韩巴特国立大学（HBNU）的研究人员提出了一种用于食品质量监测和保存的新型传感器集成包装

研究人员开发了一种新型包装材料，能够实时、非破坏性地检测食品中的营养成分

, /PRNewswire/ -- 食品质量和安全至关重要。然而，传统的食品监测方法，包括核糖体分型和聚合酶链反应，往往具有破坏性且耗时。这些缺点限制了它们的广泛应用潜力。在这方面，表面增强拉曼散射（SERS）传感器以其实时、非破坏性和高灵敏度的能力，成为一种极具前景的替代方案。

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研究人员提出了一种新型纳米结构 SERS 传感器，集成在可伸缩和抗菌的包装材料中，用于食品质量监测和保存。

在一项新的突破中，由韩国汉巴特国立大学机械工程系的副教授哈志焕（Ji-Hwan Ha）领导的研究团队开发了一种集成在可伸缩和抗菌包装材料中的双功能纳米结构 SERS 传感器（NSSAW），该传感器不仅可以直接监测食品表面，还能主动保存食品。他们的新发现于 2025 年 5 月 29 日在线发布，并于 2025 年 9 月 25 日刊登在《Small》期刊第 21 卷第 38 期的封底上。

所提议的包装材料包含一种纳米结构 SERS 传感器——负载有银纳米颗粒的金纳米阵列——可实现高达 30.11 倍的拉曼增强，能够实时、非破坏性地检测营养成分，包括嘌呤、蛋白质、脂质和类胡萝卜素，甚至在肉类、鱼类和水果中检测农药噻虫嗪。同时，姜黄素热塑性聚氨酯（TPU）电纺包装材料对金黄色葡萄球菌（S. aureus）表现出 99.99% 的强抗菌效力，对大肠杆菌（E. coli）表现出 99.9% 的抗菌效力，有助于延长保质期。

值得注意的是，NSSAW 具有高度的可伸缩性和适应性，能够承受 716% 的拉伸和最大应力 52.3 MPa。SERS 层在制造过程中通过纳米压印光刻、电子束倾斜沉积和纳米转印印刷自发集成到其中，表明了一种可扩展包装的实用途径。

“在冷链物流和存储中，该包装材料可以帮助分销商决定何时发货和销售食品，通过持续跟踪新鲜度和变质化学反应。” “在零售智能包装中，其可伸缩、适应性强和生物相容的特性使得可以对质量和营养标志进行非破坏性的包装检查——不会对食品造成任何损害——支持销售点的质量自动化和透明的日期标签。” “因此，我们技术的实际应用涵盖了从农场到餐桌的整个链条，” 哈教授说。

此外，NSSAW 通过跟踪细菌释放的标记物二甲基二硫，随着时间的推移监测变质进程，将化学变化与新鲜度联系起来，消费者和行业可以解读。这项研究预计将为监测人类食品的新鲜度和成分开辟新视野。

“NSSAW 可以作为消费者在家存储和餐盒配送期间的食品新鲜度指示器，将化学变化与易于解读的信号联系起来。此外，对于高价值的海鲜和肉类，嘌呤（如次黄嘌呤）的定量跟踪支持优质验证和保质期决策。此外，作为主动包装，姜黄素 TPU 凭借其抗菌特性，结合传感功能与保存功能，延长分销和零售中的保质期，” 哈教授说。

在未来 5 到 10 年内，既能保存食品又能持续验证其质量的包装材料可能会从试点阶段转向主流。利用本研究中提出的创新技术，零售商和消费者可以依赖实时、非破坏性的质量信号，而不是粗略的日期估计——减少浪费，提高安全性，并实现更智能的定价和召回。

参考文献 哈志焕，杨杰，金东，等。集成在可伸缩和抗菌包装中的 SERS 传感器用于食品质量监测和保存。Small. https://doi.org/10.1002/smll.202501808

联系方式：

安彩媛

82-42-828-8461

[email protected]

来源 汉巴特国立大学（HBNU）