植物精油可食性復合膜的構建及其在果蔬保鮮中的應用研究進展

中圖分類號 TS206.4 文獻標識碼A 文章編號 1007-7731（2025）12-0093-04

DOI號 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，消費者對營養豐富、安全綠色、高品質果蔬的需求不斷增加。果蔬在采摘、運輸、貯藏、銷售過程中，易被微生物污染，導致其營養流失和貨架期縮短。植物精油富含天然活性物質，具備良好的抗氧化性、抑菌性，能夠有效延緩果蔬變質1。但植物精油穩定性較差、易揮發、親水性較弱且具有刺激性氣味，限制了其在果蔬保鮮領域的廣泛應用[2-4]。將植物精油與成膜性能良好的膜材料結合形成復合膜結構，以保護和緩釋精油，是解決植物精油不穩定、易揮發等問題的重要手段之一[5-7]。Azarakhsh等8研究表明，利用檸檬草精油復合海藻酸鈉構建的復合膜能夠較好地抑制菠蘿褐變，大大延長其貨架期。薩仁高娃將百里香精油與海藻酸鹽復合涂膜應用于鮮切蘋果和哈密瓜，有效保持了其色澤和品質。Tabassum等o將百里香精油和牛至精油復配并構建海藻酸鈉復合膜，結果表明，其可有效延緩木瓜衰老。本文概述了植物精油復合膜在果蔬保鮮中的應用，總結了可食性復合膜抗菌體系的構建及其在果蔬保鮮中的應用研究進展，為開發綠色安全的果蔬保鮮劑、進一步擴大植物精油的應用提供參考。

1植物精油復合膜在果蔬保鮮中的應用

植物精油復合膜的應用形式主要有涂膜和包裝膜。其中，涂膜是在常規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載到基質膜中制備復合膜。植物精油復合膜結構的開發解決了植物精油穩定性差、易揮發的問題，有助于植物精油的緩釋，在多種果蔬保鮮中表現出良好的貯藏保鮮效果。

劉學義[通過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）基質中，構建了碳酸鈣 @ 牛至精油-PVA抗菌復合膜，結果表明，該復合膜相容性良好，精油微球在基質膜內分布均勻。微球的多孔結構解決了精油易揮發的問題，有效增強了牛至精油的緩釋效果，使得復合膜表現出較強的緩釋性能和長效抑菌活性。此外，精油的添加方式在PVA膜的功能改造中發揮著重要作用，不同的構建方式會對PVA膜的性能產生不同的影響。劉嘉雯等2研究發現，桉葉精油β-環糊精微膠囊PVA基質復合膜具備優良的抑菌性能、防水透濕性，為兼具抑菌性和防水透濕性保鮮產品的開發應用提供了依據。明膠是膠原蛋白的水解產物，具有良好的生物可降解性和相容性。楊柳1通過硬脂酸淀粉酯的乳化作用，將明膠混人機械性能良好的PVA膜中，并負載肉桂醛制備抗菌包裝復合膜，將其應用于櫻桃番茄保鮮中，結果顯示，該復合膜對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌表現出良好的抑菌效果，有效延長了櫻桃番茄的保質期。

2植物精油-可食性復合膜抗菌保鮮體系的構建及其應用

植物精油復合膜在果蔬保鮮等方面的應用十分廣泛，相關學者在精油復合膜的構建、抗菌保鮮及緩釋效果等方面作了大量研究，而實際應用中尚存在亟須解決的問題，尤其是針對可食性膜的開發。從環保角度來看，可食性膜的開發大大降低了石油基膜的使用比例；從食品安全角度來看，可食性膜的開發解決了消費者關切的食用安全問題，同時實現了包裝材料的突破性進展。目前，可食性膜的選擇主要集中在殼聚糖、蛋白質、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渡到兩種或兩種以上材料的復配，增強了復合膜的綜合性能。

