近年来，随着食品供应链的复杂化和消费者对安全与品质要求的提高，传统以被动隔离为核心的包装方式已难以满足需求。常规包装虽能防止水分、氧气和微生物侵入，从而延缓食品劣变、延长货架期，但在储运过程中，仍无法有效应对动态变化的腐败过程，如微生物污染、氧化降解及水分失衡等问题。这不仅威胁食品安全与可持续性，也造成巨大的经济损失。因此，食品包装行业亟需从“被动保护”向“主动调控”转型。
控释包装（Controlled-Release Packaging, CRP）作为新一代智能包装技术，应运而生。该系统通过在包装材料中引入抗菌剂、抗氧化剂或调湿剂等功能组分，并实现其在特定环境刺激下的定向、可控释放，从而主动调节包装内部环境，延缓食品劣变。其释放机制可由温度、湿度或食品自身的劣变信号触发，具备响应性和量化调控特征。近年来，CRP技术进一步融合了刺激响应高分子、纳米结构载体及物联网（IoT）系统，能够实现实时监测与动态调节，提升食品安全与供应链透明度。
为系统揭示CRP领域的发展轨迹与研究热点，本研究基于VOSviewer关键词共现分析，呈现了该领域的演化网络。当前综述多聚焦于材料分类或活性包装的共性问题，缺乏对控释动力学、食品基质相互作用及真实应用条件下性能差异的深入探讨。本文旨在弥补上述不足，系统评述CRP的基础与刺激响应释放机制，探讨其在复杂食品体系中的应用表现，并总结模型化研究及智能化集成的新进展，为控释包装的科学设计、产业化转化及可持续发展提供理论依据与未来方向。
未来趋势与研究方向
控释包装（Controlled-Release Packaging, CRP）领域正以极快的速度发展，这一进程得益于材料科学、信息技术的进步以及食品工业对可持续性的高度重视。随着延长货架期、提高食品安全性和强化环境责任的需求日益增长，未来的CRP研究将更加注重新兴技术的融合、智能功能的优化，并着力解决成本、规模化生产及法规合规等挑战。例如，Chen等（2025）开发了一种用于草莓保鲜的双温湿度响应型微氯酸钠（SC）@乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）薄膜，该薄膜可在36天内持续发挥抗菌作用，通过“湿度–ClO₂–呼吸”自调控机制抑制草莓呼吸速率，使其货架期延长150%（25 °C ± 2 °C）。该研究验证了CRP薄膜在规模化、稳定制备方面的可行性。未来新一代CRP的研发将呈现多学科融合特征，结合材料创新、数字传感与数据驱动管理，以构建更具适应性和高效性的食品包装体系。
控释包装（Controlled-Release Packaging, CRP）领域正以极快的速度发展，这一进程得益于材料科学、信息技术的进步以及食品工业对可持续性的高度重视。随着延长货架期、提高食品安全性和强化环境责任的需求日益增长，未来的CRP研究将更加注重新兴技术的融合、智能功能的优化，并着力解决成本、规模化生产及法规合规等挑战。例如，Chen等（2025）开发了一种用于草莓保鲜的双温湿度响应型微氯酸钠（SC）@乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）薄膜，该薄膜可在36天内持续发挥抗菌作用，通过“湿度–ClO₂–呼吸”自调控机制抑制草莓呼吸速率，使其货架期延长150%（25 °C ± 2 °C）。该研究验证了CRP薄膜在规模化、稳定制备方面的可行性。未来新一代CRP的研发将呈现多学科融合特征，结合材料创新、数字传感与数据驱动管理，以构建更具适应性和高效性的食品包装体系。
（1）人工智能与物联网赋能的智能包装
