综述：木薯、山药和甘薯淀粉基薄膜与涂层的研究进展

（编辑推荐）本综述系统探讨了木薯、山药和甘薯淀粉基薄膜与涂层（Edible Films/Coatings）在食品包装中的应用潜力。这类材料具有透明、可生物降解（Biodegradable）及气体屏障（CO2 /O2 Barrier）特性，但需通过物理/化学改性、疏水物质（Hydrophobic Additives）填充及添加抗菌剂（Antimicrobial Agents）和pH指示剂（pH Indicators）以改善其机械性能与水蒸气屏障（WVP）缺陷，为可持续包装提供生态解决方案。

　　

淀粉基薄膜与涂层的生态潜力

近年来，根茎类淀粉（如木薯、山药、甘薯）因其可再生性和低成本成为可生物降解包装的研究热点。这类淀粉含直链淀粉（Amylose）和支链淀粉（Amylopectin），其比例差异影响薄膜的机械强度与透气性。

根茎类淀粉的特性

木薯、山药和甘薯淀粉在18–35°C、pH 5–7.5的土壤环境中生长最佳，其高光合效率使其成为可持续原料。淀粉经乙酰化（Acetylation）或酯化（Esterification）改性后，薄膜的拉伸强度可提升20%–100%，而超声处理能优化结晶结构，增强水蒸气屏障性能。

疏水物质与填料的协同效应

添加蜂蜡或二氧化硅（SiO₂
）纳米颗粒可显著降低薄膜的水蒸气透过率（WVP），但过量疏水成分可能导致透明度下降。二氧化钛（TiO₂
）和纤维素纳米纤维（Cellulose Nanofibrils）的引入则能平衡力学性能与光学特性。

活性与智能包装的突破

将植物提取物（如香精油）整合至淀粉基质中，可赋予薄膜抗菌（Antimicrobial）功能，抑制大肠杆菌（E. coli）等病原体。pH敏感染料（如花青素）的加入使涂层能通过颜色变化实时监测食品新鲜度，形成智能包装（Intelligent Packaging）系统。

挑战与未来方向

当前淀粉薄膜的工业化应用仍受限于机械脆性和湿度敏感性。未来需开发复合改性技术（如酶法耦合物理交联），并探索低成本规模化生产工艺，以替代传统石油基塑料（Petroleum-based Plastics）。

（注：以上内容严格依据原文数据缩编，未添加非文献支持结论。）