植物精油可食性復(fù)合膜的構(gòu)建及其在果蔬保鮮中的應(yīng)用研究進(jìn)展

中圖分類號(hào) TS206.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1007-7731（2025）12-0093-04

DOI號(hào) 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.12.022

Research progress on the construction of edible composite films of plant essential oils and theirapplicationinthepreservationoffruitsandvegetables

LI Fang ZHANG Jiajia （School of Chemical Engineering，Weifang Vocational College，Weifang 262737， China）

AbstractTheapplication of plant esential oil composite membranes inthe field of fruit andvegetable preservation was summarized，and the construction of three edible composite membranes，namelychitosan composite membranes，protein composite membranes，and sodium alginate composite membranes，as wellas the research progress of theirapplications in fruit and vegetable preservationwerereviewed.Plant esential oilsare green and natural preservatives for fruitsandvegetables.They possessbiological activities such asantioxidationand antibacterial properties，andare widelyused in the preservation offruits and vegetables.The application formsof plant essential oil composite films mainly include coating films and packaging films.Their development has solved the problems of poor stabilityandeasyvolatilityofplant essentialoils，andhasshowngoodstorageand preservation efectsinthe preservation of various fruitsand vegetables.The selectionofedible membranes mainly focuses on materials such aschitosan，protein， and sodium alginate.The combination of twoor more materials enhances the comprehensive performance of the composite membranes.The three types of composite films，namely the edible composite film of plant essential oil - chitosan，theediblecomposite filmof plant esentialoil-protein，and theediblecompositefilmof plant essentialoilsodiumalginate，allhaveexcellentantibacterialactivity，whichgreatlyextendstheshelflifeoffruitsandvegetablesand canbetter maintain thecontentof nutrients in fruitsand vegetables.They have broadapplication prospects in the preservationoffruitsand vegetables.Thisarticleprovides areferencefor expanding theapplicationofplant essentialoils.

Keywordsplant essential oil;edible composite film；preservation of fruits and vegetables；storage and preservation;antibacterial activity

隨著生活水平的提高，消費(fèi)者對(duì)營(yíng)養(yǎng)豐富、安全綠色、高品質(zhì)果蔬的需求不斷增加。果蔬在采摘、運(yùn)輸、貯藏、銷售過(guò)程中，易被微生物污染，導(dǎo)致其營(yíng)養(yǎng)流失和貨架期縮短。植物精油富含天然活性物質(zhì)，具備良好的抗氧化性、抑菌性，能夠有效延緩果蔬變質(zhì)1。但植物精油穩(wěn)定性較差、易揮發(fā)、親水性較弱且具有刺激性氣味，限制了其在果蔬保鮮領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用[2-4]。將植物精油與成膜性能良好的膜材料結(jié)合形成復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，以保護(hù)和緩釋精油，是解決植物精油不穩(wěn)定、易揮發(fā)等問(wèn)題的重要手段之一[5-7]。Azarakhsh等8研究表明，利用檸檬草精油復(fù)合海藻酸鈉構(gòu)建的復(fù)合膜能夠較好地抑制菠蘿褐變，大大延長(zhǎng)其貨架期。薩仁高娃將百里香精油與海藻酸鹽復(fù)合涂膜應(yīng)用于鮮切蘋(píng)果和哈密瓜，有效保持了其色澤和品質(zhì)。Tabassum等o將百里香精油和牛至精油復(fù)配并構(gòu)建海藻酸鈉復(fù)合膜，結(jié)果表明，其可有效延緩木瓜衰老。本文概述了植物精油復(fù)合膜在果蔬保鮮中的應(yīng)用，總結(jié)了可食性復(fù)合膜抗菌體系的構(gòu)建及其在果蔬保鮮中的應(yīng)用研究進(jìn)展，為開(kāi)發(fā)綠色安全的果蔬保鮮劑、進(jìn)一步擴(kuò)大植物精油的應(yīng)用提供參考。

1植物精油復(fù)合膜在果蔬保鮮中的應(yīng)用

植物精油復(fù)合膜的應(yīng)用形式主要有涂膜和包裝膜。其中，涂膜是在常規(guī)保鮮液中添加適量精油，混合均勻后再以涂抹、浸泡的方式處理果蔬，以起到保鮮作用；包裝膜是將精油以膠囊或乳液的形式直接負(fù)載到基質(zhì)膜中制備復(fù)合膜。植物精油復(fù)合膜結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)解決了植物精油穩(wěn)定性差、易揮發(fā)的問(wèn)題，有助于植物精油的緩釋，在多種果蔬保鮮中表現(xiàn)出良好的貯藏保鮮效果。

