华南理工大学孙大文院士团队文献汇总
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华南理工大学孙大文院士团队
文献汇总
导 读
华南理工大学现代食品工程研究中心由孙大文院士领衔，分设先进冷冻冷链研究所、智能检测控制研究所、新型物理加工研究所。
1、先进冷冻冷链研究所：近年来主要集中于：（1）冷链过程微尺度热质传递基础，水的影响过冷，冰晶的形态结构与分布， 冰晶生长与抑制动力学，达到形成热力学和生长动力学规律，结合物理场等手段研究冷冻及抗冻过程调控冰晶形态、结构、生长和分布的目的；（2）先进冻结冻藏技术对不同物态和物性食品中大分子微结构研究冷链环境流场对食品物料的多尺度效应，确定品质劣变产生的影响，阐述其中“变性”的机制；边界条件，结合数据手段及材料技术进行冷链过程调控，为冷链过程调控和减损提供科学基础。（3）利用工程化仿真，结合先进冻结冻藏冷却和冷冻技术与装备达到改善冷冻食品物性的冷链保鲜目的。团队近年来主持完成了国家级课题2项、省市科技计划项目6项、中央高校项目1项。发表SCI论文70余篇，授权发明专利17项，研发的技术和装备在产业应用，获第一届安徽省标准创新贡献奖二等奖（2021），2020年安徽省科技进步二等奖、2018年广东省科技进步一等奖、2016年教育部科技进步奖二等奖。
2、智能检测控制研究所：近年来主要针对食品（农产品）生产过程品质安全快速检测等难题，系统开展了基于高光谱的农产品品质理化指标快速感知技术和基于表面增强拉曼散射的食品危害物的快速检测技术研究。主要研究领域包括：食品品质的快速无损检测技术，通过高光谱、多光谱、太赫兹光谱和机器视觉开展针对加工过程食品品质的快速感知及数据挖掘方法（光谱及成像数据处理过程的特征光谱分离技术、光谱滤波、分类/回归方法、数据压缩及深度学习等环节）；食品质量与安全的表面增强拉曼散射检测技术，主要开展纳米基底制备、纳米材料功能性修饰、食品质量与安全拉曼指纹库的构建以及拉曼光谱仪器研究，发表SCI论文100余篇，主持完成国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家科技支撑计划、省市科技计划、企业横向合作项目等20项，授权发明专利23件，软件著作权6件，出版专著2部《Computer Vision Technology for Food Quality Evaluation》和《肉品品质安全高光谱成像检测技术及应用》。
3、新型物理加工技术研究所：主要研究领域为食品新型物理加工技术，包括低温等离子体技术、微波加工技术及聚集诱导发光技术等。（1）低温等离子体食品非热加工技术主要包括：低温等离子体食品杀菌保鲜技术研究；食物过敏原低温等离子体消减技术及低致敏性食品开发；低温等离子体改性与催化制备生物功能材料及应用研究。（2）食品微波加工技术主要包括：食品微波解冻技术研究；食品烹饪营养与健康研究；恒功率微波场技术研究；智能烹饪技术开发与应用。先后突破了“-1℃解冻”、“低温烹饪”、“脱脂减盐”“营养煲汤”等微波加工关键技术。（3）食品安全聚集诱导发光（AIE）技术研究主要包括：腐败气体响应型食品智能标签；微生物响应型抑菌薄膜；真菌毒素响应型试纸条。近几年承担国家自然科学基金、国家重点研发计划、广东省自然科学基金、广东省级科技创新战略专项资金、广东省重点领域研发计划项目等国家及省部级科研项目20多项，发表JCR一区SCI收录论文60多篇，授权国际及中国发明专利15件。先后建立广东省现代食品新型加工与智能检测国际联合研究中心、华工大-美的微波食品联合研究中心、华工大-国泰海洋健康食品联合研究中心，完成了多项企业合作开发课题。
一、 先进冷冻冷链研究所---代表性文献汇总
（一） 仿生在农业食品领域中的应用
1
仿生纳米改性策略
2021年8月4日，华南理工大学：徐亮（一作）与孙大文*（通讯作者）在ACS Nano（1区，IF=15.881）发表了题为“Bioinspired nanomodification strategies: moving from chemical-based agrosystems to sustainable agriculture”的综述论文。
可持续农业为国家的经济发展、环境保护和粮食安全奠定了坚实的基础。至今，由植物致病菌或害虫引起的农作物病害是导致农作物产量减少的主要问题，严重地阻碍了农业的发展。传统的农用化学品有效地控制了农作物病害，减少了农作物的损失。但是，由于人们过量地使用农药，植物致病菌和害虫都产生了耐药性，导致农药的有效性越来越弱。与此同时，大量地使用农药也会污染生态环境并通过食物链的方式危害到人类的健康。
在过去的几十年里，纳米颗粒由于其具有特殊的物理化学特性，在农业领域成为了研究热点。但是，由于纳米颗粒的合成方法涉及到有毒性试剂且成本较高，限制了其农业上的广泛应用。受自然界的启发，即自然界中的微生物和植物为了减少环境中重金属的毒性，能够有效地还原重金属离子并产生重金属纳米颗粒，越来越多的研究者将目光投向了纳米颗粒的仿生/生物合成。纳米颗粒的仿生/生物合成是一种性价比高，环境友好且能提高纳米颗粒性能的合成方式。
本文总结了该领域近十年的研究，系统地阐述了纳米颗粒的仿生/生物合成方式和机理，并进一步讨论了仿生/生物合成纳米颗粒在农业系统中的应用和机理，包括土壤重金属修复、种子萌发、农作物生长、毒理学、以及病虫害管理等，为仿生/生物合成纳米颗粒在可持续农业领域的研究和应用提供参考。
DOI：10.1021/acsnano.1c03948
2
天然冰点调节物质在食品抗冻/促冻中的应用
2019年11月15日，华南理工大学：田由（一作）与孙大文*（通讯作者）在Trends in Food Science & Technology（1区，IF=12.563）发表了题为“Naturally sourced biosubstances for regulating freezing points in food researches: Fundamentals, current applications and future trends”的综述论文。
冷冻是一种常用的食品保藏方法，然而不当的冷冻储存引起的冰晶生长会导致食品质量下降。调节冰点（Freezing point，FP）能够促进或抑制冰核形成，控制冰晶生长和重结晶。一些绿色、无毒和高效的天然生物物质被证实可以调节FP，显示出在食品及相关领域的应用前景。本综述介绍了三类FP调节生物物质，包括冰核蛋白（ice-nucleating proteins，INPs）、抗冻蛋白（anti-freezing proteins，AFPs）和天然深共晶溶剂（natural deep eutectic solvents，NADEs）；总结了这些生物物质调节FP的机制；介绍了这些天然FP调节剂在食品及相关领域的应用现状；并指出了未来的研究方向。
DOI: 10.1016/j.tifs.2019.11.009
3
天然深共晶溶剂在食品抗冻中的应用
2021年9月17日，华南理工大学：田由（一作）与孙大文*（通讯作者）在Food Chemistry（1区，IF=7.514）发表了题为“Development of natural deep eutectic solvents (NADESs) as anti-freezing agents for the frozen food industry: Water-tailoring effects, anti-freezing mechanisms and applications”的研究论文。
食品冷冻过程或冷冻储存中，严重的冰、霜积累会显著影响生产效率和食品质量，这些问题制约了冷冻食品行业的发展。天然深共晶溶剂（natural deep eutectic solvents，NADESs）存在于耐寒动植物体内，具有无毒害和可生物降解等特点，表现出良好的抗冻能力。本研究制备了4种不同的NADESs，包括Pro:Glc (5:3)、Pro:Glc (1:1)、Pro:Sor (1:1)和Urea:Glc:CaCl2 (3:6:1)。差示扫描量热法和低场核磁共振分析表明，NADES可以通过增强氢键强度来抑制分子运动，赋予它们优异的抗冻能力。其中，Pro:Sor（1:1）具有最大的温度敏感性和最好的防结霜能力。在冷冻鸡胸肉中的应用进一步揭示了NADES作为抗冻剂的潜力。
DOI: 10.1016/j.foodchem.2021.131150
4
防冰霜仿生改性表面在食品中的应用
2021年2月24日，华南理工大学：朱志伟（一作）与孙大文*（通讯作者）在Trends in Food Science & Technology（1区，IF=12.563）发表了题为“Biomimetic modification of freezing facility surfaces to prevent icing and frosting during freezing for the food industry”的综述论文。
冷冻和制冷在食品保藏中发挥着重要作用，然而冷冻设备表面聚集的冰霜会导致较高的能耗，降低食品的冷冻效率。仿生防冰表面是一种新型的主动防/除冰技术，具有良好的工程应用前景。本文综述了仿生改性表面的防冰机理、研究进展及其在食品制冷工业中的潜在应用；讨论了以超疏水表面（superhydrophobic surfaces, SHSS）和注液光滑多孔表面（slippery liquid-infused porous surfaces，SLIPS）为代表的超润湿仿生表面的耐久性和安全性、强调了仿生改性技术在食品领域成功应用的困难和挑战；指出了未来的研究方向应集中于无毒、机械稳定的仿生抗冻表面。
