AcsE通过代谢隔离作用稳定了不稳定的叶酸——5-甲基四氢叶酸（5-methyltetrahydrofolate），从而提高了大肠杆菌（Escherichia coli）中的甲基化效率

《Food Bioscience》：Metabolic sequestration by AcsE stabilizes the labile folate 5-methyltetrahydrofolate and enhances methylation efficiency in Escherichia coli

智能包装系统通过开发具备不可逆固体染色、抗菌、光热及光动力性能的共价有机框架（COF），实现时间-温度指示与食品防腐的协同功能，抗菌效率达100%（5分钟），可使牛肉保质期延长4倍，柑橘完全保鲜。

　　

王佳怡|刘彦飞|穆尼曼古尔·蒙蒂扎|常雪佳|卢福泰|李彦莉|王硕|邓启亮

天津科技大学化学工程与材料科学学院，港口危险化学品多组分识别重点实验室，中国天津300457

摘要

目前，智能包装系统主要针对特定场所设计，功能较为有限，通常侧重于单一的指示或保鲜能力。在这项研究中，开发了一种具有不可逆固色、抗菌、光热和光动力特性的共价有机框架（COF），它可以同时用作时间-温度指示剂以实现快速响应编码和活性包装材料。该COF表现出逐渐增强的光吸收能力（79.58%）、降低的带能量，从而具备优异的光热转换（37.75%）和活性氧生成（99.5%）能力，实现了广谱抗菌性能（5分钟内抗菌率达到100%）。当将其集成到包装中时，这种复合抗菌薄膜对牛肉和金橘的保鲜效果显著，其保质期比商用薄膜延长了4倍。该COF具有良好的生物相容性和商业前景，能够同时实现食品的时间-温度指示和保鲜功能，为食品安全的创新发展提供了新策略。

引言

食品安全是一个全球性的重大问题，因为食品变质和浪费对人类的生存和可持续发展构成了严重威胁（Cui等人，2024年；Sobhan等人，2022年；Wan等人，2024年）。全球每年有6亿例食源性疾病，导致超过40万人死亡（Liao等人，2024年；Shangguan等人，2025年）。近三分之一的食品被损失或浪费（Jung等人，2020年；Patra等人，2022年）。新兴的智能包装技术通过开发比色时间-温度指示剂和活性包装材料，为解决这些问题提供了有希望的方法（Yang等人，2021年；Yun等人，2025年）。比色时间-温度指示剂通过显示不同的颜色来提供非破坏性的质量监测技术，从而准确反映产品的新鲜度（Cheng等人，2025年；Luo等人，2021年）。活性包装是指将与保鲜相关的功能组件整合到包装材料中，通过吸收/清除氧气、释放/排放二氧化碳以及去除微生物来提高食品安全性和延长食品保质期（Yue等人，2024年）。

目前的比色时间-温度指示剂通常依赖于化学或天然染料（Liu等人，2025年；Wang等人，2022年）。然而，一些限制因素如狭窄的颜色转变范围、微弱的变化信号和溶剂依赖性大大降低了它们的实用性。共价有机框架（COFs）是一类通过共价键构建的多孔晶体材料，表现出显著的化学、光学和热稳定性（Huang等人，2023年；Kwon等人，2023年；Zhao等人，2024年）。先前的研究表明，硫醇功能化的COFs具有宽温度跟踪范围、多级颜色转变和敏感的不可逆颜色变化，因此可作为监测生产、运输和储存过程中温度-时间暴露历史的新时间-温度指示剂。基于COFs的各种比色时间-温度指示剂已经开发出来，包括液体热历史指示剂（Chen等人，2021年）、胶体时间-温度传感器（Xiao等人，2024年；Xu等人，2024年）以及固体变色指示剂（Guo等人，2025年），这些指示剂的耐用性和实用性得到了显著提升。