劉學(xué)義[通過(guò)流延法將吸附牛至精油的碳酸鈣微球混于成膜性能良好的聚乙烯醇（PVA）基質(zhì)中，構(gòu)建了碳酸鈣 @ 牛至精油-PVA抗菌復(fù)合膜，結(jié)果表明，該復(fù)合膜相容性良好，精油微球在基質(zhì)膜內(nèi)分布均勻。微球的多孔結(jié)構(gòu)解決了精油易揮發(fā)的問(wèn)題，有效增強(qiáng)了牛至精油的緩釋效果，使得復(fù)合膜表現(xiàn)出較強(qiáng)的緩釋性能和長(zhǎng)效抑菌活性。此外，精油的添加方式在PVA膜的功能改造中發(fā)揮著重要作用，不同的構(gòu)建方式會(huì)對(duì)PVA膜的性能產(chǎn)生不同的影響。劉嘉雯等2研究發(fā)現(xiàn)，桉葉精油β-環(huán)糊精微膠囊PVA基質(zhì)復(fù)合膜具備優(yōu)良的抑菌性能、防水透濕性，為兼具抑菌性和防水透濕性保鮮產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供了依據(jù)。明膠是膠原蛋白的水解產(chǎn)物，具有良好的生物可降解性和相容性。楊柳1通過(guò)硬脂酸淀粉酯的乳化作用，將明膠混人機(jī)械性能良好的PVA膜中，并負(fù)載肉桂醛制備抗菌包裝復(fù)合膜，將其應(yīng)用于櫻桃番茄保鮮中，結(jié)果顯示，該復(fù)合膜對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌表現(xiàn)出良好的抑菌效果，有效延長(zhǎng)了櫻桃番茄的保質(zhì)期。

2植物精油-可食性復(fù)合膜抗菌保鮮體系的構(gòu)建及其應(yīng)用

植物精油復(fù)合膜在果蔬保鮮等方面的應(yīng)用十分廣泛，相關(guān)學(xué)者在精油復(fù)合膜的構(gòu)建、抗菌保鮮及緩釋效果等方面作了大量研究，而實(shí)際應(yīng)用中尚存在亟須解決的問(wèn)題，尤其是針對(duì)可食性膜的開(kāi)發(fā)。從環(huán)保角度來(lái)看，可食性膜的開(kāi)發(fā)大大降低了石油基膜的使用比例；從食品安全角度來(lái)看，可食性膜的開(kāi)發(fā)解決了消費(fèi)者關(guān)切的食用安全問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了包裝材料的突破性進(jìn)展。目前，可食性膜的選擇主要集中在殼聚糖、蛋白質(zhì)、海藻酸鈉等材料上[3]。隨著研究的深人，可食性膜的組成從單一的材料過(guò)渡到兩種或兩種以上材料的復(fù)配，增強(qiáng)了復(fù)合膜的綜合性能。

2.1植物精油-殼聚糖可食性復(fù)合膜

殼聚糖是一種優(yōu)良的可食性原料，具有良好的成膜性，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且來(lái)源廣泛[14]。譚乾[15]利用流延成膜法制備出的丁香精油-殼聚糖-聚乙烯醇抗菌膜，可使黃桃貯藏時(shí)間在室溫條件下延長(zhǎng) 3～ 4d，冷藏條件下延長(zhǎng) 5～10d 。然而，單一的殼聚糖-植物精油復(fù)合膜在機(jī)械性能、耐水性和綜合抑菌性等方面尚存在脆性高、水溶解性高及相容性差等不足，相關(guān)學(xué)者嘗試添加其他天然大分子物質(zhì)以改善復(fù)合膜綜合性能，其對(duì)殼聚糖基復(fù)合膜的商業(yè)化具有重要意義。李名媛等以具有抑菌作用的乳酸為溶劑，完全可生物降解且具有優(yōu)良抗氧化能力的單寧酸為交聯(lián)劑改性殼聚糖溶液，得到一種綜合性能良好的殼聚糖基復(fù)合抗菌膜，不僅延長(zhǎng)了果蔬的保質(zhì)期，還促進(jìn)了包裝材料綠色循環(huán)發(fā)展。連歡等[17]以殼聚糖為成膜基質(zhì)，百里香精油為天然抑菌材料制備復(fù)合膜，并在其中加入天然高分子乳化劑阿拉伯膠，將改性后的殼聚糖-百里香精油復(fù)合膜應(yīng)用于0°C 冷庫(kù)貯藏的藍(lán)莓保鮮效果研究，結(jié)果表明，添加阿拉伯膠的復(fù)合膜對(duì)藍(lán)莓的保鮮效果較好，貯藏20d后果實(shí)腐爛率較低、可滴定酸、維生素C和花青素含量較高。