DOI: 10.1016/j.tifs.2021.02.034
（二） 先进冻结冻藏技术
5
高压辅助冷冻技术对多酚氧化酶的影响
2020年7月8日，华南理工大学：程丽娜（一作）与孙大文*（通讯作者）在Food Chemistry（1区，IF=7.514）发表了题为“Impacts of high pressure assisted freezing on the denaturation of polyphenol oxidase”的研究论文。
本研究分析了高压辅助冷冻过程中的压力因素（压力和时间）、冷冻因素（温度、相变、重结晶和冰晶类型）对蘑菇多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）热力学性质和构象的影响。结果表明，压力因素在PPO的变性中发挥重要作用，而冷冻因素能够减弱压力因素对PPO变性的影响。
DOI: 10.1016/j.foodchem.2020.127485
相关文献：
DOI: 10.1016/j.foodchem.2017.02.048
6
真空冷却技术在食品领域中的应用
2020年11月4日，华南理工大学：朱志伟（一作）与孙大文*（通讯作者）在Critical Reviews in Food Science and Nutrition（1区，IF=11.176）发表了题为“Pressure-related cooling and freezing techniques for the food industry: fundamentals and applications”的综述论文。
冷却和冷冻是常见的两种食品保藏方式。传统的冷却冷冻技术效率低，容易损伤食品结构，造成食品品质下降。为了提高冷却和冷冻效率并提高食品品质，一些压力相关的技术被广泛研究和应用，如真空冷却（vacuum cooling，VC）、真空液膜闪蒸（vacuum film cooling，VFC）、真空喷雾闪蒸（vacuum spray cooling，VSC）、压力转变冷冻（pressure shift freezing，PSF）和等容冷冻（isochoric freezing，ICF）。本综述介绍了压力相关冷却和冷冻技术的原理、试验系统、热力学和动力机制及相关的数值模型；总结了这些技术在食品工业中的应用；强调了技术应用的局限性和挑战。
DOI：10.1080/10408398.2020.1841729
7
减压冷却技术对小白菜品质影响
2020年12月4日，华南理工大学：朱志伟（一作）与孙大文*（通讯作者）在Postharvest Biology and Technology（1区，IF=5.537）发表了题为“Effects of pressure reduction modes on vacuum cooling efficiency and quality related attributes of different parts of pakchoi (brassica chinensis l.)”的研究论文。
新鲜蔬菜的货架期短，在贮藏过程中极易腐烂变质。真空冷却（vacuum cooling, VC）能够及时消除累积热量、有效地延长农产品货架期，提高产品品质，最大程度地减少浪费。本研究比较了不同VC模式对小白菜不同食用部位的冷却效率和品质相关特性的影响，包括总含水量和游离含水量、色差、呼吸速率、膜稳定性和微观结构，并应用聚类分析（CA）分析了VC模式引起的品质变化。结果表明，叶片和叶柄表现出不同的温度变化和真空耐受性，其中叶片近轴表皮对VC更为敏感，细胞损伤更为严重。快速减压模式（α1=0.0502 s-1）可以显著提高冷却效率并将品质损失降至最低，而中等减压模式（α2=0.0184 s-1）有助于改善温度分布均匀性和颜色可接受度。综合分析表明叶菜类蔬菜的VC应避免采用缓慢减压模式。
DOI: 10.1016/j.postharvbio.2020.111409
相关文献：
DOI: 10.1016/j.foodchem.2017.02.048
DOI: 10.1016/j.tifs.2018.12.011
DOI: 10.1080/10408398.2018.1490696
DOI: 10.1016/j.lwt.2018.04.002
DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2017.07.014
8
高压电场辅助冷冻技术对琼脂糖凝胶的影响
2019年3月1日，华南理工大学：王启军（一作）与孙大文*（通讯作者）在Journal of Food Engineering（1区，IF=5.354）发表了题为“Effects of high-voltage electric field produced by an improved electrode system on freezing behaviors and selected properties of agarose gel”的研究论文。
本研究评估了由改进的电极系统产生的高压电场（high-voltage electric field，HVEF）对琼脂糖凝胶冷冻行为和性质的影响。结果表明，HVEF结合慢速冷冻显著降低了过冷度，提高了平均冻结速率，尤其是成核速率。较高的内电场强度下冻结样品中的冰晶较小。这项研究表明，HVEF辅助冷冻能够减小半固态模型食品中形成的冰晶。将具有高介电常数的电介质间隔棒集成到电极上可以作为解决放电问题的潜在方法。
DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2019.02.024
相关文献：
DOI: 10.1080/10408398.2018.1434609
DOI: 10.1080/10408398.2015.1004569
9
纳米气泡和恒/变频超声辅助冷冻对粘性食品模型系统的影响
2020年8月18日，华南理工大学：田由（一作）与孙大文*（通讯作者）在Journal of Food Engineering（1区，IF=5.354）发表了题为“Effects of nano-bubbles and constant/variable-frequency ultrasound-assisted freezing on freezing behaviour of viscous food model systems”的研究论文。
超声辅助冷冻（ultrasound-assisted freezing，UF）作为一种新型的冷冻技术，通过超声空化效应调节冷冻中的成核过程，现已被用于液体和果蔬等固体食品的冷冻。然而，在粘性食品中的应用鲜有报道。本研究制备了含有不同浓度（G10%、G15%、G20%、G25%和G30%）纳米气泡（nano-bubbles，NBs）的水解明胶基粘性食品模型，并测定了气泡大小分布、溶解氧浓度和粘度等性质，监测了浸没冷冻（immersion freezing，IF）、恒频超声辅助冷冻（constant frequency ultrasound-assisted freezing，CFUF）和变频超声辅助冷冻（variable-frequency ultrasound-assisted freezing，VFUF）模型的冷冻行为，并使用多元方差分析（MANOVA）分析了冷冻效率。结果表明，G20%和G30%的NBs粒径稳定性最好，平均粒径迁移距离小于50 nm。此外，MANOVA表明两个主要因素（“水解明胶浓度”和“冷冻方法”）及其相互作用（“水解明胶浓度*冷冻方法”）显著影响冷冻速率和相变速率。VFUF可以通过延缓气泡尺寸和系统粘度增加导致的超声效率下降，从而更好地促进冷冻过程。本研究证明，引入稳定的NB后进行VFUF可以显著提高粘性食品系统的冷冻效率。
DOI：10.1016/j.jfoodeng.2020.110284
10
超声辅助冷冻技术对马铃薯品质的影响
2019年8月14日，华南理工大学：朱志伟（一作）与孙大文*（通讯作者）在Ultrasonics Sonochemistry （1区，IF=7.491）发表了题为“Effects of multi-frequency ultrasound on freezing rates and quality attributes of potatoes”的研究论文。
本研究分析了多频超声辅助冷冻和单频超声辅助冷冻对马铃薯的冷冻速率、显微结构和品质特性（汁液损失、硬度、总钙含量、L-抗坏血酸含量和总酚含量）的影响。结果表明，多频超声的冷冻效果优于单频超声。多频超声能显著提高冷冻速度，更好地保持冷冻样品的品质。随着超声频率的增加，冷冻效果更好。此外，扫描电子显微镜（scan electron microscopy，SEM）显示多频超声处理形成的冰晶细小且分布均匀，对冷冻马铃薯样品造成的损伤较小。
DOI: 10.1016/j.ultsonch.2019.104733
相关文献：
DOI: 10.1016/j.ultsonch.2020.105162
DOI: 10.1016/j.ultsonch.2019.104733
DOI: 10.1007/s11947-018-2103-8
