《Food Research International》：Molecular assembly, preservation mechanisms, and water transfer behavior of biopolymer-based films/coatings for fruits and vegetables and a focus on konjac glucomannan
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•本综述总结了用于果蔬保藏的生物基聚合物薄膜/涂层。•重点关注了分子组装、分类和保藏机制。•重点突出了微观结构和成膜特性。•重点强调了基于魔芋葡甘聚糖的薄膜/涂层的研发与应用。•阐明了果蔬、薄膜/涂层与贮藏环境之间的水分传递过程。引言果蔬富含营养，是人们日常饮食的重要组成部分
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本综述总结了用于果蔬保藏的生物基聚合物薄膜/涂层。
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重点关注了分子组装、分类和保藏机制。
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重点突出了微观结构和成膜特性。
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重点强调了基于魔芋葡甘聚糖的薄膜/涂层的研发与应用。
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阐明了果蔬、薄膜/涂层与贮藏环境之间的水分传递过程。
引言
果蔬富含营养，是人们日常饮食的重要组成部分。新鲜果蔬广受欢迎，消费量巨大。然而，果蔬通常不耐贮藏，由于其含水量高、水分活度高、生理代谢旺盛以及微生物侵染等因素，容易品质劣变和腐烂（Malahlela等，2024）。一旦果蔬暴露在一定的温度和湿度环境中，其内部的高含水量和水分活度会导致与外界环境持续的质量传递和热量传递，从而使水分向外迁移（Hou等，2021）。果蔬保持一定强度的呼吸代谢和其他生理代谢，如三羧酸循环和乙烯代谢，导致营养物质的消耗、衰老加速，同时产生的水分会提高水分活度，进一步加剧果蔬理化指标的下降和水分损失。为维持果蔬品质并延缓其成熟与衰老，越来越多的方法被深入研究并应用于果蔬保藏（Tian等，2025）（图1）。
天然可食用薄膜/涂层是果蔬的重要保藏策略，深受研究者青睐。可食用薄膜/涂层通常由天然多糖、蛋白质和脂质制成，其基材资源丰富、可生物降解、环保。因此，这是一种相对安全、可靠且可接受的保藏方法（Wu, Wu & Hu, 2024）。可食用薄膜/涂层附着于果蔬表面，提供直接的物理屏障效果，形成对水分、O2、CO2、其他挥发性物质、微生物和光线的屏障，从而抑制水分传递、生理代谢，延长货架期（图1）。全球范围内，基于多糖的薄膜/涂层已被广泛研究，广泛用于果蔬保藏，如淀粉、纤维素、果胶、壳聚糖、藻酸盐、卡拉胶、黄原胶、魔芋葡甘聚糖等（Y. Fan等，2025）。
魔芋葡甘聚糖是重要的可食用薄膜/涂层材料之一。魔芋葡甘聚糖已被广泛应用于食品工业，具有高粘度、良好的成膜性和稳定性等特点。魔芋葡甘聚糖是一种亲水性多糖，具有吸水和保水性能（Cui等，2025；Hu等，2025）。一方面，有利于保持果蔬表面的水分并防止果蔬内部水分的流失；另一方面，这一特性导致基于魔芋葡甘聚糖的薄膜/涂层耐水性差、阻隔性能弱、机械性能不佳（Ma等，2026；S. Shi等，2025）。为增强基于魔芋葡甘聚糖的薄膜/涂层的阻隔性和机械性能，大量研究围绕魔芋葡甘聚糖生物聚合物组装薄膜/涂层展开，包括多糖-多糖、多糖-蛋白质、乳液及纳米复合薄膜/涂层，以及负载功能性组分的活性薄膜/涂层（Wang, Qin等，2025；Wang, Zheng等，2025；Wu等，2025）。对于涂层或薄膜而言，它们在结构和性能上具有共性，可以相互借鉴。
