关键词：天然甘草酸、小檗碱、GA-BBR水凝胶、匍枝根霉、AIE 活性

A green self-assembled hydrogel developed from glycyrrhizic acid and berberine for shelf-life extension and flavor quality preservation of strawberry fruits

Date: 15 July 2026，Article: 149437，Volume: Volume 517

网址：https://www.sciencedirect.com/journal/food-chemistry

DOI：10.1016/j.foodchem.2026.149437

一、研究背景与问题  

草莓作为一种易腐高价值果蔬，采后易受真菌侵染并发生氧化变质，导致货架期较短；而传统保鲜方法还存在化学残留、风味损失等问题。本研究旨在开发一种绿色可喷涂、可水洗的自组装水凝胶涂层，使其兼具长效抗菌、抗氧化与风味保持功能，从而实现草莓的安全保鲜。

二、核心设计与制备

1、原料与自组装机制  

以天然甘草酸（GA）与小檗碱（BBR）为原料，通过氢键、π-π堆积作用自组装形成三维网络水凝胶：  

A. GA提供亲水骨架并赋予抗氧化性；  

B. BBR提供抗菌活性，且组装后形成聚集诱导发光（AIE）特性，便于对涂层进行可视化追踪。  

2、制备流程  

A. 将GA与BBR按比例混合，经室温搅拌后静置12 h，自组装形成GA-BBR水凝胶；  

B. 该水凝胶具有剪切变稀特性，可直接喷涂于草莓表面，50 s内即可快速成膜；  

C. 涂层易水洗去除且无残留，可实现循环使用。

三、关键性能与机制

1、响应型抗氧化与长效抗菌  

A. 抗氧化：水凝胶具有环境响应释放特性，疏水条件下以GA主导抗氧化作用，亲水条件下BBR缓慢释放以增强活性；  

B. 抗菌：可显著延长BBR的抗菌活性，对匍枝根霉（Rhizopus stolonifer）的抑制率在65小时后仍保持约70%，而游离BBR的活性已降至10%以下。  

2、风味品质保持  

经近红外光谱（NIR）、电子鼻（E-nose）与顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（HS-SPME-GC-MS）分析证实，水凝胶涂层可有效保护草莓的关键挥发性风味化合物，维持果实新鲜香气，延缓品质劣变。  

四、应用效果  

在常温条件下，该涂层可将草莓货架期延长至6天以上，显著降低失重率、维持果实硬度与色泽，同时抑制微生物生长；且无化学残留，为果蔬保鲜提供了一种绿色、高效、可追溯的多功能策略。  

五、思路借鉴  

1. 利用天然活性成分自组装构建智能涂层，无需额外交联剂，符合食品绿色安全要求；  

2. 聚集诱导发光（AIE）特性赋予涂层可视化追踪能力，解决了传统保鲜涂层难以监控的痛点；  

3. 剪切变稀的可喷涂特性适配工业化果蔬保鲜场景，兼具可水洗、可循环的优势。

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