Цинамалдехидът представлява 85% ~ 90% от етеричното масло от канела, а Китай е един от основните райони за отглеждане на канела и ресурсите на цинамалдехид са богати. Молекулярната структура на цинамалдеха (C9H8O) е фенилна група, свързана с акрилеин, в естествено състояние е жълтеникава или жълтеникавокафява вискозна течност, с уникален и силен вкус на канела и кола, може да се използва в подправки и сосове. В момента има много доклади за широкоспектърното антибактериално действие на цинамалдеха и неговия механизъм, а проучванията показват, че цинамалдехидът има добър антибактериален ефект върху бактериите и гъбичките. В областта на медицината някои проучвания са разгледали напредъка в изследванията на цинамалдеха при метаболитни заболявания, заболявания на кръвоносната система, противотуморни и други аспекти и са установили, че цинамалдехидът има добри антидиабетни, противозатлъстяващи, противотуморни и други фармакологични свойства. Поради богатите си източници, естествени съставки, безопасност, ниска токсичност, уникален вкус и широкоспектърен антибактериален ефект, той е хранителна добавка, одобрена от Американската агенция по храните и лекарствата (FDA) и Китай. Въпреки че максималното количество не е ограничено за употреба, летливостта и острата му миризма ограничават широкото му приложение в храните. Фиксирането на цинамалдехид във фолиото за опаковане на храни може да подобри антибактериалната му ефективност и да намали сензорното му въздействие върху храната, като по този начин играе роля за подобряване на качеството на съхранение и транспортиране на храните и удължаване на срока на годност.
1. Антибактериална композитна мембранна матрица
Повечето изследвания върху антибактериалното опаковъчно фолио за храни използват естествени и биоразградими вещества като филмообразуваща матрица, а опаковъчното фолио се приготвя чрез нанасяне на покритие, леене или високотемпературна екструзия. Поради различния начин на действие и съвместимост между различните мембранни субстрати и активни вещества, свойствата на готовата мембрана са различни, така че е много важно да се избере подходящ мембранен субстрат. Често използваните филмообразуващи субстрати включват синтетични биоразградими вещества като поливинилов алкохол и полипропилен, естествени вещества като полизахариди и протеини, както и композитни вещества. Поливиниловият алкохол (PVA) е линеен полимер, който обикновено образува триизмерна мрежова структура при омрежване и има отлични механични свойства и бариерни свойства. Естествените мембраноподобни матрични ресурси са изобилни и широко разпространени. Например, полимлечната киселина може да се ферментира от суровини като нишесте и царевица, които имат достатъчни и възобновяеми източници, добра биоразградимост и биосъвместимост и са идеален екологичен опаковъчен материал. Композитната матрица често е съставена от две или повече мембранни матрици, които могат да играят допълваща роля в сравнение с една мембранна матрица.
Механичните свойства и бариерните свойства са важни показатели за оценка на пригодността на опаковъчното фолио. Добавянето на цинамалдехид ще се омрежи с матрицата на полимерната мембрана и по този начин ще намали молекулярната течливост, намаляването на удължението при скъсване се дължи на прекъсването на структурата на полизахаридната мрежа, а увеличаването на якостта на опън се дължи на увеличаването на хидрофилната група по време на процеса на образуване на филма, причинено от добавянето на цинамалдехид. Освен това, газопропускливостта на композитната мембрана от цинамалдехид като цяло се увеличава, което може да се дължи на дисперсията на цинамалдеха в полимера, за да се създадат пори, кухини и канали, да се намали съпротивлението на масопреноса на водните молекули и в крайна сметка да се увеличи газопропускливостта на композитната мембрана от цинамалдехид. Механичните свойства и пропускливостта на няколко композитни мембрани са сходни, но структурата и свойствата на различните полимерни субстрати са различни и различните взаимодействия с цинамалдеха ще повлияят на характеристиките на опаковъчното фолио и по този начин ще повлияят на неговото приложение, така че е много важно да се избере подходящ полимерен субстрат и концентрация.
Второ, метод за свързване с цинамалдехид и опаковъчно фолио
Въпреки това, цинамалдехидът е слабо разтворим във вода с разтворимост само 1,4 mg/mL. Въпреки че технологията на смесване е проста и удобна, двете фази на мастноразтворимия цинамалдехид и водоразтворимата мембранна матрица са нестабилни, а условията на висока температура и високо налягане, обикновено необходими в процеса на образуване на филм, значително намаляват концентрацията на наличния цинамалдехид в мембраната. Трудно е да се постигне идеалният бактериостатичен ефект. Технологията на вграждане е процесът на използване на материала на стената за обвиване или адсорбиране на активното вещество, което трябва да бъде вградено, за да се осигури поддръжка на производителността или химическа защита. Използването на технология за вграждане за фиксиране на цинамалдехид в опаковъчния материал може да забави освобождаването му, да подобри скоростта на задържане, да удължи антибактериалното стареене на филма и да оптимизира механичните свойства на опаковъчното фолио. Понастоящем, обичайните методи за конструиране на носители, комбиниращи цинамалдехид с опаковъчно фолио, могат да бъдат разделени на две категории: конструиране на изкуствен носител и конструиране на естествен носител, включително вграждане на полимери, вграждане на нанолипозоми, вграждане на циклодекстрин, свързване или зареждане с наноглина. Чрез комбинацията от самосглобяване на слоеве и електроспининг, носителят за доставяне на цинамалдехид може да бъде оптимизиран и начинът на действие и обхватът на приложение на цинамалдехида могат да бъдат подобрени.