成膜性能優(yōu)異且可降解的天然聚合物存在物理性能較差的問(wèn)題，常需與其他功能性物質(zhì)共混復(fù)配。王艷玲[18將木薯淀粉、殼聚糖和魔芋葡甘露聚糖三者共混作為成膜基質(zhì)，采用流延法添加天然活性物質(zhì)藤椒精油，制備多功能生物降解復(fù)合膜，結(jié)果表明，活性物質(zhì)藤椒精油具備優(yōu)良的抗菌、抗氧化活性，其構(gòu)建的復(fù)合膜在果蔬保鮮領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用價(jià)值和潛力。郭浩麒等[將明膠、半纖維素與殼聚糖復(fù)配，并以甘油為增塑劑，構(gòu)建了具有良好力學(xué)性能的抗菌包裝膜，大大提高了復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率，為綠色可降解抗菌包裝的開(kāi)發(fā)提供了參考。

2.2植物精油-蛋白可食性復(fù)合膜

蛋白類基質(zhì)主要包括明膠、玉米醇溶蛋白、乳清分離蛋白等。Socaciu等20將龍蒿精油添加至乳清分離蛋白膜中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)熱處理后復(fù)合膜表現(xiàn)出較好的物理和機(jī)械性能。為提升植物精油的穩(wěn)定性，可先將植物精油進(jìn)行包封，再添加至成膜基質(zhì)中。Abbasi等21先將橄欖精油封裝在醋酸纖維素中，然后添加到明膠基質(zhì)中制備復(fù)合膜，該復(fù)合膜的水蒸氣透過(guò)率降低，機(jī)械性能和抗菌性能較好。李孟瑤22研究表明，微膠囊技術(shù)與膜技術(shù)結(jié)合制備出的可食膜具有緩釋性能優(yōu)異、安全穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，克服了天然植物精油易揮發(fā)、易氧化、持效時(shí)間短等問(wèn)題，提升了精油的穩(wěn)定性，同時(shí)增加了明膠膜的保鮮特性。

作為一種優(yōu)良的可食性膜，明膠具有天然、無(wú)毒、可食用、可降解等優(yōu)勢(shì)，但其耐水性差、抑菌活性和抗氧化活性較低，限制了其在保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用。李波23利用細(xì)菌纖維素包覆精油形成Picker-ing乳液，以彌補(bǔ)精油相容性差的不足，并與明膠共混制備了明膠-PE復(fù)合膜，提高了明膠膜的耐水性，并賦予了明膠抗菌和抗氧化活性。為彌補(bǔ)單一精油抑菌效果的不足，可將不同種類的植物精油復(fù)配以提高復(fù)合膜的綜合性能。Dhumal等[24將丁香酚、卡伐克醇、檸檬醛3種精油復(fù)配，加入殼聚糖-瓜爾膠-乳清分離蛋白制備復(fù)合膜，研究精油復(fù)配對(duì)復(fù)合膜性能的影響，結(jié)果表明，精油復(fù)配改變了生物聚合物乳清蛋白的結(jié)構(gòu)和相互作用，使復(fù)合膜具備良好的抑菌活性，在果蔬保鮮中具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.3植物精油-海藻酸鈉可食性復(fù)合膜

海藻酸鈉是一種天然多糖，具有優(yōu)良的成膜性和再生性，在果蔬保鮮領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。程萌[25研究發(fā)現(xiàn)，香芹酚對(duì)雙孢蘑菇貯藏期的主要致病菌有顯著抑制效果，香芹酚-海藻酸鈉生物復(fù)合膜對(duì)雙孢蘑菇抑菌保鮮效果較好。Chen等[2研究表明，百里香酚-海藻酸鈉復(fù)合膜對(duì)蘋(píng)果中的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌有明顯抑制作用，可有效保持其營(yíng)養(yǎng)成分含量。李彬[27以乳清分離蛋白纖維與甘草酸混合制備的溫敏型乳液作為響應(yīng)物質(zhì)包覆肉桂精油，采用囊膜一體法將其添加到海藻酸鈉基質(zhì)膜中，制備出一種溫度響應(yīng)型控釋活性薄膜，并將其應(yīng)用于葡萄保鮮，結(jié)果顯示，復(fù)合膜在 20% 和 30% 的乳液添加量下結(jié)構(gòu)緊密， 25^°C 條件下貯藏12d的葡萄仍能保持良好的外觀形態(tài)。