2.1植物精油-殼聚糖可食性復合膜

殼聚糖是一種優良的可食性原料，具有良好的成膜性，化學性質穩定且來源廣泛[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，可使黃桃貯藏時間在室溫條件下延長 3～ 4d，冷藏條件下延長 5～10d 。然而，單一的殼聚糖-植物精油復合膜在機械性能、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，相關學者嘗試添加其他天然大分子物質以改善復合膜綜合性能，其對殼聚糖基復合膜的商業化具有重要意義。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良抗氧化能力的單寧酸為交聯劑改性殼聚糖溶液，得到一種綜合性能良好的殼聚糖基復合抗菌膜，不僅延長了果蔬的保質期，還促進了包裝材料綠色循環發展。連歡等[17]以殼聚糖為成膜基質，百里香精油為天然抑菌材料制備復合膜，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-百里香精油復合膜應用于0°C 冷庫貯藏的藍莓保鮮效果研究，結果表明，添加阿拉伯膠的復合膜對藍莓的保鮮效果較好，貯藏20d后果實腐爛率較低、可滴定酸、維生素C和花青素含量較高。

成膜性能優異且可降解的天然聚合物存在物理性能較差的問題，常需與其他功能性物質共混復配。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，采用流延法添加天然活性物質藤椒精油，制備多功能生物降解復合膜，結果表明，活性物質藤椒精油具備優良的抗菌、抗氧化活性，其構建的復合膜在果蔬保鮮領域具有較高的應用價值和潛力。郭浩麒等[將明膠、半纖維素與殼聚糖復配，并以甘油為增塑劑，構建了具有良好力學性能的抗菌包裝膜，大大提高了復合膜的拉伸強度、斷裂伸長率，為綠色可降解抗菌包裝的開發提供了參考。

2.2植物精油-蛋白可食性復合膜

蛋白類基質主要包括明膠、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，結果發現，經熱處理后復合膜表現出較好的物理和機械性能。為提升植物精油的穩定性，可先將植物精油進行包封，再添加至成膜基質中。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中制備復合膜，該復合膜的水蒸氣透過率降低，機械性能和抗菌性能較好。李孟瑤22研究表明，微膠囊技術與膜技術結合制備出的可食膜具有緩釋性能優異、安全穩定等優點，克服了天然植物精油易揮發、易氧化、持效時間短等問題，提升了精油的穩定性，同時增加了明膠膜的保鮮特性。

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

2.3植物精油-海藻酸鈉可食性復合膜

海藻酸鈉是一種天然多糖，具有優良的成膜性和再生性，在果蔬保鮮領域應用廣泛。程萌[25研究發現，香芹酚對雙孢蘑菇貯藏期的主要致病菌有顯著抑制效果，香芹酚-海藻酸鈉生物復合膜對雙孢蘑菇抑菌保鮮效果較好。Chen等[2研究表明，百里香酚-海藻酸鈉復合膜對蘋果中的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌有明顯抑制作用，可有效保持其營養成分含量。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物質包覆肉桂精油，采用囊膜一體法將其添加到海藻酸鈉基質膜中，制備出一種溫度響應型控釋活性薄膜，并將其應用于葡萄保鮮，結果顯示，復合膜在 20% 和 30% 的乳液添加量下結構緊密， 25^°C 條件下貯藏12d的葡萄仍能保持良好的外觀形態。

海藻酸鈉具有優良的成膜性和再生性，但存在高水敏性和抗氧化性差等問題。逯文倩等[28向海藻酸鈉基質膜中加入化學穩定性好和生物相容性好、能負載大量活性物質的介孔納米二氧化硅，并將牛至精油負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合膜，將其應用于雙孢蘑菇的保鮮研究，結果顯示，該復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至 12d 。

3結論與展望

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

目前，針對植物精油復合膜的構建及應用的研究較多，其在延長果蔬貨架期以及保持良好外觀等方面表現出優異效果，但部分環節有待進一步提升。例如，可食性基質膜材料的選擇較為有限；基質膜與抗菌材料的協同效應不明顯，僅為幾種材料功效的線性疊加等。未來可從以下幾方面進行更深入的研究。（1）植物精油復配與多重保鮮技術相聯合，探索多種植物精油的復配保鮮技術，以達到優勢互補，增強整體的抗菌作用，形成多種植物精油協同作用的新方式；（2）利用共混、化學改性等方式提高薄膜性能，通過包封、納米乳液和多層系統技術等，提高植物精油在復合膜中的穩定性；（3）系統研究保鮮條件的優化，尋求最佳的保鮮濃度、時間、溫度以及精油處理方式等。

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（責任編輯：吳思文）