DOI: 10.1080/10408398.2018.1482528
DOI: 10.1016/j.lwt.2018.02.053
DOI: 10.1007/s11947-015-1633-6
（三）食品中水分子氢键结合状态的原位可视化检测
11
共焦拉曼显微镜观察苹果细胞中水分子氢键状态的原位分布
2019年11月8日，华南理工大学：李冬梅（一作）与孙大文*（通讯作者）在Analyst（1区，IF=4.616）发表了题为“Visualization of the in situ distribution of contents and hydrogen bonding states of cellular level water in apple tissues by confocal Raman microscopy”的研究论文。
拉曼光谱可用于研究水分子的氢键状态，然而，拉曼成像数据包含数千个光谱，这使得获取具有不同氢键的水的信息具有挑战性。在当前的研究中，采用了一种将共焦拉曼显微镜（confocal Raman microscopy，CRM）成像与迭代曲线拟合算法相结合的新方法，以确定苹果组织中细胞水平的水分含量分布和具有不同氢键的水分状态。从苹果组织的整个细胞中获取的拉曼成像数据范围是2700-3800 cm-1，然后使用fixed-position Gaussian iterative curve fitting（FPGICF）算法将其分解为七个子峰。使用每个子峰的面积、OH拉伸振动的面积和以及DA-OH与DDAA-OH拉伸振动的面积比，分别可视化每个子峰的分布、水含量和具有不同氢键的水状态。此外，还发现每个水分子的氢键数可以作为描述苹果组织中水分子氢键状态的标准。这些结果将为今后研究其他食品材料中细胞水分子提供了新的见解。
DOI：10.1039/c9an01743g
12
2021年9月8日，华南理工大学：李冬梅（一作）与孙大文*（通讯作者）在Journal of Molecular Liquids（1区，IF=6.165）发表了题为“Quantification of hydrogen bonding strength of water in saccharide aqueous solutions by confocal Raman microscopy”的研究论文。
拉曼光谱一直被用于生物分子水溶液中水结构的研究，但复杂水溶液系统中氢键强度的量化分析仍然是一个挑战。本研究以四种糖类水溶液为样品，利用共焦拉曼显微镜研究了水的氢键强度与这些溶液在3000-3800 cm-1范围内的拉曼光谱之间的定量关系。结果表明，糖分子对水氢键强度的增强作用随浓度的增加而增强，其增强程度与糖分子的水化能力和偏摩尔体积有关。本研究还提出了一个基于水分子氢键平均数的方程，用核磁共振谱仪T2弛豫时间验证了该方程的准确性。
DOI: 10.1016/j.molliq.2021.117498
（四） 植物激素在食品保鲜中的应用
13
植物激素在果蔬采后贮藏保鲜中的应用
2020年12月24日，华南理工大学：向文娟（一作）与孙大文*（通讯作者）在Critical Reviews in Food Science and Nutrition（1区，IF=11.176）发表了题为“Phytohormones in postharvest storage of fruit and vegetables: mechanisms and applications”的综述论文。
作为植物体内广泛存在的重要成分，植物激素因其能够有效调节果蔬生长发育和成熟衰老而受到人们的广泛关注。本文综述了果蔬采后贮藏保鲜常用的六大类植物激素，包括茉莉酸类（Jasmonates, JA）、水杨酸类（Salicylic acid, SA）、细胞分裂素类（Cytokinin, CTK）、赤霉素类（Gibberellin, GA）、多胺类（Polyamine, PA）和油菜素内酯类（Brassinolide, BR）。从植物激素激活果蔬机体防御基因表达，抑制衰老相关植物激素的敏感性和表达，提高抗氧化酶活性和维持细胞完整性等方面详细探讨了这六大类植物激素对于果蔬采后保鲜的调控机制，综述了其在果蔬采后贮藏保鲜方面的应用。最后，讨论了植物激素应用于果蔬采后贮藏保鲜面临的挑战和亟待解决的问题。
DOI：10.1080/10408398.2020.1864280
（五） 时间温度指示器在食品品质监测中的应用
14
时间温度指示器在食品质量监测中的应用
2020年3月3日，华南理工大学：高婷婷（一作）与孙大文*（通讯作者）在Trends in Food Science & Technology（1区，IF=12.563）发表了题为“Modelling, responses and applications of time-temperature indicators (TTIs) in monitoring fresh food quality”的综述论文。
冷藏食品对温度波动非常敏感，因此冷链物流过程中的实时温度监测至关重要。时间温度指示器（Time-temperature indicators，TTIs）是实时监测食品温度的有效方法，已被广泛应用于新鲜食品管理，其在减少食品浪费、确保食品安全和品质检测等方面显示出巨大的应用潜力。本综述介绍了TTIs的常用建模方法，包括反应速率常数（k）和活化能（Ea）测定以及Ea匹配。通过数学建模，TTIs的保质期可以与目标食品的保质期相匹配，使得TTIs的响应变化能够真实反映食品品质。本文首次总结了不同响应类型的TTIs，包括基于颜色、酸度、扩散长度和其他响应的TTIs。此外，还强调了TTIs在乳制品、肉类和水产品以及蔬菜冷链管理中的应用。
DOI: 10.1016/j.tifs.2020.02.019
15
基于金银核壳纳米棒型时间-温度指示器监测巴氏杀菌乳品质变化
2021年4月7日，华南理工大学：高婷婷（一作）与孙大文*（通讯作者）在Journal of Food Engineering（1区，IF=5.354）发表了题为“Gold-silver core-shell nanorods based time-temperature indicator for quality monitoring of pasteurized milk in the cold chain”的研究论文。
本研究使用金银核壳纳米棒型时间-温度指示器（Au@AgNRs TTI）来监测冷链中巴氏杀菌乳的品质变化。通过测定在4 ℃、15 ℃、 25 ℃和35 ℃下Au@AgNRs的纵向等离子体吸收峰位置、微观形貌和颜色变化以表征TTI的动力学特性和温度依赖性。测定相同温度下巴氏杀菌乳的可滴定酸（titratable acidity，TA）、pH值和细菌总数（total bacterial count，TBC）的变化以表征不同储存温度下各质量属性的动力学特性。结果表明，Au@AgNRs TTI可以准确地预测冷链中巴氏杀菌乳的TA变化。
DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2021.110624
二、智能检测控制研究所
代表性文献汇总
（一） 食品快速无损检测技术
16
高光谱成像技术用于水分预测
2016年10月13日，华南理工大学：马骥（一作）与孙大文*（通讯作者）在Journal of Food Engineering（1区，IF= 5.354）发表了题为“Model improvement for predicting moisture content (MC) in pork longissimus dorsi muscles under diverse processing conditions by hyperspectral imaging”的研究论文。
该文章以新鲜（F）、冻-融（F-T）、干-盐渍-脱水（D-S-D）、湿-盐渍-脱水（W-S-D）的猪肉样品为标准模型，研究了猪肉在加热脱水（H-D）和冷空气脱水（C-A-D）过程中的水分变化。首先从400-1000 nm光谱范围内的感兴趣区域（region of interests，ROIs）中提取全光谱信息，并通过灰度梯度共生矩阵（gray level gradient co-occurrence matrix，GLGCM）方法从占98.73％的总方差的前两个PC图像中提取纹理变量。研究表明，基于F、FT、DSD 和 WSD 样本的特征光谱和纹理（optimal wavelengths and the textures，OW-T）的偏最小二乘回归（partial least-squares regression，PLSR）模型能最好地预测 H-D和 C-A-D 样本中的水分含量（R2P=0.9489，RMSEP=1.4736）。
DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2016.10.016
17
高光谱成像技术用于肉品质量检测
2016年11月21日，华南理工大学：程玮玮（一作）与孙大文*（通讯作者）在Food Chemistry（1区，IF=7.514）发表了题为 “Chemical spoilage extent traceability of two kinds of processed pork meats using one multispectral system developed by hyperspectral imaging combined with effective variable selection methods”的研究论文。