海藻酸鈉具有優(yōu)良的成膜性和再生性，但存在高水敏性和抗氧化性差等問(wèn)題。逯文倩等[28向海藻酸鈉基質(zhì)膜中加入化學(xué)穩(wěn)定性好和生物相容性好、能負(fù)載大量活性物質(zhì)的介孔納米二氧化硅，并將牛至精油負(fù)載于介孔納米二氧化硅的孔隙中，采用溶劑澆鑄法制備植物精油抑菌復(fù)合膜，將其應(yīng)用于雙孢蘑菇的保鮮研究，結(jié)果顯示，該復(fù)合膜明顯抑制了雙孢蘑菇的呼吸作用，可使其在 4^°C 貯藏條件下的保鮮期延長(zhǎng)至 12d 。

3結(jié)論與展望

本文介紹了植物精油復(fù)合膜在果蔬保鮮領(lǐng)域中的應(yīng)用，重點(diǎn)綜述了殼聚糖復(fù)合膜、蛋白復(fù)合膜、海藻酸鈉復(fù)合膜等可食性復(fù)合膜的構(gòu)建及其在果蔬保鮮領(lǐng)域中的應(yīng)用研究進(jìn)展。植物精油復(fù)合膜的應(yīng)用形式主要有涂膜和包裝膜，其解決了植物精油穩(wěn)定性差、易揮發(fā)的問(wèn)題，有助于植物精油的緩釋，并且在多種果蔬保鮮中表現(xiàn)出良好的貯藏保鮮效果。植物精油-殼聚糖可食性復(fù)合膜、植物精油-蛋白可食性復(fù)合膜、植物精油-海藻酸鈉可食性復(fù)合膜3種復(fù)合膜均具有良好的抑菌活性，在果蔬保鮮中具有廣闊的應(yīng)用前景。

目前，針對(duì)植物精油復(fù)合膜的構(gòu)建及應(yīng)用的研究較多，其在延長(zhǎng)果蔬貨架期以及保持良好外觀等方面表現(xiàn)出優(yōu)異效果，但部分環(huán)節(jié)有待進(jìn)一步提升。例如，可食性基質(zhì)膜材料的選擇較為有限；基質(zhì)膜與抗菌材料的協(xié)同效應(yīng)不明顯，僅為幾種材料功效的線性疊加等。未來(lái)可從以下幾方面進(jìn)行更深入的研究。（1）植物精油復(fù)配與多重保鮮技術(shù)相聯(lián)合，探索多種植物精油的復(fù)配保鮮技術(shù)，以達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，增強(qiáng)整體的抗菌作用，形成多種植物精油協(xié)同作用的新方式；（2）利用共混、化學(xué)改性等方式提高薄膜性能，通過(guò)包封、納米乳液和多層系統(tǒng)技術(shù)等，提高植物精油在復(fù)合膜中的穩(wěn)定性；（3）系統(tǒng)研究保鮮條件的優(yōu)化，尋求最佳的保鮮濃度、時(shí)間、溫度以及精油處理方式等。

參考文獻(xiàn)

[1]楊柳.兩親性淀粉/肉桂醛的抗菌機(jī)理及其在聚乙烯醇/明膠復(fù)合膜中的應(yīng)用[D].太原：太原理工大學(xué)，2023.

[2]榮培秀，何曉琴，王金秋，等.植物精油的功能特性及在果蔬保鮮中的應(yīng)用[J].食品與機(jī)械，2022，38（5）：226-233，240.

[3]寧?kù)o嫻，許超群，岳淑麗，等.精油微膠囊在食品保鮮中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].包裝工程，2021，42（15）：94-102.

[4]張?zhí)m，徐永建.植物精油微膠囊制備及其在果蔬保鮮包裝中的應(yīng)用[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2021，47（3）：274-280.

[5]姜美茹，王穎，杜易潼，等.植物精油的遞送體系及其在果蔬保鮮中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].食品科學(xué)，2024，45（9）：293-305.

[6]連歡，魏雯雯，王達(dá)，等.控釋型多糖-植物精油抑菌包裝材料研究進(jìn)展[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2022，48（23）：322-327.

