《Food Research International》：Rational design of a Hypericin-Sichuan Pepper essential oil nanoemulsion for combined photodynamic inactivation and postharvest preservation of chili pepper
编辑推荐：
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新型绿色光动力抗菌纳米乳液系统。
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自组装机制及良好的协同光动力灭活性能。
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新型绿色光动力抗菌纳米乳液系统。
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自组装机制及良好的协同光动力灭活性能。
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延长辣椒的保质期。
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基于高光谱成像的无损质量评估方法。
引言
随着生活水平和健康意识的不断提高，蔬菜在人类饮食中的重要性日益增加。辣椒作为一种富含抗坏血酸的蔬菜作物，具有相当的经济和营养价值（Ali et al., 2025）。‘Xiangyan No. 95’品种是一种中熟的长角辣椒品种，它不仅味道浓郁，还含有丰富的生物活性物质，如抗坏血酸和黄酮类化合物。然而，该品种容易在采后发生腐烂，其常温下的保质期通常不超过7天，严重限制了其商业流通和市场供应。目前，消费者对蔬菜保鲜的需求已从单纯的延长保质期转变为保持营养、无化学残留以及环保等多重目标（Cazon et al., 2025）。为了满足这一需求，虽然开发了多种保鲜技术，但仍存在显著局限性。具体来说，预冷却、冷藏和控制气氛等物理方法设备成本高且能耗大（Dai et al., 2025）；而化学方法则存在残留毒性和环境污染的风险，并且容易被非法或过量使用（Agarwal et al., 2025; Chen & Xia, 2024）。同时，生物保鲜方法受抗菌效果稳定性和生产规模扩大的困难制约（Lawal et al., 2025; Liang et al., 2024）。因此，开发高效、安全且环保的新型保鲜技术已成为该领域的重要研究方向。
来自植物次生代谢产物的天然抗菌剂因其良好的生物安全性和可降解性而受到越来越多的关注。这些特性符合绿色和安全保鲜技术的趋势（Rani et al., 2026）。然而，单一天然成分往往由于水溶性低和稳定性差等原因而无法充分发挥作用（Bagherzadehsurbagh & Azizoglu, 2026; Choudhary et al., 2022）。为了解决这些问题，多种活性物质的共封装提供了一种有前景的增强策略。金丝桃素（Hy）是一种从金丝桃属植物中提取的天然光敏剂，具有π电子共轭结构，在光照下可以生成活性氧（ROS），有效破坏微生物结构（He, Zhang et al., 2025）。四川辣椒精油（SPEO）富含单萜类化合物，如芳樟醇和柠檬烯，具有广谱抗菌和抗真菌活性（Huo et al., 2025; Peng et al., 2024）。值得注意的是，金丝桃素的光动力机制与四川辣椒精油的膜渗透效应可能具有协同潜力：前者通过光敏化产生ROS，后者破坏病原菌细胞膜的完整性。因此，它们的结合有望实现良好的抗菌效果。尽管先前已有研究探讨了金丝桃素在保鲜膜中的应用（Zhang et al., 2025）和四川辣椒精油纳米乳液（SPEO-NE）的制备（Wang, Liu et al., 2024; Wei et al., 2024），但尚未有研究将这两种成分同时装载到单个递送系统中，以同时解决它们的水溶性和稳定性问题，也没有系统验证它们对采后蔬菜（如辣椒）的联合保鲜效果。更重要的是，现有研究主要依赖传统的破坏性取样方法进行质量评估，无法对同一批样品进行连续动态监测，从而缺乏非破坏性的实时质量变化评估手段（Liu et al., 2025）。为此，高光谱成像（HSI）作为一种能够同时获取样品空间信息和连续光谱特征的技术，已成为农产品无损质量评估的有力工具，为存储质量的实时在线监测提供了新的技术途径（Wan et al., 2025）。
基于此，本研究采用油包水（O/W）纳米乳液作为共递送系统（Liu et al., 2022），使用Tween 80作为乳化剂，通过高速均质化和超声处理制备了金丝桃素@四川辣椒精油纳米乳液（Hy@SPEO-NE），该系统利用四川辣椒精油形成油核，有效封装并负载疏水性金丝桃素，同时提高其溶解度。利用纳米级分散效应、界面稳定性和潜在的控制释放特性，有效缓解了两种成分在溶解度、挥发性和化学稳定性方面的应用限制（Wang et al., 2025; Wang et al., 2026）。此外，Hy@SPEO-NE在蔬菜表面形成密集的屏障膜，减少水分流失和气体渗透（Sapna et al., 2025）。在光照条件下，该系统实现了金丝桃素的光动力灭活作用与四川辣椒精油的化学抗菌作用的协同效应。一方面，四川辣椒精油破坏细菌细胞膜结构并干扰能量代谢，为金丝桃素生成的ROS提供更容易攻击的目标（Khruengsai et al., 2023）；另一方面，生成的ROS进一步加剧细胞膜氧化和细胞内成分的损伤，最终实现多层次、高效的病原菌杀灭（Wang et al., 2023）。这种组合机制克服了单一成分的局限性，提高了抗菌效果和保鲜期限。本研究旨在构建和表征Hy@SPEO-NE，阐明其在光照条件下的抗菌机制，进一步将其应用于辣椒保鲜，并创新性地结合高光谱成像技术，实现对储存过程中质量变化的非破坏性监测和定量评估，为开发高效安全的绿色蔬菜保鲜技术提供新的思路和理论支持。
章节摘录
Hy@SPEO-NE的制备
在室温下，向8.8毫升去离子水中加入0.3毫升Tween 80，磁力搅拌10分钟以使Tween 80均匀分散在水相中。在2毫升离心管中加入0.6毫升SPEO和0.3毫升Tween 80，超声处理10分钟以确保充分混合。称取一定量的金丝桃素加入SPEO和Tween 80的混合物中，然后超声处理10分钟以制备油相。
Hy@SPEO-NE的制备与表征
Hy@SPEO-NE以四川辣椒精油为油核，非离子表面活性剂Tween 80为乳化剂，通过高速均质化和超声处理高效封装光敏剂金丝桃素（图1A）。如图1B所示，所得Hy@SPEO-NE呈现均匀的粉红色乳液状态，与纯四川辣椒精油纳米乳液（SPEO-NE）的乳白色、四川辣椒精油的黄色以及金丝桃素水溶液的明显颗粒性形成鲜明对比。
结论
总之，我们成功制备了一种基于四川辣椒精油封装金丝桃素的O/W纳米抗菌剂。该纳米乳液具有较小的粒子尺寸、良好的分散性以及令人满意的离心和稀释稳定性。在光照条件下，Hy@SPEO-NE表现出强烈的光动力灭活活性，生成ROS破坏细菌细胞膜的完整性，导致细胞内容物泄漏和细菌死亡。光照60分钟后，
CRediT作者贡献声明
刘若萱：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，项目管理，方法论，研究，数据分析，概念化。 赵佳瑶：撰写 – 原稿，可视化，验证，监督，项目管理，方法论，研究，数据分析，概念化。 刘卓斌：撰写 – 审稿与编辑，验证，监督，资源获取。 田志睿：撰写 – 审稿与
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
作者衷心感谢西北农林科技大学（NWAFU）的生命科学研究核心服务在SEM、电子舌、电子鼻等方面的支持。
Ruoxuan Liu|Jiayao Zhao|Zhoubin Liu|Zhirui Tian|Jingyi Wang|Rui Gao|Jiaoyuan Su|Yulin Liu|Rong Wang