Приложение на фолио за опаковане на храни с активен канелен алдехид
Различните видове храни имат различно водно съдържание, хранителен състав и условия на съхранение и транспорт, а динамиката на растеж на микроорганизмите, причиняващи разваляне, е много различна. Консервиращият ефект на антибактериалните опаковки с цинамалдехид за различните храни също е различен.
1. Ефект на свежест върху зеленчуците и плодовете
Китай е богат на природни ресурси, сред които производството и пазарното потребление на зеленчуци и плодове са огромни. Съдържанието на влага и захар в зеленчуците и плодовете обаче е високо, богато на хранителни вещества и е склонно към микробно замърсяване и влошаване по време на съхранение, транспортиране и продажба. В момента прилагането на антибактериално опаковъчно фолио е важно средство за подобряване на качеството на съхранение и транспортиране на зеленчуците и плодовете и удължаване на срока им на годност. Опаковането на ябълки с композитно фолио от цинамалдехид и полимлечна киселина може да намали загубата на хранителни вещества, да потисне растежа на коренищата и да удължи периода на съхранение на ябълките до 16 дни. Когато върху опаковки от прясно нарязани моркови се приложи фолио за опаковане на храни с активно съдържание на цинамалдехид, растежът на мухъл и дрожди се потиска, скоростта на гниене на зеленчуците се намалява и срокът на годност се удължава до 12 дни.
2. Ефект на свежестта на месните продукти Месните храни са богати на протеини, мазнини и други вещества, богати на хранителни вещества и уникален вкус. При стайна температура размножаването на микроорганизми води до разграждане на месните протеини, въглехидрати и мазнини, което води до корозия на месото, лепкава повърхност, потъмняване на цвета, загуба на еластичност и неприятна миризма. Фолиото за опаковане на храни с активен цинамалдехид се използва широко в опаковането на свинско и рибно месо, главно инхибира растежа на Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Aeromonas, дрожди, млечнокисели бактерии и други бактерии и може да удължи срока на годност с 8 ~ 14 дни.
3. Ефект на млечните продукти за запазване на свежестта В момента консумацията на млечни продукти в Китай се увеличава всяка година. Сиренето е ферментирал млечен продукт с богата хранителна стойност и протеини. Но сиренето има кратък срок на годност, а процентът на отпадъците при ниски температури все още е тревожен. Използването на фолио за опаковане на храни с канелен алдехид може ефективно да удължи срока на годност на сиренето, да осигури добър вкус на сиренето и да предотврати гранясването му. За резените сирене и сосовете от сирене срокът на годност се удължава съответно до 45 дни и 26 дни след използване на опаковки с активен цинамалдехид, което е благоприятно за пестене на ресурси.
4. Ефект на свежест при нишестени храни: хлябът и сладкишите са нишестени продукти, направени чрез преработка на пшенично брашно и мек боров памук, сладки и вкусни. Хлябът и сладкишите обаче имат кратък срок на годност и са податливи на замърсяване с мухъл по време на продажба, което води до влошаване на качеството и хранителни отпадъци. Използването на активен цинамалдехид в хранителни опаковки за пандишпан и нарязан хляб може да потисне растежа и разпространението на пеницилиум и черна плесен и да удължи срока на годност съответно до 10 ~ 27 дни.
Цинамалдехидът има предимствата на изобилен източник, висока бактериостаза и ниска токсичност. Като бактериостатичен агент в активните опаковки за храни, стабилността и бавното освобождаване на цинамалдехид могат да бъдат подобрени чрез конструиране и оптимизиране на носителя за доставка, което е от голямо значение за подобряване на качеството на съхранение и транспортиране на пресни храни и удължаване на срока на годност на храната. През последните години цинамалдехидът постигна много постижения и напредък в изследванията за консервиране на опаковки за храни, но свързаните с него приложни изследвания все още са в начален етап и все още има някои проблеми, които трябва да бъдат решени. Чрез сравнително проучване на ефектите на различните носители за доставка върху механичните свойства и бариерните свойства на мембраната, задълбочено проучване на начина на действие на цинамалдеха и носителя и кинетиката на неговото освобождаване в различни среди, проучване на влиянието на закона за растеж на микроорганизмите в храната върху развалянето на храната и регулаторния механизъм на антибактериалните опаковки върху времето и скоростта на освобождаване на антимикробните агенти, ще бъдат проектирани и разработени активни опаковъчни системи, които могат да отговорят на различни изисквания за консервиране на храни.
Време на публикуване: 03 януари 2024 г.