该研究使用了全波段分别为咸肉和熟肉建立的校准模型显示出良好的结果，预测的决定系数（R2P）分别为0.887 和 0.832。为了简化校准模型，使用并比较了两种变量选择方法。结果表明，选择尽可能多的连续波段的遗传算法-偏最小二乘法（genetic algorithm-partial least squares，GA-PLS）具有更好的性能。还以高光谱成像技术为基础，开发多光谱成像系统以同时追踪两种加工肉类的化学腐败程度。使用 GA-PLS 作为降维方法获得了良好结果（R2P=0.854），用于对肉品总挥发性基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）含量的可视化。
DOI: 10.1016/j.foodchem.2016.11.093
18
高光谱成像技术用于鱼肉品质的监测
2017年4月15日，华南理工大学：马骥（一作）与孙大文*（通讯作者）在LWT-Food Science and Technology（1区，IF= 4.952）发表了题为“Prediction of textural changes in grass carp fillets as affected by vacuum freeze drying using hyperspectral imaging based on integrated group wavelengths”的研究论文。
该研究旨在使用400-1000 nm 范围内的组合波长开发的高光谱成像模型预测冷冻干燥过程中草鱼鱼片（Ctenopharyngodon idella）的不同质构特征。利用Warner-Bratzler 剪切力（Warner-Bratzler shear force，WBSF）作为鱼产品嫩度评估的客观指标。采用平均光谱与中位数光谱结合偏最小二乘回归（partial least squares regression，PLSR）来开发质构变化与光谱之间的定量函数。研究表明，中位数光谱的组合波长被证明是同时预测WBSF（R2P= 0.8774）、硬度（R2P= 0.8523）、胶粘性（R2P= 0.7982）和咀嚼性（R2P= 0.8453）的最佳波长。
DOI: 10.1016/j.lwt.2017.04.040
19
高光谱成像技术用于猪肉品质的监测
2018年7月26日，华南理工大学：马骥（一作）与孙大文*（通讯作者）在Journal of Food Engineering（1区，IF=5.354）发表题为“Protein content evaluation of processed pork meats based on a novel single shot (snapshot) hyperspectral imaging sensor”研究性论文。
该研究利用单景成像高光谱技术结合反向传播神经网络（back propagation-neural network，BP-NN）和偏最小二乘回归（partial least squares regression，PLSR）预测模型，对多种加工猪肉的蛋白质含量进行评估。研究发现，BP-NN效果优于PLSR，通过比较BP-NN模型的性能，从反射、吸收和Kubelka-Munk（K-M）光谱中选择最佳光谱。结合吸收光谱的BP-NN模型对不同加工猪肉的蛋白质含量评价效果最佳，且极大缩短了检测时间。研究表明，用单景成像高光谱技术测定猪肉中蛋白质含量可行，单景成像高光谱技术在未来食品工业中的应用潜力巨大。
DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2018.07.032
20
高光谱成像技术用于梨果实病害的监测
2019年4月8日，华南理工大学：潘廷跳（一作）与孙大文*（通讯作者）在Postharvest Biology and Technology（1区，IF=5.537）发表了题为“Pathogenetic process monitoring and early detection of pear black spot disease caused by Alternaria alternata using hyperspectral imaging”的研究文章。
该研究在新鲜库尔勒梨上接种链格孢菌，并获取了感染和对照样品的高光谱图像。通过光谱角度标测，分割出感染区域，并监测库尔勒梨黑斑病的发病过程。通过建立支持向量机（support vector machines，SVM）、k-最近邻和偏最小二乘判别分析模型，并对其检测库尔勒梨黑斑病早期发作的能力进行了评估。研究表明，支持向量机模型的总体精度为97.5%，最适合应用于所提出的高光谱成像技术。本研究首次报道了利用高光谱成像技术监测梨果实病害的发病过程和早期症状。
DOI: 10.1016/j.postharvbio.2019.04.005
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基于高光谱成像技术用于肉类检测
2019年5月14日，华南理工大学：马骥（一作）与孙大文*（通讯作者）在Journal of Food Engineering（1区，IF=5.354）发表题为“Comparison of spectral properties of three hyperspectral imaging (HSI) sensors in evaluating main chemical compositions of cured pork”的研究论文。
该研究对比了三种高光谱成像系统对多种加工猪肉主成分（水分、蛋白质和脂肪）含量的预测性能。这三种高光谱成像系统包括两种线扫描高光谱成像系统VIS-NIR和SW-NIR以及一种单景多光谱成像系统VIS。使用最常用且稳定性较高的回归系数法提取特征波长，偏最小二乘判别分析法建立理化指标的预测模型。研究表明，在全波段或相同数量特征波下，单景多光谱成像的预测精度低于线扫描高光谱成像系统。选择相同波段时，线扫描高光谱成像系统与单景多光谱成像系统在预测猪肉主成分时的差异性较小，特征波长的选择对模型的影响较大，分析特征波长对进一步发展食品质量评价中的高光谱成像具有重要意义。
DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2019.05.024
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近红外光谱成像技术用于肉类检测
2019年7月12日，华南理工大学：程玮玮（一作）与孙大文*（通讯作者）在Journal of Food Engineering（1区，IF=5.354）发表了题为“Lipid oxidation degree of pork meat during frozen storage investigated by near-infrared hyperspectral imaging: Effect of ice crystal growth and distribution”研究论文。
该研究采用近红外高光谱成像和化学计量学相结合的方法，以硫代巴比妥酸反应物质（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）值为基础，快速无损检测了猪肉冷冻贮藏过程中的脂质氧化程度，并采集了高光谱图像。研究表明，TBARS值与冷冻猪肉的散射特性高度相关。仅利用多元散射校正（multiplicative scattering correction，MSC）获得的两个校正因子建立的偏最小二乘（partial least square，PLS）回归模型与基于全近红外光谱区域的模型具有几乎相同的性能，预测决定系数（R2P=0.926，RMSEP=0.036），该研究有助于更好地解释冻肉的品质情况。
DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2019.07.013
（二） 食品质量与安全的拉曼技术研究
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基于表面增强拉曼散射技术检测有害物质
2018年2月28日，华南理工大学：江应芬（一作）与孙大文*（通讯作者）在Trends in Food Science & Technology（1区，IF=12.563）发表了题为“Surface enhanced Raman spectroscopy (SERS): A novel reliable technique for rapid detection of common harmful chemical residues”的综述论文。
该文章介绍了表面增强拉曼光谱（surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS）的基本原理。通过两种典型的检测改进方法，讨论了SERS在农产品中农药、抗生素和β2-肾上腺素能受体激动剂等有害化学品残留检测方面的最新进展，并阐述了SERS的优点。最后，提出了SERS在有害残留物检测的未来趋势。
DOI: 10.1016/j.tifs.2018.02.020
