综述：多糖基薄膜的制备、性能及应用全面概述

这篇综述系统总结了多糖基薄膜(PBFs)的研究进展，重点阐述了其材料来源（如壳聚糖、纤维素、海藻酸钠）、制备方法（流延法、挤出法、静电纺丝）及性能优化策略。文章深入探讨了PBFs的屏障性、机械性、抗菌性等关键特性，并分析了其在食品包装（活性/智能包装）、农业地膜和伤口敷料等领域的应用潜力，为开发环保型生物材料提供了重要理论框架。

　　

多糖基薄膜的材料与制备方法

多糖基薄膜(PBFs)作为石油基聚合物的绿色替代品，其原料主要来源于动物（壳聚糖、透明质酸）、植物（纤维素、果胶）、海洋（琼脂、卡拉胶）和微生物（普鲁兰多糖、黄原胶）。这些天然多糖通过α/β糖苷键连接形成高分子链，其分子结构中的大量羟基和氨基赋予优异的生物相容性和可降解性。

制备工艺上，流延法因操作简单、成本低成为实验室主流方法，但溶剂残留可能影响薄膜性能；挤出法适合工业化生产，但高温会破坏多糖结构；静电纺丝可制备高比表面积的纳米纤维膜，但设备成本高昂。物理交联（氢键、离子键）和化学交联（戊二醛、柠檬酸）是调控薄膜三维网络结构的关键手段，其中双醛多糖通过希夫碱反应实现环境友好型交联。

性能特性与影响因素

PBFs的性能谱系包括：

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  屏障性能：通过纳米填料（ZnO、蒙脱石）构建曲折路径，水蒸气透过率(WVP)降低58%；Ca²⁺交联使海藻酸钠薄膜氧渗透性下降。

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  机械性能：聚多巴胺包覆木质素纳米颗粒使果胶薄膜拉伸强度(TS)从13.8 MPa提升至26.5 MPa。

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  功能拓展：茶多酚使纤维素薄膜紫外线阻隔率提升80%，葡萄柚精油赋予κ-卡拉胶薄膜自由基清除活性。

温度、pH和储存条件显著影响性能：60°C干燥温度使魔芋葡甘聚糖/凝胶多糖薄膜获得最佳机械强度；4°C储存条件下海藻酸钠薄膜对微生物抑制效果最佳。

创新应用场景

食品包装领域：

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  活性包装：含2%山楂果提取物的海藻酸钠薄膜对金黄色葡萄球菌抑制率达99%；普鲁兰多糖/明胶薄膜搭载肉桂精油金属有机框架(CEO@MOF)，ABTS自由基清除率达98%。

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  智能包装：羧甲基纤维素/花青素薄膜通过pH响应变色监测猪肉新鲜度；细菌纤维素纳米晶/银纳米颗粒薄膜遇氨气变黑，实现腐败气体可视化监测。

农业地膜：

浒苔多糖/魔芋葡甘聚糖基薄膜80天土壤降解率68.3%，生物炭添加提升保墒性能；羧甲基壳聚糖/糠醛液态地膜可pH调控降解，促进玉米根系发育。

伤口敷料：

透明质酸/Al₂O₃纳米薄膜促进细胞粘附；壳聚糖/羟基磷灰石/ZIF-8多孔膜通过pH响应释放锌离子，加速感染伤口愈合。3D打印技术制备的壳聚糖-京尼平苷薄膜具有可控溶胀性，适合慢性创面护理。

挑战与未来方向

当前PBFs面临量产成本高（纳米材料添加使成本增加30%）、性能平衡难（抗菌剂添加可能降低机械强度）等瓶颈。通过机器学习优化工艺参数、开发农业废弃物提取多糖技术，以及建立全生命周期评估模型，将推动PBFs从实验室走向规模化应用。这种"绿色设计-智能制备-精准应用"的研究范式，为可持续发展提供了创新解决方案。