果蔬可食性保鮮涂膜技術應用及機理最新研究進展

丁捷，劉春燕，黃彭，李紅瑩，唐倩，毛湘雪，甘俊偉，劉耀文，秦文*

1(四川旅游學院 食品學院，四川 成都，610100)2(四川農業大學 食品學院，四川 雅安，625014)3(宜賓學院 質量管理與檢測學部，四川 宜賓，644000)

水果和蔬菜是人類實現健康和可持續飲食目標中膳食纖維、黃酮類化合物、酚酸、微量元素等營養成分的重要來源[1]。隨著消費者對新鮮果蔬營養價值的認識程度加深，以及科學界對健康飲食理念的普及，近十年來全球水果和蔬菜的消費量大幅增加[2]。然而大部分果蔬只能在收獲后短時期內供應，采后損失高達20%以上。長期以來，園藝及物流行業使用合成化學殺菌劑、化學保鮮劑、輻照、溫度管理、氣調貯藏和自發氣調包裝進行果蔬采后處理，以控制采后腐爛，延長其貨架期[3]。但低溫易導致采后果蔬冷害[4]，合成化學殺菌劑的持續應用往往導致與化學殘留物相關的諸多健康和環境問題[5]。而輻照、化學保鮮劑等處理則易造成果蔬營養成分損失、感官品質下降等品質劣變[6-7]。氣調貯藏則由于其高昂的氣調庫等基礎建設投入和運行期間制冷、氣體配制等較高的成本，很難在發展中國家或偏遠農村山區推廣[8]。成本低廉且操作簡便的自發式氣調包裝一直以來都是保持采后果蔬新鮮度和理化特性的重要手段，因此大量的苯二甲酸乙二醇酯和高密度聚乙烯被用做了果蔬自發氣調保鮮袋。目前全球塑料包裝年生產量已超過8 000萬t[9]，其中大多數會在相對較短的服務期后作為廢棄垃圾進行填埋或焚燒，往往造成較大公共健康風險和嚴重的環境危害[10]。隨著全球范圍內環保運動的興起，公眾不斷呼吁食品行業使用可生物降解材料，例如聚乳酸(polylactic acid，PLA)和戊二酸共對苯二甲酸丁酯(polybutylene adipate-co-terephthalate，PBAT)已工業化生產被用于防止全球白色污染的持續惡化[11]。但與聚乙烯(polyethylene，PE)材料相比，PLA和PBAT薄膜制備的果蔬自發式氣調包裝在保持水果顏色、收縮和失水方面表現不佳[12]。可食性膜是以可食性生物大分子物質為成膜材料，通過處理工序以及適量添加可食性增塑劑等工藝促進成膜材料分子間相互作用，使之干燥后形成具有一定機械特性和阻隔特性的致密薄膜[13]。目前，采用可食性膜來替代傳統石化塑料外包裝的研究已有報道。張晶瑩等[14]利用橙皮提取果膠所制備的橙皮果膠可食性保鮮膜的透光率為 87.8%，斷裂伸長率為 24.883%，厚度為 0.127 mm，抗拉強度為 3.983 MPa，對冷鮮豬肉的保鮮效果明顯優于PE 塑料保鮮膜，可有效減少豬肉水分蒸發，通過抑制微生物生長繁殖，明顯抑制蛋白質分解速度，最終延緩肉質腐敗進程。目前，研究者對可食性膜相關研究更側重于生物基成膜基材種類及配比、增塑劑種類及含量等關鍵工藝參數對成品膜透氣性和機械強度的影響。閆倩倩等[15]以5 g/100mL羥丙基交聯淀粉為成膜基材，采用溶液流延法通過添加 30%增塑劑甘油和增強劑0.5 g/100mL普蘭多糖制備了綜合性能較好的淀粉膜，其抗拉強度為 19.49 MPa，斷裂伸長率為31.49%，水蒸氣透過率為1.34×10-12g·cm/(cm2·s·Pa)，透油系數為 0.67 g·mm/(m2·d)。可食性涂膜是可食性膜的一種應用形式，指在采用噴涂、浸漬、涂布等方式在食品成分之間或食品表面上形成的基于蛋白質、多糖和脂質等生物材料基薄層，以防止食品變質、延長貨架期并保持其感官特性[16]。大量研究證實可食性涂膜能保持水果和蔬菜在采后貯運過程中的商品價值，延長貨架期[17-18]。因此環境友好且安全性高的可食性涂膜成為果蔬采后行業研究熱點。

