综述：结合植物来源的生物活性化合物和改良气氛包装的综合性策略，以提高即食食品的安全性和稳定性：综述

《Food Research International》：Integrated strategies combining plant derived bioactive compounds and modified atmosphere packaging to enhance safety and stability of ready-to-eat foods: A review

植物衍生生物活性物质（如精油、酚类）与改性大气包装（MAP）结合可显著提升RTE食品的防腐性能，微生物抑制率提高1.5-3.8 log CFU/g，货架期延长30-60%，并减少40-70%虫害。该协同策略通过优化气体环境（O?:1-5%, CO?:20-40%）和微/纳米包埋技术稳定释放活性成分，同时保持食品感官属性和营养。但需解决活性成分释放动力学、感官敏感性和规模化生产等挑战。

　　

作者列表： Yallappa Rajashekar Archana Devaraja P.S. Keshav Murthy Chikkarasanahalli S. Vivek Babu

印度卡纳塔克邦迈索尔中央食品技术研究所（CSIR - Central Food Technological Research Institute），食品保护剂与虫害控制部门，邮编570 020

摘要

植物来源的生物活性化合物，包括精油、多酚、生物碱和萜烯，具有强烈的抗菌、抗氧化和杀虫特性，使其成为合成防腐剂的理想天然替代品。本文评估了将这些化合物与改良气氛包装（Modified Atmosphere Packaging, MAP）相结合的效果。MAP通过调节氧气、二氧化碳和氮气的浓度来抑制食品变质并延长即食食品（Ready-to-Eat, RTE）的保质期。在受控MAP条件下（O?: 1–5%，CO?: 20–40%，N?平衡）进行的实验研究表明，通过微胶囊化、纳米乳液或活性薄膜技术添加这些生物活性成分后，与仅使用传统MAP相比，微生物数量可减少1.5–3.8 log CFU/g，氧化过程延缓25–45%，保质期延长30–60%。GC–MS、FTIR、SEM和HPLC等分析技术证实了这些植物化学物质在储存过程中的稳定性、控释性和功能保持性。此外，这些综合技术还能将虫害减少40–70%，凸显了其在食品保存方面的多重优势。主要成就包括展示了协同的抗菌和抗氧化效果，通过封装提高了生物活性物质的稳定性，并通过可生物降解的MAP薄膜增强了产品的可持续性。然而，仍存在一些限制，如生物活性成分释放动力学的变异性、高浓度下的感官敏感性以及工业规模验证的不足。未来的研究应重点优化控释机制，扩大符合GRAS标准的植物化学物质库，并开发集成生物传感器的智能MAP系统以实现实时质量监测。总体而言，将天然植物化学物质与MAP结合提供了一种新颖、可持续且性能优异的食品保存策略，符合现代即食食品供应链的需求。

引言

过去十年间，由于城市化进程加快、家庭结构变化以及时间压力增大，全球即食食品（RTE）的需求显著增长。2024年，全球即食食品市场的价值为1959亿美元，预计到2034年将翻倍，反映出持续的增长趋势。在印度等新兴经济体中，可支配收入的增加、城市人口的增长以及双收入家庭的普及也在重塑饮食习惯和消费者期望（Cui等人，2025年）。除了便利性外，消费者越来越重视食品安全、营养价值和清洁标签属性，这促使制造商使用天然防腐剂并采用环保包装系统（Adil，2024年；Li & Shan，2025年）。尽管即食食品广受欢迎，但由于加工过程简单、保质期较长以及分销链复杂，它们仍面临严重的安全和质量挑战。2025年美国发生的多州性单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）疫情等重大食源性疾病事件，以及印度食品安全标准局（FSSAI）加强的监管，凸显了即食食品的脆弱性及有效保存策略的必要性（Guillier等人，2025年；Jha & Singh，2025年）。沙门氏菌（Salmonella）、单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）、大肠杆菌（Escherichia coli）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）等病原微生物始终对消费者健康构成威胁。氧化反应和酶促降解会进一步损害食品的感官品质、营养价值和整体保质期（Snyder等人，Adil，2024年）。干性和半干性即食食品还面临虫害风险，这会加速变质、降低商业价值并在储存和分销过程中损害产品完整性（Stathas等人，2023年）。 为应对这些挑战，人们越来越倾向于采用天然保存策略，尤其是植物来源的生物活性化合物。大量研究表明，精油（如丁香酚、香芹酚和百里酚）以及多酚、有机酸等植物化学物质具有显著的抗菌和抗氧化效果，能抑制食品变质和病原微生物，减少脂质氧化，并保持食品的感官稳定性（Ghasemi-Varnamkhasti等人，2018年；Ribes等人，2018年）。这些化合物的天然来源和多功能性使其成为合成防腐剂的理想替代品，符合清洁标签和消费者导向的配方改革趋势。包装科学也取得了进展，人们对可生物降解和基于生物的材料（如壳聚糖、淀粉、纤维素和聚乳酸PLA）的兴趣日益浓厚（Adil，2024年）。这些材料为传统石油基塑料提供了可持续的替代品，同时具备适合食品保存的应用性能（Jayakumar等人，2022年）。改良气氛包装（MAP）、活性包装和智能包装系统已被广泛用于控制微生物生长、限制氧化过程和监测产品新鲜度。MAP通过改变气体成分来减缓变质，活性包装系统释放抗菌剂或抗氧化剂，而智能系统则能指示质量或安全变化。 尽管取得了这些进展，大多数研究仍将植物来源的生物活性化合物、MAP或可持续包装材料视为独立的干预措施，而非综合的保存系统。这种碎片化的研究方法限制了人们对天然生物活性成分在真实食品储存条件下与包装材料和改良气氛相互作用的理解。关于协同抗菌效果、生物活性化合物的稳定性和释放动力学、基质依赖性效果、感官影响、法规合规性以及工业应用的可扩展性等方面仍存在知识空白（Versino等人，2023年）。全面探讨这些相互关联因素的综述较少（Rabbani等人，2026年）。本文旨在批判性地评估植物来源的生物活性化合物及其与改良气氛包装和可持续包装技术的结合应用，以提高即食食品在真实食品储存条件下的安全性、稳定性和保质期。

