引言
新鲜番茄因其感官特性及营养品质而受到消费者广泛欢迎；然而，它们也是最易腐败的园艺商品之一。在采后处理和常温储存过程中，番茄容易发生失水、软化以及由微生物驱动的腐烂，这些因素共同降低了可市售产量并缩短了货架寿命。近期的综述指出，在不利供应链条件下，番茄的采后损失可能相当严重，而微生物病害——尤其是真菌腐烂——仍然是品质劣化和经济损失的主要贡献因素（Oladipo, Oladipo, Ojumu, & Caleb, 2026）。特别是由Botrytis cinerea引起的灰霉病，通常被认为是番茄采收前后最普遍的病害之一，此外，其他真菌（如Penicillium spp.）也会根据品种、处理方式和储存条件对储藏腐烂产生影响（Alkilayh, Hamed, Sayyed, Abdelaal, & Omar, 2024）。除了传统的散装果实外，番茄串（成串成熟的番茄），即以果实附着在果柄上并保留萼片的完整果串形式销售，因其优质的外观和感知的新鲜度而越来越受欢迎。然而，这种商业形式在萼片/茎部区域带来了额外的质量风险：保留的萼片和茎部组织水分和营养相对丰富，在整个采后链（采收、储存、运输和零售）中容易受到机械损伤，而相对封闭的包装环境（如蛤壳盒或通风有限的薄膜）可进一步促进萼片上的真菌发育。值得注意的是，番茄串的采后萼片腐烂已与黑霉症状相关联，并涉及Cladosporium spp.（通常与Alternaria spp.）等真菌，突显了萼片作为该产品形式的关键腐败热点（Wang et al., 2025）。因此，开发有针对性的采后策略以抑制真菌发育同时保留番茄串的关键质量属性具有重要的科学和实际意义。与此同时，在消费者对更安全食品的需求和减少合成杀菌剂残留的监管压力下，环保替代品——如食用涂层和含有天然抗菌剂的活性包装——在保鲜和零售期间保持番茄串品质方面引起了越来越多的关注。
天然素是一种由Streptomyces spp.产生的多烯大环内酯类抗真菌剂。由于其对霉菌和酵母的强活性以及对食品使用的安全性（Meena, Prajapati, Ravichandran, & Sehrawat, 2021），天然素被广泛应用于食品防腐，并作为活性包装和食用涂层系统中吸引人的活性成分，用于延长新鲜农产品的采后货架寿命。欧盟已批准天然素用于奶酪和肉制品。在中国，根据食品添加剂使用国家标准（GB 2760-2024），天然素被允许用于某些食品和原料的防腐（Moghadas, Smith, & Tahergorabi, 2025）。对于水果和蔬菜应用，天然素已被纳入壳聚糖基和阿拉伯胶基涂层中用于草莓，据报道可抑制微生物腐败，从而有助于在储存期间保持水果品质并延长货架寿命（Wang, Song, Zhang, Li, & Wang, 2022）。对于番茄，有报道称海藻酸钠-天然素复合可食性薄膜可保持番茄萼片和果柄的品质，包括改善保水性和延迟变色，表明在包装条件下天然素与萼片相关劣化的相关性（Lin et al., 2025）。在鲜食葡萄中，天然素处理已被评估用于控制灰霉病（Botrytis cinerea），证明可有效抑制腐烂同时保持果实品质特性（Wang, Saito, & Xiao, 2024）。在柑橘类水果中，天然素已被研究作为采后生物杀菌剂以管理绿霉和酸腐病（Chen, Forster, & Adaskaveg, 2021）。
然而，天然素在新鲜农产品系统中的实际性能常常受到其在水性环境中分散性差以及其在潮湿、异质表面上的有限稳定性和持久性的限制（Meena et al., 2021），这可能导致储存期间长期抗真菌功效降低。因此，明确需要开发食品级载体以构建稳定的纳米递送系统，以提高天然素的分散性、胶体稳定性和在农产品表面的持续可用性。代表性研究已将天然素纳入涂层和包装基质中，包括聚乳酸薄膜上的杂化抗菌涂层和生物聚合物基功能薄膜，证明了在活性包装形式中使用天然素的可行性。此外，包封策略——如蛋白质基纳米粒子和复合生物聚合物系统——已被越来越多的研究以增强抗真菌性能（Mo et al., 2021）。
蛋白质基纳米载体对于疏水或水分散性差的活性成分特别有前景，因为它们可以自组装成胶体稳定的结构并提供保护性微环境。咖啡因因由于其强疏水性、成膜能力以及在高粱蛋白组分中的丰富存在而引起了越来越多的关注（Shah et al., 2021）。然而，有利于屏障形成的同种疏水特性也可能阻碍水分散，需要合理的配方策略以获得用于食品系统的稳定纳米粒子。在此背景下，多糖如羧甲基纤维素钠（CMC-Na）作为稳定剂和功能性涂层基质很有价值：CMC基系统被广泛讨论为食用涂层平台和活性成分的载体，因为它们具有成膜能力、透明度和与食品应用的相容性（Panahirad et al., 2021）。关于咖啡因基胶体的最新研究表明，通过多糖进行的静电和空间稳定可以显著提高分散性和功能性能。例如，据报道，咖啡因纳米粒子与羧甲基壳聚糖的结合可增强疏水性生物活性物质的稳定性和细胞摄取，说明了多糖辅助组装如何克服固有的疏水聚集。同样，通过反溶剂沉淀法制备的咖啡因/CMC复合纳米粒子已被证明可提高疏水化合物的水分散性和包封效果，支持了使用CMC作为咖啡因基递送系统中稳定剂和功能性伴侣的可行性（Qian et al., 2025）。这些进展表明，咖啡因-多糖策略可用于创建更有效的天然素递送平台用于农产品保鲜，其关键要求包括高包封效率、胶体稳定性和在番茄表面的持续抗真菌活性。
本研究的目标是（1）使用反溶剂法制备装载天然素的咖啡因纳米粒子，评价关键配方参数（包括咖啡因浓度、乙醇浓度、CMC-Na浓度以及有机相与水相的比例）的影响，以最大化天然素包封效率并改善胶体稳定性；（2）表征纳米粒子的理化性质，包括结构特征和分子间相互作用，使用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、圆二色谱（CD）、X射线衍射（XRD）和热重分析（TGA）；（3）评估纳米粒子在番茄串保鲜模型中的采后保鲜性能，重点关注储存期间的微生物抑制和品质保留。