1 可食性涂膜在果蔬采后領域中應用

當前的可食性涂膜通常可分為脂質基(合成蠟質、蜂蠟、植物脂肪、動物脂肪、脂肪酸及其衍生物)、多糖基(淀粉、殼聚糖、海藻酸、魔芋葡甘聚糖、纖維素及其衍生物等)、蛋白質基(酪蛋白、乳清蛋白和大豆蛋白等)和復合型四大類[18]。

1.1 脂質基可食性涂膜

脂質基可食性涂膜是最古老且最傳統的涂膜方式，它們能吸附在果實疏水性表皮上，在提高光澤度的同時有效防止水分遷徙。目前大多數柑橘類水果商業化采后處理所用的傳統涂料就是基于合成蠟和化學殺菌劑的復配型氧化聚乙烯蠟涂膜[19]。MOYO等[20]研究發現將帶有柑橘黑斑病損傷的“尤里卡”檸檬和“米德奈特”瓦倫西亞橙子采用由噻菌唑、嘧菌酯、丙環唑等復配殺真菌劑處理后，再用18%聚乙烯基蠟進行涂膜處理，在冷藏條件下可完全抑制孢子釋放且有效降低黑斑病的潛伏感染。

隨著公眾對食品安全關注度的日益高漲，安全性較高的天然蠟質逐漸成為脂質基可食性涂膜領域的研究重點。以巴西棕櫚蠟、蜂膠和商用蠟等脂質基可食性涂膜在果蔬采后保鮮及真菌性病害防治領域具有良好的應用效果。天然脂質具有良好的氣體阻隔性能，但其水乳體系的水蒸氣阻隔性較差。因此，研究者往往通過提高成膜基質中脂質成分濃度來實現對水蒸氣的適當屏障。KHORRAM等[21]研究發現以脂肪族、羥酸類和聚酯類混合物為主要成分的9%～11%蟲膠溶液干燥后能在“瓦倫西亞”橙子表面形成不黏不厚的可食性涂膜，其采后保鮮效果明顯優于5%～7%的明膠溶液和3.5%～4.5%的波斯膠溶液。30 g/L蜂蠟涂膜處理可降低亞洲梨低溫冷藏過程中的呼吸速率，抑制果膠甲酯酶、聚半乳糖醛酸酶和纖維素酶等細胞降解酶的活性，保持果實硬度，延緩梨肉氧化褐變及抗壞血酸水平和總酚含量的下降[22]。SRIPONG等[23]采用100%石蠟或50%蜂蠟處理能顯著減少低溫貯運過程和常溫貨架期內香蕉質量損失，保持果冠顏色和硬度，且對果皮的顏色和硬度沒有負面影響。ZRATE等[24]首次報道了30%的S.A.S商用蠟處理在控制Keitt芒果炭疽病發病率方面的有效性，在(7±3) ℃下貯藏35 d 后較空白對照組顯著降低腐爛率2倍，對果實pH、硬度、檸檬酸含量、失重率等理化特性的保鮮鮮果明顯優于由芽孢桿菌和鏈霉菌制成的生物涂層。對比樹脂蠟、巴西棕櫚蠟和殼聚糖3種涂膜處理對石榴冷藏期和常溫貨架期的果實品質的影響可發現，用商業樹脂和巴西棕櫚蠟涂膜的果實比殼聚糖處理和空白對照處理的果實具有更低的呼吸速率和質量損失，尤其是巴西棕櫚蠟處理組果實比其他涂膜處理組具有更好的果實外觀品質和更高的生物活性化合物含量[25]。這與MIRANDA等[26]研究結論相似，即巴西棕櫚蠟微乳液涂膜處理過的柑橘與蟲膠涂膜組相比表現出更低的失水率、更久的外觀光澤度、更少的乙醇生成，以及更好的果實風味。