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基于表面增强拉曼散射技术测定多酚氧化酶活性
2018年9月13日，华南理工大学：潘廷跳（一作）、孙大文*（通讯作者）在Journal of Agricultural and Food Chemistry（1区，IF=5.279）发表了题为“New method for accurate determination of polyphenol oxidase activity based on reduction in SERS intensity of catechol”的研究论文。
该研究建立了一种表面增强拉曼散射（surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS）方法，通过降低反应介质中儿茶酚的SERS强度，精确测定了水果和蔬菜中的PPO活性。在特定的儿茶酚浓度下，收集了纯化PPO溶液反应介质的SERS信号，建立了SERS强度变化（ΔI）和PPO活性（EC）之间的线性关系，可用于确定真实样品的PPO活性。本研究首次使用SERS方法测定水果和蔬菜中PPO的活性。
DOI: 10.1021/acs.jafc.8b03985
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基于表面增强拉曼散射技术测定多残留农药
2018年12月11日，华南理工大学：Tehseen Yaseen（一作）与孙大文*（通讯作者）在Talanta（1区，IF=6.057）发表了题为 “Fabrication of silver-coated gold nanoparticles to simultaneously detect multi-class insecticide residues in peach with SERS technique” 的研究文章。
该研究基于镀银金纳米粒子的基底制备，用于检测有机磷和新烟碱类等多种农药残留。研究表明，Au@Ag 基底结合SERS检测可以精确识别农药的特征波数。与早期的研究相比，该方法快速、简便且无需长时间的样品预处理，同时也为多残留农药检测提供了更大的空间。
DOI: 10.1016/j.talanta.2018.12.030
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基于表面增强拉曼柔性基底测定农药
2019年7月18日，华南理工大学：王凯强（一作）与孙大文*（通讯作者）在ACS Applied Materials & Interfaces（1区，IF=9.229）发表了题为“Stable, flexible, and high-performance SERS chip enabled by a ternary film-packaged plasmonic nanoparticle array ”的研究论文。
该研究结合Au@Ag纳米粒子和高分子膜制备了一种高稳定性的柔性基底。通过界面自组装的方法将有序的Au@Ag纳米粒子阵列固定在PMMA膜上；然后将新生的Au@Ag/PMMA膜附于高透明的荧光定量PCR封板膜上以提高其机械稳定性；最后在Au@Ag/PMMA/qPCR膜上覆盖一层PET离型膜，用以保护等离激元纳米阵列免受外界干扰。本研究构建的三层膜保护的柔性基底不仅具有优良的表面增强拉曼活性，而且储藏稳定性好。本研究可为构建新型可穿戴式表面增强拉曼基底的研究提供一种新的研究思路。
DOI: 10.1021/acsami.9b09746
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基于界面自组装技术测定农药残留
2019年11月17日，华南理工大学：王凯强（一作）与孙大文*（通讯作者）在Food Chemistry（1区，IF=7.514）合作发表了题为“Two-dimensional Au@Ag nanodot array for sensing dual-fungicides in fruit juices with surface-enhanced Raman spectroscopy technique”的研究论文。
该研究通过核-壳纳米粒子（Au@Ag NPs）的液-液界面自组装设计了一种高性能表面增强拉曼散射的二维纳米点阵列，并用于评估梨、苹果和橙汁中的杀菌剂的残留量。该研究也是首次将二维纳米点阵列与表面增强拉曼散射技术结合，同时为开发二维纳米点阵列检测食品中的多种化学污染物提供研究方向支持。
DOI: 10.1016/j.foodchem.2019.125923
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基于表面增强拉曼散射双通道技术检测多菌灵农药
2019年12月23日，华南理工大学：王凯强（一作）与孙大文*（通讯作者）在Analyst（1区，IF=4.616）发表了题为“A rapid dual-channel readout approach for sensing carbendazim with 4-aminobenzenethiol-functionalized core-shell Au@Ag nanoparticles” 的研究论文。
该研究结合肉眼比色法和表面增强拉曼散射双通道方法，设计了一种4-氨基苯巯基功能化核壳银包覆金纳米颗粒（Au@Ag-4ABT NP）体系，用于多菌灵农药的快速检测。在碱性条件下，去质子化的多菌灵农药通过键合作用与Ag表面相互作用，使得相邻的Au@Ag-4ABT NPs通过π-π键相互作用而靠近，从而导致Au@Ag-4ABT NPs的聚集。纳米粒子的聚集使胶体体系的光学性质发生变化，可以用肉眼观察，而相邻的Au@Ag纳米粒子之间产生局域化的表面等离子体共振“热点”。此外，该方法还可在30 min内快速检测自来水、菜花和梨汁中的多菌灵农药。
DOI: 10.1039/C9AN02185J
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基于磁性纳米粒子适配体检测黄曲霉素AFB1
2020年4月14日，华南理工大学：何惠容（一作）与孙大文*（通讯作者）在Food Chemistry（1区，IF=7.514）发表了题为“Bridging Fe3O4@Au nanoflowers and Au@Ag nanospheres with aptamer for ultrasensitive SERS detection of aflatoxin B1”的研究文章。
该研究以适配体桥接Fe3O4@Au纳米花和Au@Ag纳米球，将多功能捕获探针（Fe3O4@AuNFs-cDNA）与（Au-4MBA@Ag NSs-Apt）的相结合，成功制备了一种用于黄曲霉毒素AFB1高性能的表面增强拉曼散射-适配体的检测方法。
DOI: 10.1016/j.foodchem.2020.126832
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基于金属有机框架材料吸附染料色素
2020年4月18日，华南理工大学：吴蕾蕾（一作）与孙大文*（通讯作者）在Food Chemistry（1区，IF=7.514）发表了题为“Plasmonic nanoparticles on metal-organic framework: A versatile SERS platform for adsorptive detection of new coccine and orange II dyes in food”研究文章。
该研究将金属有机框架结构引入表面增强拉曼基底合成中，利用金属有机框架结构材料对色素优异的吸附能力提高基底对色素的亲和性及表面增强拉曼的活性。将方法可用于胭脂红和酸性橙II 等色素的检测，有利于加强食品中非法使用色素的监控作用。
DOI: 10.1016/j.foodchem.2020.127105
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基于动态光学技术检测孔雀石绿
2020年5月14日，华南理工大学：胡冰雪（一作）与孙大文*（通讯作者）在Talanta（1区，IF=6.057）发表了题为“A dynamically optical and highly stable pNIPAM@AuNRs nanohybrid substrate for sensitive SERS detection of malachite green in fish fillet”的研究论文。
该研究通过将金纳米棒固定在pNIPAM的聚合物上，提出了一种用于保留金纳米棒胶体基质的新想法。通过控制金纳米棒间的分散性能，从而调控表面增强拉曼信号，更好地为食品中痕量水平污染物（孔雀石绿）检测提供技术支持。
DOI: 10.1016/j.talanta.2020.121188
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当网状化学遇见农业化学（Chemical Society Reviews，IF=54.564）
2020年10月25日，华南理工大学：孙大文*（通讯作者，一作）与黄伦杰（一作）在Chemical Society Reviews（1区，IF=54.564）发表了题为“Introducing reticular chemistry into agrochemistry”的综述论文。
