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综述:Recent Advances in Sustainable Extraction of Plant Pigments from Fruit and Vegetable Peel Waste for Smart Packaging Applications in Food Freshness Monitoring
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月28日 来源:Food and Humanity
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本综述系统阐述了果蔬皮废料中植物色素的可持续提取技术及其在智能包装中的应用潜力,重点解析了pH敏感型天然色素作为食品新鲜度指示剂的创新机制。通过整合超声波辅助提取等先进技术,结合生物聚合物基材开发智能包装薄膜,不仅提升包装功能性,更实现农业废弃物资源化利用,为减少食品浪费提供可持续解决方案。(FVPW, pH-sensitive colorimetric indicators, biopolymer-based films)
随着全球果蔬产量激增,加工过程产生的果蔬皮废料(FVPW)已成为重要环境议题。此类废料富含花青素、甜菜碱等天然色素,经超声波辅助提取等技术处理后,可转化为pH敏感型智能包装指示剂。研究表明,这类指示剂能通过颜色变化实时反映食品新鲜度,如多酚类物质在氧化过程中触发显色反应,为食品保鲜提供可视化监测方案。(smart packaging, pH-sensitive colorimetric indicators)
传统石油基包装材料存在不可降解缺陷,而基于FVPW的生物聚合物薄膜不仅能延长食品货架期,其内置的天然色素传感器还可检测乙烯浓度等关键指标。例如,芒果皮提取的类胡萝卜素在薄膜基质中形成阻隔层,同步实现抗菌与气体监测功能。(biopolymer-based films, ethylene absorbers)
技术层面,微波辅助提取等创新手段显著提升色素提取效率,同时保持其生物活性。研究指出,优化提取参数(如温度、时间)可使花青素保留率达90%以上,较传统溶剂法提升35%。此外,纳米包埋技术可增强色素稳定性,使其在极端pH环境下仍保持显色能力。(microwave-assisted extraction, nanoencapsulation)
应用前景方面,智能包装系统整合RFID与变色指示剂,构建从农场到餐桌的全链条监控网络。例如,柑橘皮提取物制成的薄膜在检测到肉类变质时呈现特定色变,消费者可通过手机扫描获取详细品质数据。(RFID, freshness indicators)
尽管存在成本较高、规模化生产难度大等挑战,但政策支持与绿色消费趋势推动该领域快速发展。未来研究需聚焦于提高提取纯度、开发复合功能材料,并建立标准化质量控制体系。(policy support, quality control)
该综述证实FVPW衍生色素在智能包装领域的独特优势,为农业废弃物资源化利用提供科学依据,同时推动食品工业向可持续方向转型。(sustainable development, agricultural waste valorization)
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