魔芋葡甘聚糖通过与其他大分子的组装形成三维网络结构。大分子之间存在大量不同孔径的通道，可以容纳水分子的通过（Chen, An等，2025）。在成膜过程中，水分子包围魔芋葡甘聚糖分子链形成"水合壳"结构。部分水分子填充于分子链之间的通道中，这受体系含水量的影响（Guo等，2021）。当果蔬被包装或涂覆并置于不同温湿度贮藏环境中时，分布在果蔬细胞膜上的水通道蛋白将调节水分传递并对呼吸代谢作出反应，贮藏环境与薄膜/涂层之间发生水分的逸出或吸附，这与薄膜/涂层的亲水性和疏水性密切相关（K. Chen等，2024）。薄膜/涂层的阻隔效果和环境温湿度对果蔬的生理代谢强度有显著影响。然而，贮藏期间仍有少量H2O和CO2通过薄膜/涂层传递至环境中，这也是果蔬的生理需求之一（Jafarzadeh等，2021）。以往大部分研究仅关注生物基聚合物薄膜/涂层或基于魔芋葡甘聚糖材料的制备、性能及单一保藏机制。因此，本文旨在概述近年来生物基聚合物薄膜/涂层在果蔬保藏研究与应用方面的最新进展，特别关注基于魔芋葡甘聚糖的薄膜/涂层，创新性地阐明分子组装、多种保藏机制、不同魔芋葡甘聚糖基改性薄膜/涂层的优缺点，以及薄膜/涂层、果蔬与贮藏环境之间的水分传递过程。
章节摘要
果蔬保藏的可食用薄膜/涂层
新鲜果蔬表面覆盖有一层天然蜡质涂层。这层保护性蜡层作为天然屏障，可防止水分流失和病原菌侵染，并提供感官特性（Chu等，2018）。可食用薄膜/涂层已被用作果蔬的附加薄层，与天然保护层协同作用，作为对水分、氧气、二氧化碳、芳香化合物、溶质和微生物的屏障（Paidari等，2021）。仍存在许多挑战
魔芋葡甘聚糖
魔芋（Amorphophallus konjac）属于魔芋属、天南星科。中国是魔芋产量最大的国家，占世界总产量的三分之一。魔芋主要分布在中国的西南和中西部地区。魔芋葡甘聚糖是一种从魔芋植物块茎中提取的可再生天然多糖，含量超过50%。魔芋葡甘聚糖是一种优质的水溶性膳食纤维，具有多种健康功效，
果蔬、薄膜/涂层与贮藏环境之间的水分传递
果蔬、薄膜/涂层与贮藏环境之间的采后水分传递在热力学上由水势梯度（ΔΨ）驱动，遵循Fick定律，水蒸气透过率为关键屏障参数（Fricke, 2017）。新鲜果蔬通过气孔蒸腾和角质层渗透释放水蒸气，其驱动力在于内部高水势相对于低相对湿度贮藏环境的差异。然而，水分传递与薄膜/涂层的调节作用密切相关，且
结论与未来展望
对环保型食品保藏日益增长的需求推动了天然生物基聚合物可食用薄膜/涂层作为塑料包装的可生物降解替代品，以减轻果蔬采后损失。作为一种典型的亲水性多糖，魔芋葡甘聚糖因其可再生原料、良好的成膜性和可食用降解性，在果蔬保藏中具有广阔的应用前景。本综述全面总结了分子组装、保藏机制、微观结构和功能性
作者贡献声明
Kai Chen：审稿与编辑、原创撰稿、方法论、形式分析、概念构思。Yanlin Tian：原创撰稿、软件、方法论、形式分析。Mi Tian：原创撰稿、软件、方法论。Aiyu Liu：原创撰稿、方法论、调查。Ying Kuang：审稿与编辑、验证、监督。Bo Peng：审稿与编辑、验证。Fatang Jiang：审稿与编辑、监督。Kao Wu：撰稿
未引用参考文献
Chen等，2023
Wang等，2025
Yu等，2025
利益冲突声明
作者声明，不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系，这些因素可能影响本文所报告的工作。
致谢
本研究得到了湖北工业大学生命与健康科学学院大型仪器共享平台的支持。
Kai Chen|Yanlin Tian|Miu Tian|Aiyu Liu|Ying Kuang|Bo Peng|Fatang Jiang|Kao Wu