研究證實消費者對打蠟后呈現良好光澤感的果實表現出明顯的偏好，但打蠟往往會導致果實花萼出現變黑和脫落等負面影響，嚴重影響消費感受[27]。通常，由強疏水性脂類制備的可食涂膜的機械性能往往較差，無法均勻穩定地保持在果蔬表皮固定位置上，且極易滲透表皮而增加果實異味[16]。脂質材料較差的機械特性除了可能導致保鮮效果不穩定外，還極易放大普通消費者對其安全性的擔憂。畢竟絕大多數人不了解涂膜使用原因，還可能將果蔬表面可見的脂質與當下最關注的環境健康問題聯系起來[28]。因此，脂質基可食性涂膜未來的研究方向更側重于將脂質與蛋白質等其他材料結合，進而改善涂膜機械特性，在提高果實外觀價值的同時，顯著提升保鮮效果。

1.2 蛋白質基可食性涂膜

蛋白質結構的多樣性決定了蛋白質基涂膜的機械性能優于多糖基和脂質基體涂膜。這是由于蛋白質通常以纖維蛋白或球狀蛋白的形式出現。通常，酸、堿、熱、有機溶劑和界面作用可導致蛋白質變形成涂膜所需要的蛋白鏈，蛋白質鏈再通過蛋白質分子中的氫鍵、離子鍵和共價鍵形成較強的鏈間相互作用，最終決定了蛋白質基可食性涂膜具有較高的機械強度和較低的蒸汽、液體和氣體滲透性[29]。因此，即使在相對較低的相對濕度(relative humidity，RH)下，蛋白質可食性涂膜依然能有效阻隔氧氣和二氧化碳[30]。

目前，大豆蛋白、玉米醇溶蛋白、乳清蛋白等不同種類的蛋白質都有成功制備可食性涂膜并有效提高果蔬貯藏品質的相關報道。大豆分離蛋白和0.5%～1%半胱氨酸組成的可食性涂膜可有效控制常規包裝和氣調包裝中鮮切茄子的失重率和褐變率，延長商業貨架期[31]。與瓊脂可食性涂層相比，蛋清蛋白可食性涂膜能更有效降低常溫貨架期內紐扣蘑菇重量損失，抑制多酚氧化酶活性，延緩蘑菇色澤劣變進程[32]。SANTOS等[33]評估了是否用單寧酸改性的玉米醇溶蛋白可食性涂膜對紅番石榴室溫貯藏期和品質的影響，研究發現單寧酸改性過的玉米醇溶蛋白的保鮮效果更好，這可能歸因于單寧酸促進了玉米醇溶蛋白交聯，導致涂膜的氣體滲透性進一步降低，進而顯著抑制了番石榴采后呼吸速率和活性氧生成，減緩果實成熟衰老過程，延長貨架期。

但蛋白質作為營養成分極易被微生物所利用。對比殼聚糖、海藻酸鈉和乳清蛋白3種可食性涂膜處理板栗后發現在-1 ℃～1 ℃、RH 86%～96%的倉貯條件下貯存3個月后，殼聚糖和海藻酸鈉涂膜組板栗依然保持了與0 d 相似的外觀，但乳清蛋白涂膜組以及空白對照組則出現明顯霉斑[34]。因此，加入抑菌成分的蛋白質基可食性涂膜中成為該領域研究熱點。BLEOANCA等[35]將百里香酚精油和乳清蛋白復配制備納米乳液作為西葫蘆可食性涂膜，較空白對照處理可延長西葫蘆50%～200%的保質期。GONZLEZ-ESTRADA等[36]研究發現在10%大豆分離蛋白涂膜溶液中加入0.1%檸檬烯，涂膜中的大豆分離蛋白可形成高致密度的可食性涂膜包裹青檸，在有效減少果實水分損失的同時，還能控制檸檬烯緩慢釋放，從而抑制真菌孢子芽管伸長，延緩其感染過程，顯著抑制人工接種Penicilliumitalicum后青檸在模擬銷售和貯藏條件下藍霉病的發病率。LI等[37]將大豆分離蛋白(soy protein isolate，SPI)可食性涂膜與植物源肉桂醛(cinnamaldehyde，CIN)、花狀氧化鋅納米顆粒(ZnO nanoparticles，ZnONP)結合用于香蕉的采后保鮮后發現：CIN和ZnONP在SPI中發揮了協同抗真菌性能導致黑曲霉發生重度氧化應激反應， SPI/CIN/ZnONP復合涂膜的抗真菌性能是SPI/CIN處理的1.25倍。然而利用蛋白質溶液或者分散體制備的可食性涂膜往往需要使用乙醇或者乙醇-水混合物作為溶劑，較高的應用成本極大限制了蛋白質基可食性涂膜在果蔬采后領域的應用范圍。因此，未來研究具有更好水溶性和成膜特性的改性蛋白，可以讓蛋白質基可食性涂膜更具有市場應用潛力。

