《新型可食性涂膜技术开发与应用——甜樱桃绿色保鲜实践》系统构建了“基础研究—技术开发—机制探究—产业推广”的全链条研究体系，聚焦甜樱桃采后绿色保鲜，致力于推动可食性涂膜技术的理论创新与产业应用。全书从甜樱桃采后生理特性与表面形貌分析入手，依次展开羧甲基壳聚糖－明胶复合涂膜的配方设计、性能优化、涂膜工艺比较及多品种适用性研究，深入阐释涂膜处理对果实贮藏品质、生理代谢及相关酶活力的调控机制，并从原料、工艺、标准与推广等角度综合评估该技术的产业化路径。《新型可食性涂膜技术开发与应用——甜樱桃绿色保鲜实践》注重理论探索与技术实践相结合，体系完整、方法具体，具备较强的系统性、指导性与实用性。
　　《新型可食性涂膜技术开发与应用——甜樱桃绿色保鲜实践》可为农产品加工企业工作人员、质量检测机构技术人员及产业技术推广人员提供实践指导，也可作为高等院校食品科学与工程、园艺产品采后科学等相关专业的师生及科研人员的参考用书。

第一章 新型可食性涂膜技术与甜樱桃保鲜研究概述
　　在全球人口持续增长和消费模式不断升级的背景下，保障食品供应的充足、安全与品质已成为一项严峻的挑战。然而，据估计，全球每年约有三分之一的粮食在从生产到消费的各个环节中被损失或浪费，其中，易腐烂的果蔬、肉类和水产品等生鲜食品的采后损失尤为严重。这些损失不仅造成了巨大的经济负担，也对水、土地和能源等自然资源构成了极大的浪费。传统上，食品保鲜严重依赖于冷链技术、化学防腐剂以及石油基塑料包装。尽管塑料包装在阻隔气体、水分和微生物方面表现出色，有效延长了食品保质期，但其不可降解性所引发的“白色污染”问题正日益威胁着全球生态系统的安全。
　　面对食品保鲜与环境保护的双重压力，开发可持续、环保的食品包装与保鲜技术已成为全球科学界和工业界关注的焦点。在这一趋势的推动下，可食性涂膜（Edible Films and Coatings）技术作为一种极具潜力的绿色保鲜策略，得到了广泛的研究与关注。该技术利用天然生物大分子构建一层薄薄的、可食用的保护层，直接应用于食品表面，旨在通过物理或化学方式调控食品与外界环境的物质交换，从而延缓食品品质劣变、抑制微生物生长，并最终延长产品的保质期。与传统包装相比，可食性涂膜不仅能够减少塑料废弃物的产生，还可作为活性物质的载体，为食品提供额外的营养或功能价值，展现出巨大的应用前景和绿色保鲜价值。
　　第一节 可食性涂膜概述
　　可食性涂膜技术是指以天然的、可食用的生物大分子（如多糖、蛋白质、脂质等）为基材，通过特定工艺在食品表面形成一层薄而透明或半透明的保护性膜层的技术。这层膜不仅可以作为食品的组成部分被直接食用，还能够有效调控食品与外界环境之间的物质交换，从而达到保鲜的目的。其核心保鲜机制主要包括：①物理屏障作用：涂膜在食品表面形成物理阻隔，有效减缓水分蒸发，抑制氧气、二氧化碳等气体的渗透，从而降低食品的呼吸作用和氧化速率；②微生物抑制作用：涂膜基材本身（如壳聚糖）或添加的抗菌物质能够抑制或杀灭食品表面的腐败及致病微生物，延长保质期；③活性物质载体作用：涂膜可作为抗氧化剂、抗菌剂和营养强化剂等活性成分的载体，通过控制活性成分的缓慢释放，持续发挥功能，从而提升食品的品质和安全性。
　　从涂膜基质来看，研究已从单一组分发展到复合体系，以期取长补短，优化涂膜性能。多糖因其来源广泛、成本低廉和良好的成膜性而被广泛研究，如壳聚糖、淀粉、海藻酸盐、果胶和纤维素等。蛋白质基涂膜（如明胶、酪蛋白、玉米醇溶蛋白和丝素蛋白）则以其优异的机械性能和气体阻隔性见长。然而，单一的多糖或蛋白质涂膜通常亲水性强，导致其防水性能较差。因此，将不同种类的材料复合使用或是将脂质（如蜂蜡、脂肪酸）或疏水性物质融入亲水基质中，构建复合涂膜，已成为改善涂膜防水屏障性能的主流策略。
　　当前可食性涂膜技术的发展动态主要聚焦于涂膜的功能化与智能化，呈现以下趋势。
　　（1）活性涂膜的开发与应用将天然来源的抗菌剂和抗氧化剂[如植物精油、茶多酚、抗坏血酸（Ascorbic Acid，AA）、溶菌酶、ε－聚赖氨酸等]引入涂膜体系，是当前研究的核心方向。这类活性涂膜不仅具备基础的物理屏障功能，还能主动抑制微生物生长和延缓氧化，可显著提升保鲜效果。例如，壳聚糖涂层复合精油已被证明能有效延长水产品、肉制品和果蔬的保质期。