该文章首次围绕网状化学中两个重要金属有机框架材料，借助网状化学的“魔力”开启了农业化学进化的新旅程。论证了将网状化学作为一种易于使用的化学工具箱引入农业化学技术中的可能性。在这篇重要综述中，作者展示了网状化学如何在农业传感、农业生态保护和再利用、农药配方、智能室内农业和农业生物技术等多个领域中逐步塑造农业化学的未来。这项工作也是多孔材料，网状化学，农业化学，食品化学和环境科学等研究领域普遍关注的系统性综述。
DOI: 10.1039/C9CS00829B
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基于荧光碳量子点材料检测丙烯酰胺
2021年3月23日，华南理工大学：韦庆益（一作）与孙大文*（通讯作者）在Food Chemistry（1区，IF=7.514）发表了题为“A fluorescence biosensor based on single-stranded DNA and carbon quantum dots for acrylamide detection”的研究论文。
该研究采用一种快速、安全、经济的方法制备了荧光碳量子点。合成的碳量子点平均粒径为3 nm，当激发波长为350 nm时，在445 nm处有较强的发光峰。此外，采用单链DNA结合荧光碳量子点探针检测丙烯酰胺，使该传感器具有特异性。该荧光检测方法可检测出5×10−3 - 1×10−7 M的丙烯酰胺，检出限为2.41×10−8 M。研究表明，该荧光碳量子点探针在真实样品中用于丙烯酰胺检测具有良好的适用性，与传统色谱方法相比更简便、省时。
DOI: 10.1016/j.foodchem.2021.129668
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基于多元多酚化学启发纳米标签检测细菌
2021年4月21日，华南理工大学：黄伦杰（一作）与孙大文*（通讯作者）在Analytica Chimica Acta（1区，IF=6.558）发表了题为“Reproducible, shelf-stable, and bioaffinity SERS nanotags inspired by multivariate polyphenolic chemistry for bacterial identification”的研究论文。
该作者受到多酚化学（例如，氧化还原化学，表面化学，配位化学和生物缀合物化学）的启发，提出了来自包括绿色制剂，易改性，快速稳定和细菌生物的各方面的生物识别表面增强拉曼纳米柱的多变量设计定位。更重要的是，该研究首次验证了金属-酚类化合物对细菌具有高度亲和力，结合适配体改性的磁性捕获探针，可快速对被污染食物造成细菌污染进行定量检测。
DOI: 10.1016/j.aca.2021.338570
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基于二维材料纳米材料检测黄曲霉素AFB1
2021年9月29日，华南理工大学：伍智慧（一作）与孙大文*（通讯作者）在Food Chemistry（1区，IF=7.514）合作发表了题为“Ti3C2Tx MXenes loaded with Au nanoparticle dimers as a surface-enhanced Raman scattering aptasensor for AFB1 detection”的研究论文。
该研究开发了一种用于检测黄曲霉毒素B1（Mycotoxin B1，AFB1）的比率表面增强拉曼散射传感器。该传感器使用1,2-双(4-吡啶)乙烯（1,2-bis(4-pyridyl) ethylene，BPE）触发金纳米粒子二聚体的组装，形成密集的表面增强拉曼散射“热点”。由于适配体的磷酸基团与MXenes的钛离子之间存在氢键和螯合作用，MXenes纳米片可以负载适配体修饰的金纳米粒子二聚体。当AFB1优先与AFB1核酸适体结合时，金纳米粒子二聚体从MXenes纳米片上分离出，导致表面增强拉曼信号强度降低。研究表明，以金纳米粒子二聚体/MXenes表面增强拉曼基底为AFB1的检测提供了一种操作较为简单，灵敏度和可靠性相对较高的方法，为复杂食品体系的小分子检测提供了一种潜在的选择。
DOI: 10.1016/j.foodchem.2021.131293
三、新型物理加工技术研究所----代表性文献汇总
（一） 低温等离子体技术
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低温等离子体对食物酶的活性和构象的影响
2019年2月23日，华南理工大学：韩永旭（一作）与孙大文*（通讯作者）在 Critical Reviews in Food Science and Nutrition（1区，IF=11.176）发表了题为 “Activities and conformation changes of food enzymes induced by cold plasma: A review”的综述文章。
在食品加工和保藏过程中，食品内源性酶会对食品的颜色、质地和风味产生一定的影响。低温等离子体是一种新型的食品非热加工技术，在食品的污染消除和延长货架期方面得到了广泛的研究。低温等离子体对酶活性和酶构象结构改变的影响已经有很多报道，因此，了解低温等离子体技术在食品内源酶构象中的作用机制和应用是非常必要的。本文综述了低温等离子体灭活内源性酶的研究进展，包括过氧化物酶、多酚氧化酶、溶菌酶、α-糜蛋白酶、碱性磷酸酶和果胶甲基酯酶，讨论了低温等离子体对超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和脂肪酶的活化作用。此外，这篇综述强调了在低温等离子体处理过程中化学反应物质（如活性氧和活性氮）诱导的构象结构的转变，包括初级结构和空间结构，展示了由辅基和特定氨基酸组成的活性位点，同时也描述了影响低温等离子体处理的外在和内在因素。低温等离子体具有激活或灭活酶活性的能力，能够影响酶的构象结构，进一步的研究应集中在分子水平上进行探索，以了解其相互作用机制。此外，还应优化不同生鲜食品低温等离子体操作的设备和工艺参数，以达到对酶变化的适当控制，获得最优加工条件和最大效率。
DOI: 10.1080/10408398.2018.1555131
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低温等离子体诱导辣根过氧化物酶活性、结构和形态的变化
2019年7月23日，华南理工大学：韩永旭（一作）与孙大文*（通讯作者）在Food Chemistry（1区，IF=7.514）合作发表了题为“Changes in activity, structure and morphology of horseradish peroxidase induced by cold plasma”的研究论文。
低温等离子体是一种新兴技术，越来越多地应用于农业食品行业。对于果蔬来说，酶促褐变会造成品质变差。本研究旨在说明微尺度大气压等离子体射流 （μAPPJ）等离子体对辣根过氧化物酶 （HRP） 的影响。结果表明，等离子处理10 min后，HRP的残留活性降低至17%左右，证实了等离子体对二级和三级结构的修饰作用。原子力显微镜（AFM）分析表明，随着处理时间的延长，酶蛋白的聚集增强。此外，μAPPJ等离子体引起的结构破坏和微观结构变形会降低HRP的活性。
DOI: 10.1016/j.foodchem.2019.125240
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非热食品加工技术消减食品过敏原
2018年1月9日，华南理工大学：Flora-Glad Chizoba Ekezie（一作）与孙大文*（通讯作者）在Trends in Food Science & Technology（1区，IF=12.563）发表了题为“Effects of nonthermal food processing technologies on food allergens: A review of recent research advances”的综述文章。
该综述系统阐述了非热食品加工技术对食品过敏原影响的最新研究进展。首先介绍了食物过敏分类、临床表现、表位特征和检测方法，接着讨论了热处理对改变食物过敏特性的有效性和局限性，然后介绍了使用非热处理技术控制食物过敏原的概述，这些非热处理技术包括脉冲光、高压处理、伽玛辐照、低温等离子体技术、超声波、脉冲电场、发酵和酶水解等，总结了非热技术对减轻食物过敏原的优势和局限性，最后，讨论了食物过敏问题面临的挑战以及未来的发展方向。该文为未来研究消除过敏性蛋白质做了概述以及指导。
DOI: 10.1016/j.tifs.2018.01.007
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冷氩等离子体改变南美白对虾原肌球蛋白的IgE结合能力