1.3 多糖基可食性涂膜

多糖作為高分子碳水化合物，因其來源廣泛、成本低廉以及優良的成膜效果，是目前可食用型生物降解包裝領域研究最多的新型聚合物材料[38]，尤其是具有抗菌特性及其陽離子性的殼聚糖更受關注。對 Scopus 數據庫中 2011—2021 年發表的 875 篇文獻進行分析后發現殼聚糖基可食性涂膜相關文章數量在過去十年中呈線性增長[39]。大量研究證實高分子質量(>100 kDa)殼聚糖制備的可食性涂膜比低分子量殼聚糖具有更高的耐水性、水蒸氣阻隔性能、機械性能以及黏附功能[40]，在保持芒果[41]、香蕉[42]采后品質并延長其貨架期方面具有更好的應用效果。GAO等[43]研究發現殼聚糖涂膜能調控柑橘貯藏過程中ATP檸檬酸裂解酶途徑和γ-氨基丁酸途徑，顯著抑制檸檬酸降解相關基因CitAco3，CitGAD4CitACLα2/β，Cit-PEPCKs和CitFBPases的表達。MOKGALAPA等[44]在一項關于使用殼聚糖作為鱷梨果實炭疽病腐爛控制劑的研究報告中發現1.5%低分子質量殼聚糖能誘導感染C.gleosporioides的鱷梨果實上調參與苯丙酸合成的基因(PAL、CHS和FLS)、脂肪酸延長酶(Avfad1)及Δ12脂肪酸去飽和酶(Avfae12-3)基因表達量的同時，下調LOX基因表達，以維持果皮中含有較高水平的表兒茶素，促進1-乙酰氧基-2-羥基-4-氧烯基-12, 16-二烯等抗真菌化合物的合成，最終控制病原菌感染。

然而，殼聚糖通常需要在1.0%(體積分數)以上的乙酸溶液中才能完全溶解，涂膜液極端的pH值極易引起富含花青素的水果和蔬菜外觀色澤改變，嚴重影響其商品價值[45]。因此，一些在中性水溶液環境中具有較高溶解度的多糖成為該領域研究熱點。平均分子質量為9 433 Da的強雄腐霉胞外多糖涂膜處理已被證實可顯著降低采后草莓的腐爛指數和丙二醛含量，延緩其可溶性固形物含量下降，提高貯藏期內果實抗氧化能力[46]。王東坤等[47]將Nisin添加到瓜爾膠和結冷膠復配可食性涂膜中，可有效抑制枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和面包酵母在鮮切荸薺表面的生長繁殖，延緩4 ℃貯藏條件下果實品質劣變。

經調查，精準農業應用系統在全縣的農機專業合作應用達到99%以上，發展空間十分廣闊，但由于受使用者文化水平、經濟承受能力和傳統農業種植的影響，精準農業系統發展緩慢。

