《Food Production, Processing and Nutrition》：Functional edible films and coatings enriched with flower extracts: advances in bioactivity and food preservation
编辑推荐：
尽管花源生物活性化合物作为可食包装材料中的潜在功能性添加剂已受到关注，但近期尚无综述批判性地聚焦于其提取策略、与成膜生物聚合物的相互作用及在食品保鲜中的应用。本综述批判性地讨论了花源重要生物活性化合物（包括花青素、黄酮类、酚酸、类胡萝卜素和精油）在活性与智能可
尽管花源生物活性化合物作为可食包装材料中的潜在功能性添加剂已受到关注，但近期尚无综述批判性地聚焦于其提取策略、与成膜生物聚合物的相互作用及在食品保鲜中的应用。本综述批判性地讨论了花源重要生物活性化合物（包括花青素、黄酮类、酚酸、类胡萝卜素和精油）在活性与智能可食包装中的提取、表征与应用研究进展。超声辅助提取（UAE）、微波辅助提取（MAE）、低共熔溶剂（DES）及超临界CO2流体（SCFE）等现代提取技术相较传统技术可获得更高产率（酚类最高约14 mg/g，色素回收率超过70%）。然而，每种方法均有其特定优势与不足。这些花源生物活性化合物主要通过氢键作用和多酚–基质相互作用，改变淀粉、果胶、壳聚糖及蛋白质等天然聚合物包装基质的力学行为与理化特性。活性膜显示出改善的氧化稳定性。抗氧化活性可提高2至10倍，而抗菌作用可使微生物负荷降低约1–3 log CFU/g。此外，对这些化合物的力学响应取决于提取物–基质相容性，酚类化合物依聚合物体系与浓度不同而充当增塑或增强组分。木槿（hibiscus）与蝶豆（butterfly pea）等富含花青素的花提取物具有pH响应变色行为，使这些智能包装体系能够追踪食品腐败。食品应用显示，在水果、蔬菜和肉类体系中货架期延长5–21天，主要通过抗氧化活性、抗菌效应、延缓氧化劣变、抑制微生物生长及改善水分调控实现。相反，生物降解性与可再生生物聚合物的使用应被视为可持续性优势，而非直接的保鲜机制。然而，花提取物基可食膜的更广泛应用仍需进一步验证放大可行性、食品接触法规批准、迁移行为、感官可接受性及释放生物活性化合物的安全性。
引言与综述方法与范围：花源化合物因抗氧化、抗菌、显色及pH敏感性而受到关注，可用于兼具保鲜与智能指示双重功能的可食膜与涂层。现有文献多将花基体系作为植物提取物综述中的一小部分，缺乏针对其色素、挥发性香气成分、提取依赖的组成及不同包装基质中性能的比较性认识。本综述采用批判性叙述性综合方法，检索Scopus、Web of Science、ScienceDirect与Google Scholar等数据库，时间覆盖2015至2026年并侧重2020至2026年，关键词包括flower extracts、edible films、biopolymer coatings、active packaging、intelligent packaging、anthocyanins、phenolics、essential oils、carotenoids及food preservation等，仅纳入以花源生物活性物为研究对象且含实验数据的同行评议文献，排除非花源植物提取物、无实验数据及非英文文献。综述以表格呈现实验信息、以正文讨论趋势与机制，并指出实验条件不一致、缺乏工业放大与经济性考量、抗菌测定与释放曲线方法差异等局限。
花源生物活性化合物：组成与功能特性：花中常见活性成分包括花青素、黄酮类、酚酸、精油和类胡萝卜素，其效能取决于在特定环境条件下与聚合物基质的相互作用能力。花青素赋予红、蓝、紫色调并具抗氧化活性；蝶豆花水提物总单体花青素达7925.29 mg/L，微波辅助提取色素回收率最高为73.17%；木槿花膜中花青素含量与抗氧化性呈强正相关（r > 0.9）。花青素通过供电子或稳定自由基发挥抗氧化作用，并经氢键与多糖基质作用改善光学性能与内聚性，但其对pH及环境参数的敏感性限制稳定性。