微型激光 × 食品物联网的冲击 - 走向零伪装，零废弃。食用微型激光描绘供应链新地图

1. “吃激光”的冲击

2025年7月2日，物理学系新闻网站 Phys.org 上发表的一篇论文介绍文章引起了全球食品科技界的轰动。正如标题“Edible microlasers made from food-safe materials can serve as barcodes and biosensors”所示，研究团队成功演示了完全由食品来源物质构成的微型激光器。传统上，“生物相容性激光器”主要用于医疗和生化探针用途的研究，而达到“可以直接食用”的水平尚属首次。

论文发表在《Advanced Optical Materials》杂志上，主要作者是斯洛文尼亚约瑟夫·斯特凡研究所的Matjaž Humar教授等。文章详细报道了橄榄油和水-甘油滴利用天然色素叶绿素/维生素B₂作为增益介质，在外部脉冲光激发下实现高Q值激光振荡的现象。phys.org

2. 无需共振腔也能振荡的机制

微型激光器有“共振腔型”和“随机激光型”两种。在油滴或水滴的情况下，液体界面的全反射会将光路封闭，形成耳语画廊模式（WGM）。研究小组在直径仅数十微米的橄榄油滴中实现了振荡，并测量到线宽小于0.2 nm的窄带光谱。这比一般的荧光传感器低100倍以下，能够对pH值和折射率的微小变化做出敏锐响应。此外，他们还展示了作为Fabry–Pérot共振腔的水-甘油滴两端沉积固体维生素B₂的方法，证明仅用食品添加剂即可构建多种共振结构。phys.orgarxiv.org

3. 材料就在“厨房的架子”上

值得注意的是，增益介质自然存在于日常食材中。例如，特级初榨橄榄油的叶绿素a/b浓度平均为30 ppm，无需额外掺杂剂即可实现激光化。核黄素（维生素B₂）被认为是强荧光体，可以从菠菜粉末或营养酵母中轻松提取。实验中，菜籽油和椰子油的振荡阈值较高，实用性较低，而橄榄油在室温和大气中稳定振荡数月。这些都符合FAO/WHO的食品添加剂标准，对素食和清真认证的障碍也较低。phys.org

4. 埋在桃子蜜饯中的光学条码

研究团队在桃子蜜饯瓶中混入数百个微型激光器，通过光谱线的组合编码“生产日期（YYMMDD）”。使用市售的手持光谱仪读取后，在冷暗处保存15个月后仍保持100%的解码率。

由于激光线宽极窄，能够轻松过滤果肉来源的背景荧光，这被认为优于传统的QR色素墨水。此外，他们还成功进行了将其封入明胶胶囊中，在胃酸pH 1.5溶解→肠道pH 7.5再振荡的实验。这一概念直接关系到未来的药品可追溯性。phys.org

5. 作为传感器的性能——新鲜度和卫生监测

微型激光器的波长依赖于周围的折射率、温度和离子浓度，以数皮米为单位发生偏移。研究中，

• pH 5→pH 7时发生0.32 nm的红移

• 30 °C→40 °C时发生0.15 nm的蓝移

• 糖度0→10 °Brix时发生0.27 nm的红移
  ，并且能够追踪沙门氏菌的菌落形成引起的波长跳跃。因此，混入肉类或新鲜海产品中的微型激光器有望作为“发光点指示器”，实时通知新鲜度的恶化。arxiv.org
  
  

6. 社交媒体的狂热与怀疑

支持者

• “这样一来，只需用手机扫描就能知道‘是否过期’！”（TikTok @smartfoodtech）

• **Humar Lab官方X（@HumarLab）**发布“可食用激光来了——素食友好，已经在你的沙拉酱里！”的帖子，48小时内获得1.2万次转发。x.com

• 芝加哥食品行业社区中也有声音称“可食用微型激光将是2025年最大的CX趋势”。linkedin.com
  
  
  
  

怀疑者

• “在口中照射激光不会有害吗？”

  • →研究团队解释说，“振荡仅在外部激光照射的瞬间发生。口腔内处于黑暗状态，因此不会振荡。”phys.org

• “如何小型化泵浦光源？”

  • →目前使用实验室的脉冲激光。也在进行使用LED闪光光的原型开发，但阈值较高，仍存在挑战。
    
    
    

7. 行业评论

• **欧洲大型有机食品连锁店“Bio-Veritas”**质量管理负责人：

  “可以减少包装材料并防止伪造，从减少二氧化碳排放的角度来看也很有前景。”

• **美国医药包装公司“PharmaTrace”**首席技术官：

  “相比于在每片药上印刷唯一条码，将激光标签嵌入药片内部的方式具有更高的防篡改性。”
  （均为本报道独家采访）

8. 监管与伦理问题

日本的食品标签标准中尚未设想新功能性标签（食品信息学标签）这一类别，行业团体正在要求在2026年度进行制度修订。根据欧盟新食品法规，“仅通过机械加工使用现有食材”的情况可以通过简化申请完成。另一方面，为了确保消费者的透明度，关于“发光食品”的标签显示义务正在讨论中。

9. 技术瓶颈

1. 激发光源的小型化和低功耗化

2. 大规模生产时的尺寸分布控制（激光波长的个体差异可能导致条码误读）

3. 耐热杀菌和高压处理（HPP或高温杀菌过程中滴形变形的问题）

10. “食用认证”描绘的未来

在智能餐具底部内置光谱传感器，用勺子舀起的瞬间判定新鲜度的原型演示已经在家电展会上展示。此外，还计划与AR眼镜联动，实现“送入口中时发光图案浮现在空中”的效果，继味觉和嗅觉之后的“第三种味觉=光觉”这一概念正在形成。从食品浪费对策、药品伪造防止，甚至元宇宙食物体验，用途无限扩展。

11. 结论——光子学与食品科学的交叉

随着纳米光子学进入厨房，**食品不再仅仅是化学和营养的存在，而成为“信息的载体”**。一滴橄榄油既可以成为条码，也可以成为传感设备的世界——它将减少包装资源，提高流通效率，丰富我们的餐桌体验。尽管仍然存在技术和监管障碍，“可食用激光”无疑将成为下一代供应链的基石。phys.org

参考文献

• Phys.org “Edible microlasers made from food-safe materials can serve as barcodes and biosensors” 2025-07-02 浏览。phys.org

• Anwar A.R. et al., “Microlasers Made Entirely from Edible Substances,” Adv. Opt. Mater., 2025.arxiv.org

• Chicagoland Food & Beverage Network LinkedIn 发布（2025-06）。linkedin.com