近年來，魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan，KGM)因其來源廣泛且成本低廉，成膜性能良好而備受關注。WANG等[48]在“寧海白”白肉枇杷采后貯藏過程中發現KGM的保鮮效果與殼聚糖涂膜相似，0.5%KGM處理最大程度地提高了枇杷果實中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)和過氧化氫酶(catalase，CAT)活性，在(4±1) ℃ 貯藏21 d內保持果肉中較高的總可溶性固形物含量、可滴定酸度和抗壞血酸水平。何國菊等[49]研究發現濃度為1.0%的KGM涂膜對百香果的保鮮效果最佳，可減少采后果實水分蒸發，延緩果實皺縮指數和失重率的上升，并維持較高的外果皮L*、a*、b*值，使西番蓮在常溫貯藏時依然保持較好色澤。為了進一步改進KGM可食性涂膜的保鮮效果，研究者將抑菌成分與KGM混合制備具有良好抑菌效果的多糖可食性涂膜。麥馨允等[50]研究發現由8 g/L KGM、6 g/L納米SiO2以及4 g/L甘油復配制備的可食性涂膜可顯著抑制芒果果皮褐變的發生，使采后失重率維持在10%以下，保持果實硬度在0.05 MPa以上，還可在貯藏后期依然維持果肉中較高水平的可溶性固形物含量、pH和抗壞血酸含量。HASHEMI等[51]將4%藏紅花花瓣提取物摻入60 g/L KGM可食性涂膜中可顯著抑制鮮切黃瓜表面中溫細菌和真菌的生長繁殖，延長切片黃瓜的保質期。

然而，多糖基可食性涂膜的應用效果嚴重受限于多糖溶液的黏稠度、涂布均勻度和最終干燥速度[51]。這是由于多糖具有高度親水性，利用多糖聚合物制備的可食性涂膜作為水蒸氣屏障效果并不理想。加之果蔬表皮通常覆蓋強疏水性的角質蠟層，即使是具有較多斷面的鮮切果蔬，操作者也需要配制黏稠的高濃度多糖溶液才能使其黏附在果蔬表面。但高濃度多糖溶液除了原料成本較高和制備難度較大的缺點外，還存在涂膜處理后果蔬難以快速干燥等技術缺陷亟待改進。綜上所述，通過多種多糖材料復配，獲取對角質蠟層具有良好潤濕性、阻隔特性和成膜特性的低濃度多糖共混水溶液，是一條值得探索的新途徑。

1.4 復合型可食性涂膜

單一類型生物聚合物材料制備的可食性涂膜在實際應用過程中常受到黏附能力差、果蔬表面分布不均勻和水汽滲透性低等因素的限制，通常不能滿足采后果蔬貯藏對涂膜透氣性和阻隔水蒸氣的實際需要。由前文綜述可知，脂質大分子表現出很強的防潮性能，而蛋白質和多糖分子則表現出高效的機械性能。這些具有不同特性的生物大分子以及其他功能性結合材料可以被組合起來，產生具有更佳機械性能、阻隔特性以及額外生物活性的復合型可食性涂膜。復合可食性涂膜可以根據復配生物聚合物種類分為二元和三元復合可食性涂膜兩大類。如表1所示，復合可食性涂膜已成為研究者關注的熱點。目前利用脂質或蛋白質改善多糖阻隔特性和機械特性的二元復合可食性涂膜存在大量文獻報道，三元復合可食性涂膜報道相對較少。

表1 復合型可食性涂膜在果蔬中的應用

2 可食性涂膜保鮮作用機理研究進展

水果和蔬菜在消費食用前依然是活的植物組織，旺盛呼吸作用和蒸騰作用會導致產品采后發生失水、軟化和表面收縮等品質變化，嚴重影響其商品價值；另一方面，植物組織在采收及貯運過程中常常會遭遇機械損傷和病原菌侵染，導致離體后快速腐爛變質，進一步縮短貨架期[3]。因此，可食性涂膜對果蔬保鮮作用機理可以從形成半透性保護屏障、調控果實采后生理和抑制微生物生長繁殖三方面進行分析。

2.1 形成半透性保護屏障

可食性涂膜通常以噴霧或浸泡等方式在果蔬表面包裹一層兼具透氣性和阻隔特性的薄膜，進而形成半透性保護屏障來調節植物組織與外部環境之間的水和氣體的交換[59]。同時這層薄膜還能在果實之間或果實與操作設備、盛裝容器等接觸面之間起到一定程度的緩沖墊作用，減輕采后處理過程因震動、摩擦、碰撞等物理運動所導致的植物表皮及角質層蠟質的機械損傷。而這層屏障的果蔬保鮮性能優劣取決于可食性涂膜在果蔬表面的附著力以及所形成薄膜的耐水性、機械性能和阻隔性能[60]。研究證實聚合物材料的分子量和及其施用濃度與成膜基質表觀黏度及其在果蔬表面的黏附功能之間呈顯著正相關關系；分子質量較高且濃度適宜的聚合物通常可以更穩定、更均勻地黏附在果蔬表面，形成完整致密的薄膜從而更好地發揮其保鮮性能[61]。KWAK等[62]在制備草莓羧甲基纖維素-納米纖維保護涂膜(carboxymethyl cellulose-nanofibers，CMC-NF)時發現涂膜液粘度在草莓浸涂過程中至關重要；這是由于CMC-NF濃度過高(≥2%)或過低(<1%)時都無法在果實表面形成均勻的涂層，因此通過控制涂膜液中聚合物濃度來改變成膜厚度是優化半透性保護屏障性能并提高可食性涂膜保鮮效果的重要手段。