黄酮类与酚酸贡献抗氧化与抗菌性能，蝶豆花与玫瑰茄（roselle）提取物总单体花青素分别为1.59–1.75 mg/g与3.75–4.04 mg/g，总酚含量分别为29.73–31.10 mg FAE/g与23.58–25.62 mg FAE/g；万寿菊（Tagetes patula）与天竺葵（Pelargonium hortorum）提取物对金黄色葡萄球菌与大肠杆菌抑菌圈超过15 mm。酚类通过破坏细胞膜、诱导蛋白变性及氧化应激抑制微生物，但作为增塑剂可能降低膜力学性能。花源精油富含萜类与酚酯，其疏水性可提高微生物膜通透性导致内容物泄漏，但挥发性、感官影响及在亲水基质中分散困难限制应用。类胡萝卜素为脂溶性色素，金盏花（Calendula officinalis）与万寿菊含量分别达5745.28与2057.7 mg/100 g DW，通过清除自由基与淬灭单线态氧提升氧化稳定性，富类胡萝卜素涂层14天后可保留90%以上初始色强度，但其疏水性需借助乳化或包封改善分散。
提取方法：现代提取方法可提高花提取物的效率与活性丰富度。UAE-DES在菊花中可获得14.23 mg/g linarin，玫瑰花瓣经氯化胆碱–乳酸DES可得8.265 mg/g花青素；MAE使蝶豆花青素回收达9.61 mg CGE/g并提高三角梅（Bougainvillea glabra）酚类回收；DES体系改善菊花与玫瑰提取物的色素稳定性与选择性；超临界CO2提取万寿菊得率35.49%并增强叶黄素酯回收；酶辅助法使菊花酚类产率提高至2.3倍。传统热水提取虽具食品级简便性，但比较数据表明UAE、MAE、DES/NADES、SCFE与酶法在提高提取效率与稳定性方面更具前景。
花提取物提供的功能增强：花提取物可显著改善包装材料的抗氧化、抗菌性能，充当天然比色新鲜度指示剂，并可改变力学与阻隔特性。富含花青素的提取物最常用于智能包装，而精油体系通常显示更强抗菌活性。其性能强烈依赖提取物组成、浓度、与生物聚合物基质的相容性以及膜网络中增强与增塑之间的平衡。
结构与形态特性：花提取物倾向于通过分子间额外相互作用（尤其氢键）形成更致密、更均匀的基质。三角梅花青素使马铃薯淀粉膜更光滑致密，FTIR显示O–H伸缩由3300移至3350 cm-1，水接触角由49.66°增至88.03°；CMC–阿拉伯胶膜加入玫瑰叶与万寿菊花瓣提取物后厚度由0.040–0.047 mm增至0.093–0.109 mm，SEM显示基质更连续、孔隙减少；岩蔷薇精油使普鲁兰膜接触角由65°升至74°、Tg由161.6降至148.6 °C。藏红花花青素使salep黏液膜厚度由120增至199 μm，高浓度时出现轻微孔隙与色素聚集；木槿提取物红果胶膜裂纹消失、结构致密；蝶豆花青素使玉米淀粉/ι-卡拉胶膜厚度由0.06增至0.13 mm、拉伸强度由3.32增至4.93 MPa。然而提取物超过最优添加量时，色素团聚、局部孔隙与晶体结构破坏可能降低基质均匀性。
力学性能与阻隔性能：花提取物对膜性能的影响随聚合物基质、提取物浓度、增塑剂类型与增强技术而变化，不能简单视为增塑剂或增强组分。适量负载往往提高拉伸强度与水蒸气阻隔性，高浓度则可能降低强度、增加渗透性或导致脆性。黏土矿物与洋甘菊提取物复配使鱼明胶膜拉伸强度达61.76 MPa、断裂伸长率6.37%，Tg升至36.3 °C；增塑剂类型可显著改变强度–柔性平衡，甘油增塑膜更易拉伸但强度较低，山梨醇增塑膜结构更致密。细菌纳米纤维素使蜀葵胶膜拉伸强度由约5.95增至10.76 MPa，但8%时因聚集而下降。紫矿（Butea monosperma）提取物使瓜尔胶膜拉伸强度由0.344增至0.978 MPa、水蒸气渗透率下降；木槿提取物使淀粉/PVA膜拉伸强度由6.42增至8.31 MPa。相反，藏红花花瓣提取物使明胶–罗勒籽胶膜拉伸强度由9.67降至5.54 MPa、断裂伸长率由55.3%升至111.2%，蝶豆花提取物使明胶膜强度由51.10降至39.44 MPa，显示在部分蛋白基质中色素与酚类削弱聚合物–聚合物内聚、增大自由体积。部分提取物在力学弱化的同时改善阻隔性，如莲（Nelumbo nucifera）花提取物使PVA/海藻酸钠膜水蒸气渗透率与水溶性下降。纳米填料可进一步调控性能，如TiO2、ZnO、甲壳素纳米纤维的引入。静电纺丝体系因孔隙率、纤维直径与相容性影响，其力学与阻隔行为与致密流延膜差异明显，需分别解读。
