产品等。食品工业和生物工程的效率和稳定性发展需要长期保持优势菌株的资源生物学特性。然而，在实际生产和应用中，菌株在多次传代后容易退化，导致活力下降和优势菌株的丧失。因此，可靠地保存优势菌株的原种至关重要。
在许多现有的保存技术中，冷冻保存是细胞生物材料较为主流和最有效的保存方法，其应用场景广泛涉及医学、生物学、生命科学和食品科学。然而，生物材料的水分通常在60%到95%之间，这种高水分的结晶会在低温下对保护对象造成巨大损害。因此，当前的研究重点在于冷冻保存，主要探索绿色高效的冷冻保护剂和有效方法。细胞冷冻保护剂的发展历史可以追溯到Polge等（1949年）关于甘油的冷冻保护效应的报告。自那时起，生物材料的冷冻保存为蓬勃的发展打开了道路，甘油和二甲基亚砜（DMSO）已成为最主流的冷冻保护剂。然而，甘油的细胞毒性是不可忽视的，这逐渐引起了人们对生物材料安全的担忧，这在一定程度上不能满足人类对更高冷冻保护性能的追求。然而，低温不仅会暂停生物代谢和延长生命周期，而且不可避免地会导致严重的细胞冷冻损伤。这导致了低存活率和低复苏活性的技术瓶颈，这已成为限制食品发酵产业和细胞工厂工程进一步发展的一个主要问题。目前，食品发酵菌株主要依靠甘油来实现冷冻保护。然而，甘油是一种相对较弱的冷冻保护剂。虽然它被归类为渗透性冷冻保护剂（<100 Da），但在实际应用中，甘油的渗透效果并不理想，这大大影响了其冷冻保护效果。此外，甘油也具有一定的细胞毒性，这容易引起食品安全风险。因此，迫切需要绿色、可持续、生物相容性和高效的冷冻保护剂及其相应的冷冻保存技术，以满足环境可持续性和严格的摄入安全要求。
研究表明，细胞的凝胶微囊化策略为细胞提供了保护屏障，减少了细胞外冰的损伤，并防止冰核在细胞内生长。此外，凝胶微囊化还被证明可以通过在冷却和加热过程中最大限度地减少冰晶生长来有效减少玻璃化过程中对穿透性冷冻保护剂的需求。Tian等使用海藻酸钠凝胶微囊化冷冻保存小鼠卵巢前卵泡，表现出优异的保护性能。作为一种新型材料，共晶凝胶由于其引入了NADES，比凝胶具有更好的抗冻能力，因此我们尝试应用基于共晶凝胶的囊泡来冷冻保存酵母细胞。在我们的前期工作中，已经证实NADES的热力学调节能力对酵母细胞的高存活率具有积极影响。然而，细胞的解冻后存活率具有很大的改进潜力。此外，细胞/微生物的包埋是一种在多种生物医学和工业应用中经常使用的有前景的策略，包括人工器官、生物催化剂、益生菌递送和活性材料。因此，将共晶凝胶应用于包埋和冷冻保护细胞/益生菌/益生元以制备即用型产品具有广泛的应用前景。
图1. NADES冷冻保护效果
图2. 冷冻保存机理
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2026.113093
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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田由，华南理工大学食品科学与工程学院副研究员，博士后，主要研究方向为(1)仿生抗冻软物质材料、(2)食品微生物细胞冷冻保护技术和(3)先进冷冻冷链技术。近年来在 Chemical Engineering Journal、ACS Sustainable Chemistry & Engineering、Food Hydrocolloids、Food Chemistry、Trends in Food Science & Technology 等食品、化学、材料领域主流学术期刊发表同行评议论文 40 余篇，其中第一/通讯作者 SCI 论文 22篇，被引 2300 余次，H 指数为 21。主持国家自然科学基金青年C类项目、中国博士后科学基金特别资助项目、中国博士后科学基金面上项目、广东省自然科学基金面上项目，入选国家资助博士后研究人员计划(B 档，“博新计划” 入围会评)，获人社部2025年度博士后科研业绩评估考核二等资助。担任国际期刊 iMeta (IF = 44.4)青年编委，Foods (IF = 6.0)客座编辑，Food Science and Engineering 期刊学术编委。受邀担任 Nature Sustainability、Advanced Materials等专业期刊审稿人。