2.2 調控果實采后生理

可食性涂膜利用自身所形成的半透性保護屏障使薄膜包裹內果蔬處于低O2/高CO2的氣體氛圍和較高濕度微環境里，從而控制植物組織各種生理代謝活動，提高果蔬采后品質，延長貨架期[17]。

2.2.1 調控活性氧代謝

2.2.2 調控抗氧化防御系統

現有研究發現可食性涂膜還能誘導采后果蔬防御相關基因的表達和酶活性，顯著降低由病原真菌引起的采后腐爛。JIWANIT等[72]用蘆薈凝膠涂膜處理感染P.digitatum柑橘果實，在涂膜12、24、48和72 h后量化果肉組織中脂氧合酶(lipoxygenase，LOX)、苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase，PAL)和POD基因轉錄本的豐度發現：LOX、PAL和POD轉錄物表達量水平從24 h開始逐漸增加，并在48 h達到其最大；在72 h時可觀察到LOX轉錄物表達水平快速下降，但POD轉錄物積累在48 h開始顯著增加，到72 h時涂膜組PAL活性比對照組增加了4倍。因此，深入研究不同可食性涂膜處理對抗氧化防御系統關鍵酶活性及基因表達的影響、非酶類物質以及次級代謝產物變化對于揭示可食性涂膜的保鮮機理具有重要意義。

2.2.3 抑制細胞壁降解

果實軟化是由細胞壁降解酶活性引起的細胞壁結構變化所導致果蔬采后品質劣變的重要表征。研究發現可食性涂膜降低了果蔬呼吸代謝水平，從而顯著緩解冷藏期間大部分氨基酸含量的下降，提高了碳水化合物、有機酸和其他關鍵抗氧化代謝產物(β-谷甾醇、甘油和尿嘧啶)的含量，并通過維持較高巖藻糖水平來穩定細胞結構[73]；同時較低水平的呼吸代謝能顯著抑制細胞壁降解相關基因AcXETs、AcEXPs和AcPE的表達，降低果膠甲基酯酶和多聚半乳糖醛酸酶的活性，抑制果膠的降解，延緩采后軟化進程[74]。HIRA等[75]認為可食性涂膜延緩采后果蔬軟化進程的主要原因是通過半透性保護屏障平衡植物組織中需氧-厭氧代謝，下調三羧酸循環與乙烯合成及應答途徑相關基因表達水平，上調大多數糖酵解途徑相關基因。但YAMAMOTO等[76]卻在殼聚糖涂膜處理后的香蕉中觀察到了2個1-氨基環丙烷-1-羧酸氧化酶基因(Ma05_t09360.1和Ma10_t01 130.1)的高表達水平，這意味著涂層香蕉的乙烯合成途徑可能被激活。因此，未來還需要對果蔬乙烯生物合成的上游和下游基因進一步表達分析，以揭示可食性涂膜抑制細胞壁降解的分子機制。