活性包装材料通常分为清除型和释放型（Carvalho等人，2024年；Song等人，2022年）。在突出的包装技术中，光热/光动力活性包装和清除型技术利用在光照下能够生成局部高温/活性氧（ROS）的材料进行杀菌和保鲜（Yang等人，2025年）。典型的光热/光动力材料如普鲁士蓝（Wang等人，2025年）、花青素（Pang等人，2024年）、姜黄素（Qu等人，2023年）和金属有机框架（Zhang等人，2025年）已被应用于包装内衬、容器和包装纸上。最近，开发出了同时生成高温和高浓度ROS的光热-光动力双重活性包装材料，实现了双重杀菌机制（Wang等人，2024年）。这类活性材料能有效灭活食源性病原体并延长产品保质期。

在这项研究中，通过结合柑橘G（光响应基团）、2,5-二氨基苯-1,4-二硫醇二盐酸盐（变色基团）和三（4-甲酰苯基）胺制备了能够同时作为时间-温度指示剂和活性包装材料的COF（称为SNG-COF）。该COF在宽广的温度范围内（-22°C至55°C）表现出显著的时间-温度刺激变色性能，可用于食品新鲜度监测和防伪作为智能标签。此外，智能标签可以与智能手机连接，更准确地反映食品的新鲜度和更多相关信息。材料在原始状态下作为视觉指示剂，而氧化后的材料具有优异的抗菌活性。经过近红外（NIR）光照5分钟后，对病原细菌的抑制率达到100%。通过将彩色COF与壳聚糖/聚乙烯醇薄膜结合制备的复合抗菌薄膜，可以将牛肉和牛肉干的变质时间分别延缓144小时和16天，并且也能完全实现金橘的保鲜。

部分摘录

COFs的合成

一个安瓿管中分别加入三（4-甲酰苯基）胺（0.4 mmol，67.85 mg）、2,5-二氨基苯-1,4-二硫醇二盐酸盐（0.3 mmol，37.92 mg）和柑橘G（0.3 mmol，31.81 mg）。然后依次加入1,4-二氧环己烷（0.33 mL）、间二甲苯（0.67 mL）和乙酸（0.1 mL，6 M）。所得混合物迅速用液氮冷冻，真空至30 mTorr的内部压力，并用火焰密封。自然恢复到室温后，将管子加热至120°C

制备、表征和形态

SNG-COF是通过在1,4-二氧环己烷、间二甲苯和乙酸的混合物中，于120°C下将三（4-甲酰苯基）胺、2,5-二氨基苯-1,4-二硫醇二盐酸盐和柑橘G聚合3天而合成的（图1a，图S1和表S1）。在傅里叶变换红外（FT-IR）光谱中，2586、1105和1490 cm^-1处的特征峰分别对应于SNG-COF中的S-H、C-S和N-N的伸缩振动（图1b）。1592 cm^-1处的伸缩带证实了...

结论

成功制备了具有固态传感功能、抗菌、光热和光动力特性的SNG-COF。这种材料可以同时用于新鲜度监测和产品保鲜。用SNG-COF制成的智能标签可以与智能手机连接进行信号记录，实现防伪和实时、准确地显示食品新鲜度。此外，SNG-COF的光热和光动力性能随着...

CRediT作者贡献声明

王佳怡：撰写——原始草稿、软件、方法论、数据分析。刘彦飞：验证、监督、数据分析、概念化。穆尼曼古尔·蒙蒂扎：验证、形式分析。常雪佳：软件、形式分析。卢福泰：形式分析。李彦莉：撰写——审稿与编辑。王硕：撰写——审稿与编辑。邓启亮：撰写——审稿与编辑、撰写——原始草稿、验证、概念化。

伦理声明

根据天津科技大学的政策，这种类型的食品感官分析不需要正式的伦理审批。本研究严格遵循《赫尔辛基宣言》中规定的原则。已获得所有参与者的事先同意，并采取一切必要措施确保所有参与数据收集人员的隐私和伦理待遇。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

邓启亮感谢中国科学技术部（项目编号：2016YFD0401101）和国家自然科学基金（项目编号：21375094）提供的财政支持。