[7]董路路，任春濤，張新華，等.緩釋技術(shù)及其在果蔬保鮮中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，34（4）：73-78.

[8]AZARAKHSH N，OSMAN A，GHAZALI H M，et al.Lemongrass essential oil incorporated into alginate-basedediblecoatingfor shelf-lifeextension andqualityretention of fresh-cut pineapple[J]. Postharvest biologyand technology，2014，88：1-7.

[9]薩仁高娃.百里香精油與海藻酸鹽復(fù)合涂膜防控鮮切水果食源性病原微生物作用機(jī)制的研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2020.

[10]TABASSUM N，KHAN M A. Modified atmospherepackaging of fresh-cut Papaya using alginate basededible coating ： quality evaluation and shelf life study[J].Scientia horticulturae，2020，259：108853.

[11]劉學(xué)義.牛至精油/聚乙烯醇復(fù)合抗菌膜的制備與食品保鮮應(yīng)用研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學(xué)，2023.

[12]劉嘉雯，姚江薇，繆宏超.PVA/植物精油抗菌復(fù)合膜材料的性能[J].上海紡織科技，2022，50（8）：33-35.

[13]張嘉祺，閔德棟，劉云國(guó).植物精油抑菌機(jī)制及其在食用菌保鮮中的應(yīng)用進(jìn)展[J].中國(guó)果菜，2024，44（4）：9-13.

[14]徐甜，高成成，湯曉智.殼聚糖/植物精油可食性抗菌膜研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技，2018，39（18）：323-329，335.

[15]譚乾.丁香精油復(fù)合抗菌膜的制備及其在黃桃保鮮中的應(yīng)用[D].長(zhǎng)沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2022.

[16]李名媛，趙丹寧.殼聚糖復(fù)合抗菌膜的綠色制備及性能研究[J].綠色包裝，2021（8）：24-28.

[17]連歡，孫占新，楊相政.殼聚糖抑菌復(fù)合膜對(duì)藍(lán)莓貯藏保鮮效果的影響[J].中國(guó)果菜，2023，43（9）：29-34.

[18]王艷玲.負(fù)載藤椒精油的淀粉基可降解性抗菌膜的制備及其應(yīng)用研究[D].雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2022.

[19]郭浩麒，羅文翰，肖乃玉，等.半纖維素/殼聚糖/明膠綠色抗菌包裝膜的制備與表征[J].仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2021，34（2）：17-22，30.

[20] SOCACIU MI，F(xiàn)OGARASI M，SEMENIUCCA，et al.Formulationandcharacterizationofantimicrobialediblefilmsbased on whey protein isolate and tarragonessential oil[J].Polymers，2020，12（8） ：1748.

[21]ABBASIH，F(xiàn)AHIMH，MAHBOUBI M. Fabrication andcharacterization of composite film based on gelatin andelectrospuncelluloseacetate fibersincorporatingessential oil[J]. Journal of food measurement andcharacterization，2021，15（2）：2108-2118.

[22]李孟瑤.生姜精油微膠囊復(fù)合膜的制備及應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2020.

[23]李波.細(xì)菌纖維素穩(wěn)定的肉桂精油Pickering乳液及其在明膠膜中的應(yīng)用[D].天津：天津科技大學(xué)，2022.

[24]DHUMAL CV，PAL K，SARKARP.Characterizationoftri-phasic edible films from chitosan，guar gum，andwheyproteinisolateloadedwithplant-basedantimicrobial compounds[J]. Polymer-plasticstechnology and materials，2019，58（3） ：255-269.

[25]程萌.植物精油/海藻酸鈉抑菌復(fù)合膜對(duì)雙孢蘑菇保鮮效果研究[D].淄博：山東理工大學(xué)，2019.

[26]CHENJX，WUAK，YANGML，etal.Characterizationof sodium alginate-based films incorporated with thymolfor fresh-cut apple packaging[J].Food control，2021，126：108063.

[27]李彬.基于溫度響應(yīng)型乳液制備控釋活性薄膜及其在葡萄保鮮中的應(yīng)用[D].南昌：南昌大學(xué)，2024.

[28]逯文倩，王娟.牛至精油-介孔納米二氧化硅/海藻酸鈉復(fù)合膜對(duì)雙孢蘑菇保鮮效果研究[J].中國(guó)果菜，2021，41（4） ：1-9.

（責(zé)任編輯：吳思文）