人工智能（AI）与物联网（IoT）赋能的智能包装通过在包装中嵌入气体、温度、挥发性有机化合物（VOCs）等传感器，并结合射频识别（RFID）、近场通信（NFC）或低功耗蓝牙（BLE）等连接方式，实现从静态标签向动态、预测性保鲜管理的转变。最新综述总结了IoT生物传感器（O₂、CO₂、乙烯、NH₃）在包装中的集成应用，可实现早期腐败预警与冷链质量追踪（Sobhan et al. 2025）。例如，一种可打印、无芯片、无线氨气传感标签（纤维素纳米纤维/炭黑/聚苯胺复合）已用于水产品包装，实现低成本、免电池的鱼类新鲜度监测。在供应链层面，Sathiya等（2024）报道的IoT案例表明，基于追踪器的监控可提高易腐食品从运输到仓储全过程的可追溯性与环境控制。动态保质期（DSL）模型将时间–温度数据与AI算法结合，可显著减少零售浪费。工业界也在部署免电池NFC/Bluetooth标签，与食品安全和追溯系统联动，实现数据自动采集和AI预测管理。例如，联合利华通过气象数据优化冰淇淋需求预测，使销售准确率提高约10%，美国市场增长12%，展示了AI在供应链调控中的潜力。
（2）可持续与环保材料
可持续性已成为CRP研究与产业应用的核心议题，全球范围内的重点在于减少塑料废弃物和环境足迹。新一代CRP正广泛采用可生物降解聚合物和可再生生物基材料，如聚乳酸（PLA）、聚羟基烷酸酯（PHA）及淀粉基共混物，兼具功能性与环境相容性。通过引入纳米纤维素、壳聚糖等天然增强材料，可提升薄膜机械与阻隔性能并赋予控释功能。可食用控释膜因其安全可食、活性物质为食用级而备受关注。绿色化学的发展亦推动了可安全降解材料的研发，使其与循环经济理念相契合。然而，与传统塑料相比，成本、规模化及性能仍是挑战。PLA等材料在湿度阻隔性上弱于PET和PE，需通过多层复合或界面改性（如壳聚糖/蜂蜡、EVOH、AlOx等）提升性能。此外，PLA价格仍约为$3–3.2/kg，明显高于PET的$0.8–1.3/kg，且工业堆肥设施覆盖率不足，美国仅约11%人口可使用相关回收服务。未来研究需加强生命周期评估与标准化降解测试，优化其工业可行性。
可持续性已成为CRP研究与产业应用的核心议题，全球范围内的重点在于减少塑料废弃物和环境足迹。新一代CRP正广泛采用可生物降解聚合物和可再生生物基材料，如聚乳酸（PLA）、聚羟基烷酸酯（PHA）及淀粉基共混物，兼具功能性与环境相容性。通过引入纳米纤维素、壳聚糖等天然增强材料，可提升薄膜机械与阻隔性能并赋予控释功能。可食用控释膜因其安全可食、活性物质为食用级而备受关注。绿色化学的发展亦推动了可安全降解材料的研发，使其与循环经济理念相契合。然而，与传统塑料相比，成本、规模化及性能仍是挑战。PLA等材料在湿度阻隔性上弱于PET和PE，需通过多层复合或界面改性（如壳聚糖/蜂蜡、EVOH、AlOx等）提升性能。此外，PLA价格仍约为$3–3.2/kg，明显高于PET的$0.8–1.3/kg，且工业堆肥设施覆盖率不足，美国仅约11%人口可使用相关回收服务。未来研究需加强生命周期评估与标准化降解测试，优化其工业可行性。
（3）法规合规与消费者接受度
CRP技术的广泛应用不仅依赖技术成熟，也取决于法规审批与消费者信任。美国FDA与欧洲EFSA等机构对食品接触材料制定了严格规范，要求评估迁移性、毒性与可降解性。尤其涉及纳米材料或新型化学添加剂的CRP体系，更需严格的安全评估与透明沟通。消费者接受度亦受安全感、环保性与经济性的影响。
CRP技术的广泛应用不仅依赖技术成熟，也取决于法规审批与消费者信任。美国FDA与欧洲EFSA等机构对食品接触材料制定了严格规范，要求评估迁移性、毒性与可降解性。尤其涉及纳米材料或新型化学添加剂的CRP体系，更需严格的安全评估与透明沟通。消费者接受度亦受安全感、环保性与经济性的影响。
当前亚洲与拉美的监管体系仍高度分散：中国执行GB国家标准体系；日本正建立合成树脂正面清单制度；韩国依据《器具、容器及包装标准与规范》管理；印度以性能为导向制定食品包装标准并强化迁移控制；南方共同市场及巴西多参照欧盟制度。唯有欧盟针对“活性与智能材料”制定独立法规。监管差异导致全球市场准入周期延长与成本上升。未来亟需制定统一的测试标准、强化追溯体系与交互式包装设计，以提升消费者信心。国际间的法规协调与产学政合作，将是确保CRP安全、有效、社会责任化应用的关键。
原文链接https://doi.org/10.1111/1541-4337.70311