2019年12月1日，华南理工大学：Flora-Glad Chizoba Ekezie（一作), 孙大文，成军虎*（通讯作者）在Food Chemistry（1区，IF=7.514）发表了题为“Altering the IgE binding capacity of king prawn (Litopenaeus Vannamei) tropomyosin through conformational changes induced by cold argon-plasma jet”的研究论文。
原肌球蛋白作为一种肌原纤维蛋白，是大多数甲壳类动物的主要过敏原。该文研究了氩等离子体射流（CAPJ）对南美白对虾的原肌球蛋白的结构修饰和致敏反应，结果表明随着处理时间的延长，原肌球蛋白的α-螺旋结构水平下降，而β-折叠和无规则卷曲结构增加。随着CAPJ处理的进行，由于二硫键的形成，游离的巯基减少，疏水性增加直至达到稳定值。等离子体处理15 min之后，经间接酶联免疫吸附试验检测，IgE和IgG结合能力降低，最大降幅分别为17.6%和26.87%。通过互补结构分析得出，这些结果是由于蛋白质的展开和变性所致。这项研究表明低温等离子体可以应用于消减食品过敏原。
DOI: 10.1016/j.foodchem.2019.125143
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Ar/O2等离子体灭活单核细胞增生李斯特菌
2019年5月9日，华南理工大学：潘园园（一作）与孙大文*（通讯作者）在LWT-Food Science and Technology（1区，IF=4.952）合作发表了题为“Assessing the inactivation efficiency of Ar/O2 plasma treatment against Listeria monocytogenes cells: Sublethal injury and inactivation kinetics”的研究文章。
该研究探究了Ar/O2等离子体处理悬浮在磷酸盐缓冲液（0.01 M PBS，pH = 7.4）中的单核细胞增生李斯特菌的可能的亚致死损伤和失活动力学。结果表明，等离子体杀菌效果和亚致死损伤细胞的比例均表现出时间依赖性，处理后储存一段时间提高了等离子体致死率。研究表明，细胞质酶活性降低，而细胞内DNA和蛋白质并没有发生大量的泄漏，处理后储存48小时显著降低了细胞内活性氧（ROS）的强度（p < 0.01）到相对较低的水平，等离子体处理没有化学残留。此外，Weibull模型很好地描述了失活动力学（RMSENS = 0.074，RMSES = 0.093）。该研究提供了关于单核细胞增生李斯特菌灭活动力学的信息，并证明了低温等离子体介导的灭菌在液体食品中的潜在应用。
DOI: 10.1016/j.lwt.2019.05.041
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华南理工大学孙大文院士团队：食源性细菌对冷等离子体处理诱导的外源性活性氧 (ROS) 的应激反应
2020年7月26日，华南理工大学：成军虎（一作）与孙大文*（通讯作者）在Trends in Food Science & Technology（1区，IF=12.563）发表了题为“Foodborne bacterial stress responses to exogenous reactive oxygen species (ROS) induced by cold plasma treatments” 的综述文章。
低温等离子体技术作为一种创新且高效的技术已被开发用于食品灭菌。在低温等离子体处理过程中，会产生外源性活性氧（ROS），通常被认为是关键的杀菌剂。因此，了解细菌在低温等离子体加工过程中产生的各种抗性机制及其对 ROS的应激反应对于低温等离子体技术的成功应用非常重要。该综述总结了低温等离子体诱导的外源性ROS的杀菌作用、细菌氧化应激保护和修复机制及其氧化应激反应的调节机制，介绍了自由基对细菌细胞的破坏作用，讨论了细菌对外源性ROS的压力保护和修复机制及其抗氧化特性，内容包括细菌细胞形态的变化、群体感应系统中的生物膜保护以及细菌细胞中的多种抗氧化调节通路。近年来，低温等离子体诱导ROS产生使得细菌发生应激反应过程的研究表明，食源性病原体在实际食物系统中对低温等离子体处理具有抗性。因此，阐明食源性病原体对低温等离子体产生的活性物质的抗性的发展，平衡最小加工与食品安全保证之间的关系，将低温等离子体处理的细菌灭菌有效性的实验室结果转化为工业应用应该是未来研究的重点。
DOI: 10.1016/j.tifs.2020.07.022
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低温等离子体降解苯胺嗪类杀菌剂
2020 年 4 月 1 日，华南理工大学：Murtaza Ali（一作）与孙大文*（通讯作者）在Food Chemistry （1区，IF=7.514）发表了题为“Effects of dielectric barrier discharge cold plasma treatmentson degradation of anilazine fungicide and quality of tomato (Lycopersicon esculentum Mill) juice”的研究文章。
该文章研究了低温等离子体处理对番茄汁中苯胺嗪类杀菌剂降解的影响。番茄汁样品中加入5 mg/L的苯胺嗪溶液，用介质阻挡放电（DBD）低温等离子体（CP）系统分别处理为0、1、2、3、4和5 min。气相色谱-质谱联用（GC-MS）结果表明，处理4 min和5 min后，番茄汁中苯胺含量分别降至47%和65%。随着处理时间的延长，苯胺的浓度显著降低（P≤0.05）。结果表明，处理5 min，番茄汁的质量只发生略微降低，pH值从4.28降低到4.18，总可溶性固形物（TSS）从5.70增加到6.70 ◦Brix, 褐变指数从2.35增加到4.54, 与对照样品相比，总色差较低，但在可接受的限度内，抗氧化能力、总黄酮和总酚含量变化不大。这些结果表明，DBD低温等离子体处理是一种高效、快速的果汁工业农药残留降解技术。
DOI: 10.1111/ijfs.14600
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低温等离子体活化液降低番茄果实杀菌剂残留
2021年2月6日，华南理工大学：Murtaza Ali（一作）与孙大文*（通讯作者）在Food Chemistry（1区，IF=7.514）发表了题为“Effect of plasma activated water and buffer solution on fungicide degradation from tomato (Solanum lycopersicum) fruit”的研究文章。
该研究比较了等离子体活化液（PAL），包括等离子体活化水（PAW）和等离子体活化缓冲液（PABS）对减少番茄果实上百菌清（CTL）和福美双（THM）农药残留的影响。结果表明，以常压空气为气源的PAL经PAW10和PABS10处理后，CTL残留量分别下降至85.3%和74.2%，THM残留量分别下降至79.47%和72.21%，且延长等离子体处理活化液的时间可显著降低杀菌剂残留量。此外，使用Ar/O2为气源增加PAL的激活时间，CTL和THM残留也降低，CTL残留的浓度下降到75.07%（PAW10）和69.89%（PABS10），THM残留物下降到61.91% （PAW10）和65.89%（PABS10）。等离子体处理后，两种溶液的氧化还原电位（ORP）和电导率（EC）均显著升高，pH值均随活化时间的延长而显著降低。PAW的NO3−和NO2−浓度随等离子体激活时间的延长而显著升高，而PABS的NO3−浓度随等离子体激活时间的延长而显著降低。此外，用PAW和PABS洗涤对番茄果实没有显著的负面影响。结果证实，PAL处理显著降低了番茄中CTL和THM杀菌剂残留量（p < 0.05），但对番茄的品质不产生影响。
DOI: 10.1016/j.foodchem.2021.129195
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低温等离子体对果蔬化学品质影响机理及应用
2019年9月5日，华南理工大学：陈雅淇（一作）与孙大文*（通讯作者）在 Critical Reviews in Food Science and Nutrition（1区，IF=11.176）发表了题为“Chemical, physical and physiological quality attributes of fruit and vegetables induced by cold plasma treatment: Mechanisms and application advances”的综述文章。
近年来，低温等离子体技术在新鲜水果和蔬菜的杀菌保鲜方面的应用表现出高效低能耗的特点，具有非常强的应用潜力。然而，关于低温等离子体对新鲜水果和蔬菜质量变化的影响的研究仍然有限。因此，了解等离子体对控制低温等离子体与食品相互作用的机制非常必要，从而实现该技术在食品工业中的早期应用。大量研究表明，在一定的等离子体处理条件下，新鲜农产品的质量属性都能够保持在可接受的范围，甚至可以得到改善。该综述从物理、化学和生理特性三个方面概述了低温等离子体对新鲜农产品的多重影响，阐述了等离子体影响这些质量特性的可能机制，为等离子体技术的进一步改进打下基础，从而实现质量的提高和保质期的延长。
