综述：基于活性氧和氮物种的农产品采后处理技术：进展、限制以及安全与品质之间的权衡

《Current Opinion in Food Science》：Reactive oxygen and nitrogen species-based postharvest handling of fresh produce: advances, constraints and safety-quality trade-offs

　　

新鲜农产品仍然容易受到微生物污染，因为微生物在整个收获后的处理环境中持续存在。基于活性氧和氮物种（RONS）的技术作为一种非热处理方法受到了关注，这些技术可以通过多靶点机制破坏微生物的膜、蛋白质和核酸，同时减少化学残留物。然而，其效果受到农产品表面结构、水质以及微生物生理状态等因素的强烈影响。尽管优化的RONS处理方法对农产品质量的影响有限，但导致微生物失活的相同反应化学物质在过量使用时也可能损伤植物组织，引起变色、质地变差或加速腐败。本综述总结了当前在新鲜农产品收获后处理中使用RONS技术的进展，强调了微生物和基质依赖性的限制，并提出了一个安全质量窗口，作为未来验证、规模扩大和监管转化的框架。

引言

新鲜农产品是健康饮食的核心，但仍然是微生物风险管理最具挑战性的食品类别之一。污染可能发生在收获前，通过土壤、灌溉水、种子或田间处理；收获后，在清洗、切割、包装和分销过程中也可能会发生污染1, 2。主要的细菌危害包括沙门氏菌、产生志贺毒素的大肠杆菌和单核细胞增生李斯特菌，而腐败细菌、酵母和霉菌则会显著影响产品质量和造成经济损失1, 2, 3。目前的收获后消毒措施主要依赖于含氯制剂。这些方法可以减少微生物的数量，通常可以减少约1-2个对数周期，但其效果受到有机物质、工艺用水条件及副产物形成的影响4, 5, 6。当细胞存在于受保护的位置（如叶脉、气孔、伤口或切割表面）时，传统的清洗方法效果较差3, 7。因此，新鲜农产品行业继续寻求更有效的收获后处理方法，以在不过低食品质量的前提下降低微生物风险。

这些限制增加了人们对基于活性氧和氮物种（RONS）技术的兴趣。代表性的例子包括用于农产品表面和包装/包装空间消毒的冷等离子体8, 9、用于气体或水消毒的臭氧6, 10、电解水和过氧乙酸清洗系统4, 11、基于紫外线的光处理过程12, 13以及光催化或光动力系统14, 15, 16。这些技术具有吸引力，因为它们通常是非热处理的、多靶点的，并且与减少残留物的加工方法兼容。然而，RONS技术产生的氧化和硝化化学物质会以复杂的方式与微生物、植物组织和工艺用水相互作用。由于这些RONS在生物学上不具有选择性，同样的反应化学物质也可能影响植物细胞膜、色素和质地17, 18, 19。因此，基于RONS的收获后处理不应简单地视为直接替代消毒剂的方法，而应被视为一种需要平衡安全性和质量的精确策略。

本综述重点介绍了主要的RONS技术类别、微生物的反应、影响处理效果的因素，以及决定这些措施是否能改善或损害新鲜农产品系统的剂量依赖性权衡。选择了与整个和新鲜切割农产品的微生物安全和质量保持直接相关的气体/等离子体、水基氧化和光驱动干预措施；主要选取了过去两年的最新文献，必要时也参考了基础研究。

节选

基于RONS的收获后处理技术

基于RONS的收获后处理技术可以分为三类操作类别。第一类包括气体和等离子体系统，主要是气态臭氧6, 10和非平衡态冷等离子体8, 9，适用于农产品表面、包装空间和干燥或半干燥环境。第二类包括水基氧化系统，如等离子体活化水20, 21、臭氧水6, 22、微酸性电解水11, 23、过氧乙酸4, 24等

微生物对RONS的反应

RONS对微生物的灭活通常是多靶点的，并取决于活性物质的化学性质、寿命和局部浓度。高反应性的自由基，包括•OH和局部生成的NO₂•，是强氧化剂，会迅速与附近的生物分子反应，导致脂质过氧化、蛋白质氧化、酶失活和核酸损伤3, 20。相比之下，超氧阴离子（O₂^•?）的活性较低，但会贡献于氧化应激并参与

影响RONS效果的因素

农产品的特性。农产品表面会形成物理屏障，阻碍RONS的渗透。气孔、茎部疤痕和切割表面等受保护部位可以保护细胞免受氧化剂、光线或等离子体的影响1, 2。紫外线-C的研究表明，水果表面的粗糙度和地形会影响大肠杆菌和单核细胞增生李斯特菌的灭活：较平滑的水果表面能实现更高的灭活效果，而 Peach果实表面和受损的梨组织则会降低效果12, 56。也有类似的表面效应报告

安全与质量的权衡

基于RONS的收获后技术的一个主要挑战是，抗菌效果和农产品质量由相同的氧化化学过程控制。因此，评估处理效果时不仅应考虑微生物数量的对数减少，还应考虑颜色、硬度、电解质渗漏、抗氧化能力和感官可接受性等质量指标。

如图1所示，当RONS的暴露强度不足以克服表面屏障或有机物质的保护作用时，就会出现灭活不足的情况

结论

基于RONS的技术扩展了新鲜农产品的收获后处理手段。冷等离子体、等离子体活化水、臭氧和光驱动的过程提供了非热处理方法，可以应用于农产品表面、工艺用水和包装相关环境。它们的主要优势在于多靶点的抗菌作用，氧化和硝化应力共同作用于细胞膜、代谢和遗传成分。研究表明，可以通过这些方法实现有效的微生物控制

撰写过程中生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备本文时，作者使用了ChatGPT-5来改进语言表达、清晰度和可读性。使用该工具后，作者根据需要对内容进行了审查和编辑，并对出版物的内容负全责。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了中国国家重点研发计划（项目编号2024YFD2101102，隶属于2024YFD2101100项目）的财政支持。作者还感谢中国农业大学2115人才发展计划的支持。

参考文献和推荐阅读

在审查期间发表的特别值得关注的论文被标记为

• 特别感兴趣的论文

•• 非常感兴趣的论文。

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

张洪超|赵家欣|张岩|廖小军

中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京100083，中国