用于食品保存的植物来源生物活性化合物

植物来源的生物活性化合物因其抗菌、抗氧化、抗真菌和驱虫特性而受到关注，成为合成防腐剂的天然替代品。表1总结了它们的主要特点。精油（EOs）是萜烯、多酚和其他挥发性植物代谢物的复杂混合物，对大肠杆菌（E. coli）、金黄色葡萄球菌（S. aureus）、沙门氏菌（Salmonella）和霉菌等常见腐败微生物具有强大的抗菌和抗氧化作用（Rout等人，2022年）。

改良气氛包装（MAP）：在即食食品中的应用原理

改良气氛包装是一种非热处理食品保存方法，通过改变包装内部的气体环境来延长即食食品的保质期并保持其品质。主要方法是降低氧气（O?）浓度（通常低于1%），同时增加二氧化碳（CO?）和氮气（N?）的浓度。CO?通过溶解在食品的水相中、降低细胞内pH值起到抑菌和抑真菌的作用。

植物生物活性成分与MAP的结合：一种协同策略

将植物来源的生物活性成分（精油、多酚提取物、黄酮类化合物）与MAP结合，是一种既能提高即食食品安全性又能增强保质期的协同策略。MAP通过调节O?/CO?/N?比例来减缓有氧变质和氧化过程，而植物生物活性成分则提供广谱抗菌和抗氧化作用，从而共同降低变质率和病原体风险。

对即食食品品质属性的影响

将基于VOC的活性包装与MAP结合使用，可以在储存过程中保护即食食品的质地、颜色、风味和营养成分。适量使用的精油可以抑制微生物生长和氧化变化，同时不影响食品的感官品质。例如，在活性薄膜中添加牛至油或迷迭香油可保持肉类的嫩度、颜色稳定性和风味完整性，符合消费者的接受度标准。

安全性、法规和可持续性考量

大多数用于包装的精油（如牛至油、肉桂和百里酚）已被美国食品药品监督管理局（FDA）认定为GRAS（Generally Recognized As Safe）物质，并被欧盟接受为调味剂（例如柠檬烯、百里酚、丁香酚）（Bibow & Oleszek，2024年）。法规合规性取决于化合物的性质和浓度及其在食品中的迁移情况。制造商有责任确认特定用途的GRAS状态；如有争议，FDA可进行审查。

主要挑战

• 由于快速蒸发或降解，VOC（挥发性有机化合物）不稳定且容易流失，从而降低抗菌效果；现有的封装方法仍难以实现屏障强度和释放控制的平衡。
• 将VOC纳入MAP需要精确控制O?、CO?和水分渗透性，这要求使用多层薄膜来平衡气体屏障和VOC释放，增加了配方设计、密封和耐久性的复杂性。
• 含VOC的MAP需要专用薄膜和严格的质量控制。

结论

将植物来源的生物活性成分与MAP结合使用是一种有前景且多方面的策略，可提高即食食品的安全性、品质和保质期。通过结合天然化合物的抗菌和抗氧化特性与MAP的气体调节功能，这种方法提供了优于传统方法的协同保存效果，同时保持了质地、颜色、风味和营养价值等关键品质属性。确保消费者安全是至关重要的。

作者贡献声明

Yallappa Rajashekar： 负责撰写、审稿和编辑工作，以及研究设计和概念构思。 Archana Devaraja： 负责撰写初稿和进行研究。 Chikkarasanahalli S. Vivek Babu： 负责审稿和编辑工作。

未引用的参考文献

Cui等人，2024年 López–Gómez, Ros Chumillas, Buendía-Moreno和Martínez–Hernández，2020年 Lu和Xia，2012年 Manzoor等人，2024年 Palanisamy, Kadirvel和Ganesan，2025年 Rajendran, Venkataraman, Jha, Chakrabarty和Kumar，2024年 Sivapalan等人，2018年 Zhou, Okonkwo, Inyinbor, Yagoub和Olaniran，2023年

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。Rajashekar报告称获得了CSIR - Central Food Technological Research Institute的财务支持，并在该机构任职。如果还有其他作者，他们也声明没有已知的经济利益冲突。

致谢

作者感谢印度卡纳塔克邦迈索尔中央食品技术研究所所长对这项研究的重视和支持。