DOI: 10.1080/10408398.2019.1654429
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低温等离子体延长新鲜农产品保质期
2019年9月5日，华南理工大学：潘圆圆（一作）与孙大文*（通讯作者）在 Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety （1区，IF=12.811）发表了题为“Cold plasma-mediated treatments for shelf life extension of fresh produce: A review of recent research developments”的综述文章。
新鲜农产品如水果和蔬菜是营养物质和促进健康的活性物质的重要来源。低温等离子体技术不仅可以保持农产品质量，还可以控制收获后、加工和储存过程中的生物危害，以延长其保质期。本综述总结了低温等离子体技术和低温等离子体活化水在延长新鲜农产品保质期方面的最新研究进展。首先介绍了等离子体的产生、理化性质和提高等离子体作用效率的方法，然后讨论了使用该技术抑制腐败和病原微生物、灭活酶、改变阻隔性能或赋予包装材料特定功能以延长食品保质期的详细情况，讨论了等离子体处理对新鲜农产品微观结构和质量属性的影响，最后阐明了低温等离子体的未来前景和研究空白，在食品工业中的应用具有巨大的潜力和价值。
DOI: 10.1111/1541-4337.12474
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常压等离子体射流对南美白对虾肌原纤维蛋白构象及理化性质的影响
2019年3月15日，华南理工大学：Flora-Glad Chizoba Ekezie（一作）与孙大文*（通讯作者）在Food Chemistry（1区，IF=7.514）发表了题为“Effects of atmospheric pressure plasma jet on the conformation and physicochemical properties of myofibrillar proteins from king prawn (Litopenaeus vannamei)”的研究论文。
该研究确定了气压等离子体射流处理(APPJ)对南美白对虾（Litopenaeus vannamei）肌原纤维蛋白（MPs）构象和理化性质的影响，研究了APPJ不同处理时间与蛋白构象和理化性质变化的关系。结果表明，APPJ处理10 min后，pH值和蛋白质溶解度均有所降低，动态光散射结果也表明MPs的平均粒径从654 nm增加到2297 nm，证实了疏水基团暴露和蛋白质相互作用增强。等离子体中所含的高能粒子和氧化成分对南美白对虾MPs的物理和结构特征有显著影响。
DOI: 10.1016/j.foodchem.2018.09.113
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等离子体结合超声延长草鱼保质期
2021年7月3日，华南理工大学：Okon Johnson Esua（一作）与孙大文*（通讯作者）等在Ultrasonics Sonochemistry （1区，IF=7.491）发表了题为“Novel technique for treating grass carp (Ctenopharyngodon idella) by combining plasma functionalized liquids and ultrasound: Effects on bacterial inactivation and quality attributes”的研究文章。
该研究开发了一种处理草鱼的新技术，这种技术结合了等离子体功能化液体和超声技术用于灭活细菌。研究了等离子体功能化液（PFL），包括等离子体功能化水（PFW）和缓冲液（PFB），以及它们各自与超声处理（USPFW和USPFB）的组合对草鱼氧化和物理品质的影响。PFW和PFB的单独应用能够显著减少大肠杆菌和腐败希瓦菌的数量，降低0.31-1.18 log CFU/g，而对照组仅减少0.18 log CFU/g。USPFW和USPFB的联合治疗分别在此基础上额外降低了0.05-0.65 log CFU/g，因此PFW和超声具有潜在的协同作用。结果表明，在可接受的范围内，脂肪酸和脂类的生理指标和营养价值都有所提高，蛋白质结构的展开，脂类氧化和蛋白质降解增加，等离子体联合超声处理有效延缓草鱼硬度的降低，并且可以增加草鱼的白度。
DOI: 10.1016/j.ultsonch.2021.105660
(二) 微波加工技术
48
微波辅助食品加工技术提高产品质量和加工效率
2017年6月15日, 华南理工大学：Flora-Glad Chizoba Ekezie（一作）与孙大文*（通讯作者）在Trends in Food Science & Technology（1区，IF=12.563）在线发表题为“Microwave-assisted food processing technologies for enhancing product quality and process efficiency: A review of recent developments” 的综述文章。
在食品工业的发展中，相比于传统加工技术，微波加工技术拥有更广泛的应用前景，利用微波能量的优势克服了传统和一些新兴食品加工方法的缺点，微波技术可用于辅助食品加工。该文综述了一些微波辅助（MA）食品加工技术，包括MA-超声波、MA-欧姆加热、MA-电子辐照、MA-冷冻、MA-渗透脱水、MA-红外加热和MA-真空加工等技术，讨论了它们在提高产品质量和过程效率方面的原理和机制，强调了进一步扩大其应用的未来战略，并讨论了微波加工过程中存在的一些缺点。
DOI: 10.1016/j.tifs.2017.05.014
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恒功率微波对肌原纤维蛋白吸附醛类风味物质行为的影响
2020年8月2日，华南理工大学：韩忠（一作）与孙大文*（通讯作者）在Food Chemistry（1区，IF=7.514），发表了题为“Effects of constant power microwave on the adsorption behaviour of myofibril protein to aldehyde flavour compounds” 的研究文章。
该研究探讨恒功率微波对牛肉肌原纤维蛋白对典型醛香味化合物吸附能力的影响。结果表明，随着微波功率和处理时间的增加，肌原纤维蛋白的表面疏水性和活性巯基含量均有增加的趋势，对醛类化合物的吸附能力也随微波功率和时间的增加而增加。微波条件下肌原纤维蛋白的表面疏水性、活性巯基和总巯基含量与游离醛类化合物的含量有关，可采用多级相关模型进行拟合。此外，推测界面能的降低是由于肌原纤维蛋白类化合物在气液界面吸附行为引起的。
DOI: 10.1016/j.foodchem.2020.127728
孙大文
孙大文（Da-Wen Sun），中国致公党中央委员，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。欧洲科学院（欧洲人文和自然科学院）院士，爱尔兰皇家科学院院士，波兰科学院院士，国际食品科学院院士，国际农业与生物系统工程科学院院士，国际制冷科学院院士。国际著名期刊《Food and Bioprocess Technology》创刊者和主编。
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， 2015年至2021年连续七年荣获科睿唯安全球“高被引科学家”称号。位居全球排名10万以内的顶尖科学家名单第514位。
在世界著名杂志和国际会议上发表了1000篇论文，出版专著17部，共有600多篇论文被SCI收录（Web of Science统计的学术h指数为106，SCOPUS统计的学术h指数为115，Google Scholar 统计的学术h指数为132）。71篇论文入选ESI农学“高被引论文”，全球排名第一位（2020.01）。
2011年底起回到华南理工大学工作以来，迄今为止（2020年11月）在Web of Science网站上可以检索到的文章中，共有209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42篇，JCR一区论文157篇，影响因子大于6的65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14%和45%。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。
授权中国发明专利63件，美英日等发明专利10件，申请国际PCT专利9项。2019年至2021年连续两年每年培养科睿唯安全球“高被引科学家”2人。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），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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