导读：在环保压力与消费升级的双重驱动下，绿色、安全、可降解的活性包装已成为食品行业的核心攻关方向。然而，传统生物基包装材料在力学强度、阻隔性能与功能化方面的先天不足，始终制约着产业化进程。该综述围绕天然植物小分子的超分子自组装技术，聚焦其在生物基食品包装中的应用价值展开全面梳理。文章从分子作用机制、结构调控规律、材料功能化路径到安全评价体系，完整呈现了这一交叉领域的研究全貌。综述指出，植物小分子可通过非共价作用精准构建纳米结构，既能提升包装材料的力学与阻隔性能，又能赋予抗菌、抗氧化等活性功能，是发展下一代可持续智能包装的关键方向，同时也指明了机理研究、工业转化与安全标准等方面亟待突破的核心问题。
研究背景 
1. 食品保鲜与绿色包装的双重刚需
全球每年因微生物污染造成的食品损耗占比极高，保鲜技术成为保障粮食安全的重要环节。传统石油基包装难以降解，带来严重的环境负担，而化学防腐剂的安全争议日益凸显。在此背景下，以天然成分为基础、兼具抑菌抗氧化功能的生物基活性包装，成为行业转型的必然选择，市场需求与科研投入持续增长。
2. 生物基包装的性能短板亟待突破
壳聚糖、海藻酸钠、蛋白质等天然高分子材料，虽具备可降解、生物相容等优势，却普遍存在力学性能差、阻氧阻湿能力弱、功能单一等缺陷。单纯共混改性难以实现结构增强与功能提升的协同，传统纳米填料又存在相容性、安全性与成本问题，行业迫切需要一种温和、高效、绿色的改性策略。
3. 超分子自组装带来颠覆性解决方案
超分子自组装凭借温和条件、结构可控、生物相容性好等特点，为包装材料改性提供了新思路。植物源小分子（多酚、生物碱、萜类等）来源广、安全性高，且自带抗菌抗氧化活性，可通过氢键、π-π 堆积等作用自发形成纳米结构，实现 “结构增强 + 功能赋予” 一体化。这一技术路线打通了天然活性物质与先进包装材料的壁垒，成为近年研究热点。
核心内容 
（一）自组装的核心驱动力与结构调控规律
该综述系统阐释了植物小分子自组装的内在机制，强调其核心依赖非共价相互作用的协同驱动，而非传统的化学键合。主要作用力包括氢键、疏水作用、π-π 堆积、静电作用与金属配位，这些作用力可单独或协同发挥作用，在 pH、温度、溶剂等外部条件调控下，引导分子有序排列，精准形成纳米颗粒、纳米纤维、水凝胶、纳米带等多样化结构。
综述进一步归纳出结构调控规律：分子的官能团种类、芳香共轭结构、电荷特性与两亲性，直接决定最终组装形貌；多酚类易形成水凝胶与膜结构，醌类偏好形成一维纤维，生物碱多通过静电作用组装为颗粒，萜类则依托两亲性形成螺旋纤维，为定向设计包装用纳米材料提供了理论依据。
（二）自组装纳米材料在包装中的应用路径
作者团队将植物小分子自组装在包装中的应用，提炼为三大落地路径，形成完整的技术体系：
无载体直接成膜 / 涂膜：部分小分子可直接自组装成水凝胶或涂层，无需添加高分子基材，成分极简、安全性高，适合果蔬表面喷涂保鲜，兼具物理阻隔与活性保鲜功能。
生物基涂层增强改性：将自组装纳米结构作为填料，加入壳聚糖、明胶等涂层体系，提升涂层的致密性与力学性能，同时实现活性成分的稳定负载与控释。
全降解包装膜功能化：将组装纳米材料复合于淀粉、聚乙烯醇等可降解膜材中，同步提升拉伸强度、阻隔性能，并赋予抗菌、抗氧化、紫外屏蔽等功能，适配肉类、果蔬、熟食等多场景保鲜。
亮点价值 
1. 构建 “分子 - 结构 - 功能 - 应用” 一体化综述框架
与以往聚焦生物医学或材料化学的综述不同，该文首次以食品包装应用为导向，将超分子化学、天然产物化学与包装工程深度融合，跳出单一成分或单一结构的局限，建立了从分子设计到包装性能、再到安全评价的完整逻辑链，填补了领域内交叉综述的空白。
2. 明确天然小分子 “双功能” 核心优势与产业化潜力
综述首次系统论证了植物小分子自组装材料的独特价值：既是结构增强填料，又是天然活性成分，可在不额外添加功能助剂的前提下，实现包装材料的力学、阻隔与保鲜功能协同提升，完美契合清洁标签、绿色可持续的产业趋势。同时，文章全面梳理了安全性依据，为后续工业化应用与法规合规提供了重要参考。
图文赏析 
图 1. 驱动植物源小分子自组装的主要相互作用类型包括：(A) 氢键、(B) 静电相互作用、(C) 疏水相互作用、(D) π-π 堆积作用以及 (E) 金属配位作用。图 5.(A) ** 甘草酸（GL）与小檗碱（BBR）** 共组装形成纳米纤维水凝胶，可喷涂于水果表面发挥多重保鲜作用（Sun et al., 2025）；(B) ** 锌离子（Zn²⁺）诱导茶多酚（TP）** 自组装形成纳米复合涂层（TPZn），用于水果表面包覆以实现多重保鲜效果（Xu, Zhang, et al., 2025）；(C) 甘草酸自组装纳米纤维与溶菌酶淀粉样纤维溶液共混形成水凝胶，可喷涂于水果表面发挥多重保鲜功能（Zeng et al., 2025）。图 6. (A) 橙皮苷（HSD）自组装纳米粒子被复合到海藻酸钠 / 羧甲基纤维素钠复合膜基质中，用于水果保鲜（Gao et al., 2025）。(B) 自组装小檗碱 - 肉桂酸纳米粒子（BC NPs）被添加到卡拉胶 / 明胶复合膜基质中，用于鲜鸡肉的抗菌保鲜（Ma et al., 2022）。
结论展望 
1. 领域发展现状总结
当前，植物源小分子超分子自组装技术已实现从基础研究到应用探索的跨越。学界已明确主要作用力与结构调控机制，开发出多种组装形貌与改性策略，在实验室水平验证了其在包装增强、食品保鲜方面的显著效果，初步证实了材料的生物安全性，为技术产业化奠定了坚实基础。
2. 未来研究与产业方向
未来研究需聚焦四大核心方向：一是借助多尺度模拟与先进表征，深入解析组装动力学与构效关系；二是开发多功能集成体系，适配高湿、高脂、酸性等复杂食品体系；三是建立纳米尺度下的迁移模型与完整毒理评价体系，完善行业标准；四是优化制备工艺，降低成本，提升结构稳定性，实现与现有包装加工设备的兼容。长期来看，该技术将推动活性包装向绿色化、智能化、功能精准化发展，成为下一代食品包装的核心技术支撑。
桑亚新：河北农业大学 食品科学与技术学院教授／博导。研究方向：农产品综合加工利用；食品微生物；益生菌与益生元。
吴春华：福建农林大学 食品科学学院副教授，博士生导师。主要从事水产品加工与贮藏、海洋生物资源综合开发与利用、食品胶体结构与功能设计等方面的研究工作。
河北农业大学引进人才科研项目（No. YJ2025015）
河北省高等学校基础科研项目（No. KY2025058）
https://doi.org/10.1016/j.tifs.2026.105753
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