　　（2）纳米技术的融合与创新纳米技术为可食性涂膜的性能提升开辟了新途径。通过构建纳米复合涂膜（例如添加纳米黏土、纳米纤维素和金属纳米颗粒等），可以显著增强涂膜的机械强度、热稳定性和气体阻隔性。此外，利用纳米乳液、纳米胶囊等技术对挥发性或不稳定的活性物质（如精油）进行包埋，不仅能提高其在涂膜基质中的分散性和稳定性，还能实现其缓释或控释，从而延长该活性物质的活性作用时间，并降低对其食品感官品质的影响。
　　（3）先进的结构设计与制备技术为实现更精准的功能调控，研究者们开始探索具有更复杂结构的涂膜体系，如多层涂膜。通过层层自组装等结构技术，将不同功能的材料（如亲水层提供气体阻隔，疏水层提供水分阻隔）有序地组织在一起，可以构建出性能优于单一或共混体系的高性能涂膜。在制备技术方面，除了传统的浸涂法和喷涂法，静电纺丝、3D打印等新兴技术也开始被应用于可食性涂膜的制备，为实现涂膜厚度、结构和功能的精准控制提供了新的可能。
　　尽管可食性涂膜技术取得了长足进步，但仍面临一些挑战，例如，部分生物聚合物基膜的机械性能和阻湿性有待提高，活性物质的添加可能影响食品原有的感官特性，以及大规模工业化应用的成本效益和消费者接受度等问题。这些挑战正是未来可食性涂膜技术研究需要重点突破的方向。
　　一、可食性涂膜的定义与特性
　　（一）可食性涂膜的定义
　　可食性涂膜是一个涵盖两个相关概念的术语：可食性薄膜（Edible Films）和可食性涂层（Edible Coatings）。可食性薄膜是指预先制备成独立片状结构，然后用于包裹或分隔食品的材料。可食性涂层则是指将成膜溶液（通常为液态）通过浸渍、喷涂或刷涂等方式直接施加于食品表面，经干燥后原位形成的一层薄膜。尽管在形态和应用方式上略有差异，但二者在材料组成、基本功能和最终目的上具有高度一致性，因此，二者常被统称为“可食性涂膜”。
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甜樱桃以其独特的风味和丰富的营养价值深受消费者喜爱，然而其采后衰老速度快、易失水、易腐烂等问题严重制约了其产业的健康发展。为突破传统化学保鲜技术存在的化学药剂残留超标、环境污染及高成本等瓶颈，本书以羧甲基壳聚糖（CMCS）－明胶（GL）基可食性涂膜为研究对象，系统构建了从基础特性、成膜优化、保鲜效果到作用机制的全链条研究体系，旨在为绿色保鲜技术开发提供理论支撑与应用范式。
　　全书共分八章。第一章概述可食性涂膜的分类、功能特性及其在果蔬保鲜中的优势、甜樱桃的保鲜现状和应用前景，阐述研究的必要性并确立方向。第二章聚焦于甜樱桃表面特性，解析表皮与果柄的形貌、浸湿性等参数，为涂膜设计提供界面基础。第三章通过单因素与响应面试验，优化CMCS－GL复合膜的机械性能与阻隔性能，确定最佳成膜配方。在此基础上，第四、五章分别从涂膜部位与配方功能两个维度评估该膜的保鲜效果，明确果柄协同涂膜的重要性，并筛选出集成交联与抗氧化功能的AA－CaCl2－CMCS－GL最优涂膜体系。第六章进一步验证该涂膜在不同甜樱桃品种上的适用性，并借助质构分析量化其在维持果实质构特性、营养品质和功能特性方面的作用。第七章深入生理生化层面，揭示涂膜通过调控果实呼吸强度、膜脂过氧化、细胞壁降解及相关酶活力以延缓其衰老的机制。第八章系统探讨了CMCS－GL基可食性涂膜技术的产业化途径，从供应链构建、装备适配到标准制定论证了其商业可行性。该章完成了从实验室基础研究到产业落地应用的逻辑闭环，为甜樱桃绿色保鲜实践提供了完整的理论支撑与技术方案。
　　本书的研究工作得到了山西省基础研究计划项目（编号：202203021212470）、山西农业大学博士科研启动项目（编号：2021BQ89）；山西省博士毕业生、博士后研究人员来晋工作奖励经费科研项目（编号：SXBYKY2022028）的资助，在此表示诚挚的感谢。希望本书的研究成果能为果蔬采后保鲜领域的科研人员、技术人员及学生提供有益的参考，进而共同为推动我国农产品绿色保鲜技术的进步与产业的可持续发展贡献力量。
　　由于作者水平有限，书中难免存在疏漏与不足之处，敬请各位专家和读者指正。
　　张玉蕾
　　2025年9月