2.3 抑制微生物生長繁殖

一些研究表明殼聚糖[77]、葡甘聚糖[78]、蜂蠟[79]等生物大分子能顯著抑制革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌的生長繁殖，但多數研究者并沒有觀察到顯著的抗真菌活性。這意味著生物大分子聚合物制備的可食性涂膜可以作為一種抑制食源性細菌病原體傳播的有效手段，但還需要添加特定的抗真菌成分以增強對果蔬采后病害的防治效果。而抑菌成分的選擇取決于其對目標微生物的抑菌活性以及與涂層材料的相互作用[80]。隨著公眾對抑菌成分安全性關注度越來越高，目前可食性涂膜領域所關注的熱點天然抑菌成分包括來源芽孢桿菌屬和乳酸菌的細菌素、金屬離子及其復合納米粒子、植物提取物、植物精油及組分等[81-82]。而將這些生物活性成分添加在可食性涂膜中主要優點就是可以降低其擴散速率，在較長時間內在果蔬表面保持較高濃度，有效抑制正在發生或可能發生的微生物侵染[83]。

目前已有研究者對活性成分與成膜基質的協同抑菌作用機制進行了報道。MOHAMMADI等[84]認為用殼聚糖納米粒子包埋野薔薇精油后，野薔薇經由可以改變Botrytiscinerea細胞壁的表面及內部結構，而殼聚糖則通過以能量依賴性方式減少真菌細胞壁合成，兩者協同作用破壞B.cinerea細胞壁從而增強復合涂膜對灰霉病病原的抗真菌活性和抑菌穩定性。CHVEZ-MAGDALENO等[85]在一項關于使用胡椒樹精油-殼聚糖生物納米復合物對鱷梨采后炭疽病腐爛控制劑的研究中也報告了聚合物與抑菌成分協同破壞病原真菌細胞壁導致細胞屏障完整性和內穩態喪失的類似觀察結果。但成膜基質與抑菌成分協同抑菌作用機制尚存在很多空白需要進一步探索。

3 展望

通過綜述國內外可食性涂膜在果蔬采后領域的應用研究可知，可食性涂膜可以解決常規保鮮技術中耗能、高污染、操作復雜和食品安全隱患等問題，對消費者、生產者和自然環境都有積極的實踐意義。現階段研究人員大多集中在復合基可食性涂膜領域。隨著技術的發展，微膠囊技術、納米材料等新材料和新方法不斷優化生物活性成分在成膜基質中的控釋行為，從而研制出許多安全高效且針對性強的新型可食性涂膜。但是從整體上來看，目前國內外研究還主要集中于特定水果或蔬菜的可食性涂膜開發應用，缺乏建立基于原料品種、采收期、貯藏條件和出庫時間等多因素的可食性涂膜保鮮技術體系。尤其是當前涂膜材料選擇評價體系不健全，往往對材料學研究較多，實際應用評價較單薄。針對某種果蔬進行保鮮時選擇最佳的涂膜材料和最優組合的方法學研究還較少，在選材和優化上存在盲目性和偶然性。其次，闡明可食性涂膜保鮮作用機理還有許多工作有待研究。

因此，今后本領域的研究方向應圍繞以下幾點進行拓展：(1)篩選具有較強功能性的添加劑并將其應用于果蔬可食性保鮮涂膜，優化活性成分包埋技術，深入研究其在可食性涂膜中的釋放機制，為未來開發更多具有優良功能特性的可食性保險涂膜奠定理論基礎和技術依據；(2)基于目前市場上尚沒有一種可食性保鮮涂膜注冊為果實防腐保鮮劑，未來可食性涂膜在新鮮果蔬采后等領域廣泛應用前，極有必要對可食性涂膜開展更詳細的毒理學研究，了解其在生物體中的代謝機制，以評估技術的健康風險；(3)采用超聲波霧化、采前噴涂、靜電紡絲等技術，改進現有涂膜方式，提升涂膜均勻性，減少采后處理過程中果蔬二次損失的可能性；(4)建立基于原料品種、采收期、貯藏條件和出庫時間等多因素的可食性涂膜保鮮技術體系；(5)采用基因組、蛋白組、轉錄組、代謝組等組學研究技術，從整體的角度出發去研究可食性涂膜處理后病原菌、果蔬組織細胞結構、基因、蛋白及其分子間相互的作用，闡明作用機理并形成針對性的應用理論基礎體系；(6)著重于研制可有效提升貨架期內果蔬感官品質和營養價值的可食用涂膜，并與其他成熟保鮮技術聯用，進一步提升保鮮效果；(7)應當進一步開展中試和工業級的綜合試驗，進而實現高效、安全、環保果蔬采后處理技術的改革，這是未來研究重點和難點。