导读：随着消费者对食品安全和环保的关注日益增加，传统化学消毒剂因其毒性、耐药性和环境残留问题受到挑战。本篇综述性文章系统总结了天然抗菌物质（如植物精油、乳铁蛋白、壳聚糖、噬菌体等）与纳米技术结合的应用前景，特别是在食品接触表面消毒与生物膜控制中的潜力。纳米载体的引入为天然物质提供了保护和缓释机制，展示了开发“绿色、高效、持久”的食品消毒方案的可行性。

天然抗菌剂的多样性与功能机制

天然抗菌剂来源广泛，包括植物、动物、细菌、真菌与藻类产物。植物精油（如牛至、百里香、柠檬草）因含有酚类等疏水性活性成分而具有广谱抑菌能力，能有效杀灭金黄色葡萄球菌、李斯特菌、大肠杆菌O157:H7、沙门氏菌等病原菌。其中，香芹酚（carvacrol）和百里香酚（thymol）被证明在短时间内能快速灭活微生物，并可用于食品表面和加工设备的消毒处理。

动物源抗菌剂如壳聚糖、乳铁蛋白、溶菌酶，在体外和食品模型中也显示了良好的抗菌能力，并已在部分国家获批用于功能食品或肉制品的防腐处理。此外，微生物产物如乳酸菌产生的乳链菌素（nisin）已被广泛用作食品添加剂，并逐步被用于生物膜控制。

噬菌体技术近年来也被视为潜力巨大的天然抑菌手段，因其对特定致病菌具有高度专一性，并能穿透生物膜内层杀菌。例如，商品化的ListShield™与SalmoFresh™产品已在欧美市场用于食品接触表面除菌处理。。

纳米载体赋能：解决天然物质应用障碍

尽管天然抗菌剂表现出良好活性，其在食品工业中应用仍面临诸多挑战，如高挥发性、水不溶、气味浓烈、热不稳定等。为克服这些局限，研究者开发了多种纳米封装技术，不仅能保护活性物质免受加工环境破坏，还可实现缓释、靶向释放和增强渗透性。常用纳米结构包括：

1) 纳米乳液：适用于封装精油类疏水物质，已在即食蔬菜洗涤液和可食膜中验证有效。

2) 纳米脂质体：双层磷脂包裹疏水或亲水活性物质，在乳制品和不锈钢表面杀菌中取得良好效果。

3) 高分子纳米粒子（如壳聚糖-三聚磷酸体系）：能包封精油、乳链菌素等，实现缓释和表面附着杀菌。

4) 纳米纤维：用于包装材料，兼具良好物理性能和活性释放功能。

5) 金属纳米粒子（如银、铜、TiO₂）：具有广谱抑菌性，但其食品接触安全性仍有争议。

研究显示，封装态抗菌剂的抗菌活性虽略低于游离态，但其作用持续性更强，更适合用于冷链储运等长效防护场景。

图1. 食品系统中更常用的纳米结构的结构特征的示意图。（a）纳米乳液，（b）纳米脂质体，（c）聚合物纳米颗粒-纳米球，（d）聚合物纳米颗粒-纳米胶囊，（e）纳米纤维[1]。

展望：绿色消毒剂开发的新方向

在“绿色、可持续、安全”的理念推动下，未来食品消毒剂将围绕“自由态+封装态”双机制组合。这一策略结合了即时灭菌（自由态）与残留缓释（封装态）两种功能，有望提升消毒效率并降低活性成分用量。

当前，纳米抗菌剂在食品工业中的商业化仍处于初期阶段，主要挑战包括：法规不完善、毒理数据不足、生产成本较高等。作者强调，未来需加强毒性评估、纳米材料标准制定与跨学科合作研究，以实现天然-纳米复合消毒剂在食品加工、包装、表面处理等环节的全面应用。

参考文献：

[1] Cacciatore F A, Brandelli A, Malheiros P S. Combining natural antimicrobials and nanotechnology for disinfecting food surfaces and control microbial biofilm formation[J]. Critical reviews in food science and nutrition, 2021, 61(22): 3771-3782.