Цинамальдегід становить 85% ~ 90% ефірної олії кориці, а Китай є одним з основних регіонів вирощування кориці, і ресурси циннамальдегіду тут багаті. Молекулярна структура циннамальдегіду (C9H8O) являє собою фенільну групу, з'єднану з акрилеїном, у природному стані жовтувата або жовтувато-коричнева в'язка рідина з унікальним і сильним смаком кориці та коли, може використовуватися в спеціях та приправах. Наразі існує багато повідомлень про широкий спектр антибактеріальної дії циннамальдегіду та його механізм, і дослідження показали, що циннамальдегід має хороший антибактеріальний ефект на бактерії та грибки. У галузі медицини деякі дослідження розглядали прогрес досліджень циннамальдегіду в лікуванні метаболічних захворювань, захворювань системи кровообігу, протипухлинних та інших аспектів, і виявили, що циннамальдегід має хорошу протидіабетну, протиожирову, протипухлинну та іншу фармакологічну активність. Завдяки багатим джерелам, натуральним інгредієнтам, безпеці, низькій токсичності, унікальному смаку та широкому спектру антибактеріальної дії, це харчова добавка, схвалена Управлінням з контролю за продуктами харчування та лікарськими засобами США та Китаю. Хоча максимальна кількість не обмежена у використанні, її леткість та різкий запах обмежують її широке застосування в харчових продуктах. Фіксація циннамальдегіду в харчовій пакувальній плівці може покращити її антибактеріальну ефективність та зменшити її сенсорний вплив на їжу, а також відігравати певну роль у покращенні якості зберігання та транспортування харчових продуктів і подовженні терміну придатності.
1. Антибактеріальна композитна мембранна матриця
У більшості досліджень антибактеріальної пакувальної плівки для харчових продуктів як плівкоутворювальну матрицю використовуються натуральні та біорозкладні речовини, а пакувальна плівка виготовляється методом покриття, лиття або високотемпературної екструзії. Через різний механізм дії та сумісність між різними мембранними субстратами та активними речовинами, властивості готової мембрани відрізняються, тому дуже важливо вибрати відповідний мембранний субстрат. Зазвичай використовувані плівкоутворювальні субстрати включають синтетичні біорозкладні речовини, такі як полівініловий спирт та поліпропілен, натуральні речовини, такі як полісахариди та білки, а також композитні речовини. Полівініловий спирт (ПВС) - це лінійний полімер, який зазвичай утворює тривимірну сітчасту структуру при зшиванні та має чудові механічні та бар'єрні властивості. Природні мембраноподібні матриці є численними та широко доступними. Наприклад, полімолочна кислота може бути ферментована з такої сировини, як крохмаль та кукурудза, яка має достатні та відновлювані джерела, хорошу біорозкладність та біосумісність, і є ідеальним екологічно чистим пакувальним матеріалом. Композитна матриця часто складається з двох або більше мембранних матриць, які можуть відігравати взаємодоповнюючу роль порівняно з однією мембранною матрицею.
Механічні властивості та бар'єрні властивості є важливими показниками для оцінки придатності пакувальної плівки. Додавання циннамальдегіду зшиває з матрицею полімерної мембрани та таким чином зменшує молекулярну плинність, зменшення видовження при розриві зумовлене порушенням структури полісахаридної мережі, а збільшення міцності на розрив зумовлене збільшенням гідрофільної групи під час процесу формування плівки, спричиненого додаванням циннамальдегіду. Крім того, газопроникність композитної мембрани з циннамальдегіду загалом збільшується, що може бути пов'язано з дисперсією циннамальдегіду в полімері для створення пор, порожнин та каналів, зменшенням опору масопереносу молекул води та, зрештою, збільшенням газопроникності композитної мембрани з циннамальдегіду. Механічні властивості та проникність кількох композитних мембран схожі, але структура та властивості різних полімерних підкладок відрізняються, а різні взаємодії з циннамальдегідом впливають на характеристики пакувальної плівки, а потім впливають на її застосування, тому дуже важливо вибрати відповідну полімерну підкладку та її концентрацію.
Другий, метод зв'язування циннамальдегідом та пакувальною плівкою
Однак, циннамальдегід слабо розчинний у воді, його розчинність становить лише 1,4 мг/мл. Хоча технологія змішування проста та зручна, дві фази – жиророзчинний циннамальдегід та водорозчинна мембранна матриця – нестабільні, а умови високої температури та високого тиску, які зазвичай потрібні в процесі формування плівки, значно знижують концентрацію доступного циннамальдегіду в мембрані. Важко досягти ідеального бактеріостатичного ефекту. Технологія вбудовування – це процес використання матеріалу стінки для обгортання або адсорбції активної речовини, яку необхідно вбудувати для забезпечення підтримки продуктивності або хімічного захисту. Використання технології вбудовування для фіксації циннамальдегіду в пакувальний матеріал може призвести до його уповільнення вивільнення, покращення швидкості утримання, подовження антибактеріального старіння плівки та оптимізації механічних властивостей пакувальної плівки. Наразі поширені методи побудови носіїв, що поєднують циннамальдегід з пакувальною плівкою, можна розділити на дві категорії: побудова штучного носія та побудова природного носія, включаючи вбудовування полімерів, вбудовування наноліпосом, вбудовування циклодекстрину, зв'язування або завантаження наноглиною. Завдяки поєднанню самоскладання шарів та електроформування можна оптимізувати носій доставки циннамальдегіду, а також покращити режим дії та діапазон застосування циннамальдегіду.
