《Sustainable Food Technology》：Edible chitosan–rice husk cellulose nanocrystal films and coatings with cinnamon vs. lemongrass essential oils: antifungal efficacy for mango anthracnose under tropical ambient storage
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本研究开发了含肉桂精油（CEO）或柠檬草精油（LEO）的可食用壳聚糖-稻壳纤维素纳米晶（CS-CNC）复合膜，系统评估了其理化特性、抗氧化/抗菌性能及其在热带常温储存下对芒果炭疽病（病原菌：Colletotrichum gloeosporioides）的防治效果。结果表明，精油添加显著提升了薄膜的抗氧化活性、总酚含量及抗菌性能，其中3% CEO可改善水蒸气透过率（1.49 g·mm·kPa?1·h?1·m?2），而≥1% CEO与2% LEO在体外可完全抑制菌丝生长。芒果接种实验证实，含0.5%精油的涂层能显著延缓病害发展。该研究为开发可持续生物基活性包装替代合成材料提供了新策略。
材料与方法
研究以壳聚糖（CS）和稻壳衍生的纤维素纳米晶（CNC）为基材，通过溶剂浇铸法制备复合膜，并添加不同浓度（0.5%-3%）的肉桂精油（CEO）或柠檬草精油（LEO）。薄膜配方中明确CS与CNC比例为40:60，甘油作为增塑剂添加量为CS-CNC质量的40%。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（FE-SEM）等表征薄膜结构，并测定其机械性能、水蒸气透过率（WVP）、总酚含量（TPC）及抗氧化活性（DPPH法）。抗菌性通过磁盘扩散法评估，抗真菌效果以炭疽病菌（Colletotrichum gloeosporioides）为模型，采用菌丝生长抑制率量化。芒果涂层实验选取"Namdokmai Sithong"品种，通过伤口接种病原菌后浸涂处理，在32°C条件下观察病害斑直径变化。
结果与讨论
理化特性分析：CEO和LEO的加入使薄膜呈现淡黄色，且随着浓度升高，黄色度（b值）和总色差（ΔE）显著增加（p < 0.05）。薄膜厚度随精油浓度上升而增加，LEO组厚度（113.83-138.50 μm）普遍高于CEO组（105.87-117.33 μm）。在阻隔性能方面，3% CEO使WVP降至1.49 g·mm·kPa?1·h?1·m?2，显著优于对照组（2.21）和LEO薄膜（2.41-2.45），这归因于CEO中肉桂醛与CS矩阵形成的疏水结构。机械性能显示，精油添加降低了拉伸强度（TS从19.39 MPa降至1.62-16.12 MPa）和断裂伸长率（EAB从12.07%降至2.49-10.94%），但弹性模量（EM）显著提升（最高达925.28 MPa），表明精油引入增强了刚性但削弱了韧性。
生物活性提升：TPC和抗氧化活性与精油浓度呈正相关。2% LEO组TPC最高（10.00 mg GAE/g），而CEO组在1%-3%浓度下DPPH自由基清除活性达3.17 μmol Trolox/g。抗菌实验表明，2%-3% CEO与1%-2% LEO对革兰氏阳性菌（Bacillus cereus和Bacillus subtilis）具有显著抑制效果（抑菌圈15.50-18.00 mm），但对革兰氏阴性菌（Escherichia coli）无抑制作用。抗真菌实验中，1%-3% CEO与2% LEO可实现100%菌丝生长抑制，效果与商用杀菌剂曼克唑（mancozeb）相当。
结构表征：FT-IR光谱中，CEO薄膜在1634-1636 cm?1处出现增强的吸收峰，对应肉桂醛的C=O与CS氨基的相互作用，这可能是其机械性能优于LEO薄膜的原因。FE-SEM显示精油添加后薄膜截面出现孔隙结构，印证了机械性能下降与WVP变化。
芒果保鲜应用：体外抗真菌效果验证后，选取0.5%精油浓度进行芒果涂层实验（更高浓度导致果面灼伤）。储存9天后，未涂层芒果病斑直径达57.83 mm，而CS-CNC_0.5%CEO与CS-CNC_0.5%LEO涂层组病斑仅分别扩大至25.6 mm和20.82 mm，且表面仅见轻微黑点，证实涂层有效延缓了炭疽病发展。
结论与展望
CS-CNC基薄膜结合CEO或LEO后，在维持可降解性的同时显著增强了抗氧化、抗菌功能，其中CEO在阻湿性和机械强度方面表现更优。芒果实验证实0.5%精油涂层即可有效控制采后病害，为开发天然防腐包装提供了实践依据。未来研究需聚焦感官评价、成分迁移规律及产业化适配性，以推动此类材料在果蔬保鲜领域的广泛应用。