Застосування плівки для пакування харчових продуктів з активним альдегідом кориці
Різні види харчових продуктів мають різний вміст води, склад поживних речовин, а також умови зберігання та транспортування, а динаміка росту мікроорганізмів, що спричиняють псування, дуже різна. Консервуючий ефект антибактеріальної упаковки з циннамальдегідом для різних харчових продуктів також різний.
1. Збереження свіжості овочів та фруктів
Китай багатий на природні ресурси, серед яких виробництво та споживання овочів та фруктів є величезними. Однак вміст вологи та цукру в овочах та фруктах високий, вони багаті на поживні речовини та схильні до мікробного забруднення та псування під час зберігання, транспортування та продажу. Наразі застосування антибактеріальної пакувальної плівки є важливим засобом для покращення якості зберігання та транспортування овочів та фруктів, а також для подовження терміну їх зберігання. Упаковка яблук композитною плівкою з циннамальдегіду та полімолочної кислоти може зменшити втрату поживних речовин, пригнічувати ріст кореневищ та продовжити термін зберігання яблук до 16 днів. Коли на упаковку свіжозрізаної моркви наносять харчову плівку з активним циннамальдегідом, це пригнічує ріст цвілі та дріжджів, знижує швидкість гниття овочів та подовжує термін зберігання до 12 днів.
2. Збереження свіжості м'ясних продуктів. М'ясні продукти багаті на білок, жир та інші речовини, мають високий вміст поживних речовин та унікальний смак. За кімнатної температури розмноження мікроорганізмів призводить до розкладання м'ясних білків, вуглеводів та жирів, що призводить до псування м'яса, липкої поверхні, темного кольору, втрати еластичності та неприємного запаху. Плівка для пакування харчових продуктів з активним циннамальдегідом широко використовується для пакування свинини та риби, в основному пригнічує ріст золотистого стафілокока, кишкової палички, аеромонади, дріжджів, молочнокислих бактерій та інших бактерій, що може продовжити термін зберігання до 8-14 днів.
3. Вплив молочних продуктів на збереження свіжості. Наразі споживання молочних продуктів у Китаї з кожним роком зростає. Сир – це ферментований молочний продукт з високим вмістом поживних речовин і білка. Однак сир має короткий термін придатності, а рівень відходів за низьких температур все ще викликає занепокоєння. Використання харчової пакувальної плівки з циннамальдегідом може ефективно подовжити термін придатності сиру, забезпечити його хороший смак і запобігти його псування. Для сирних скибочок і сирних соусів термін придатності збільшується до 45 і 26 днів відповідно після використання упаковки з активним циннамальдегідом, що сприяє економії ресурсів.
4. Збереження свіжості крохмалю: хліб та тістечка – це крохмальні продукти, виготовлені шляхом переробки пшеничного борошна з м’якої соснової бавовни, солодкі та смачні. Однак хліб та тістечка мають короткий термін придатності та схильні до забруднення цвіллю під час продажу, що призводить до погіршення якості та харчових відходів. Використання активного харчового пакування з циннамальдегідом у бісквіті та нарізаному хлібі може пригнічувати ріст та розмноження пеніциліозу та чорної цвілі, що подовжує термін придатності до 10-27 днів відповідно.
Коричний альдегід має такі переваги, як рясність джерела, високий бактеріостаз та низька токсичність. Як бактеріостатичний агент в активній упаковці харчових продуктів, стабільність та повільне вивільнення коричного альдегіду можна покращити шляхом конструювання та оптимізації носія доставки, що має велике значення для покращення якості зберігання та транспортування свіжих продуктів і продовження терміну придатності продуктів. В останні роки коричний альдегід досяг значних досягнень та прогресу в дослідженнях консервації харчової упаковки, але відповідні прикладні дослідження все ще перебувають на початковій стадії, і все ще є деякі проблеми, які потребують вирішення. Шляхом порівняльного вивчення впливу різних носіїв доставки на механічні властивості та бар'єрні властивості мембрани, поглибленого вивчення механізму дії коричного альдегіду та носія та кінетики його вивільнення в різних середовищах, вивчення впливу закону росту мікроорганізмів у харчових продуктах на псування харчових продуктів, а також регуляторного механізму антибактеріальної упаковки на час та швидкість вивільнення антимікробних агентів, розробка та розробка активних пакувальних систем, які можуть відповідати різним вимогам до консервації харчових продуктів.
Час публікації: 03 січня 2024 р.