Cinamaldehid čini 85% ~ 90% eteričnog ulja cimeta, a Kina je jedno od glavnih područja uzgoja cimeta, s bogatim resursima cinamaldehida. Molekularna struktura cinamaldehida (C9H8O) je fenilna grupa povezana s akrileinom, u prirodnom stanju žućkaste ili žućkastosmeđe viskozne tekućine, s jedinstvenim i jakim okusom cimeta i kole, može se koristiti u začinima i dodacima. Trenutno postoji mnogo izvještaja o širokom spektru antibakterijskog djelovanja cinamaldehida i njegovom mehanizmu, a studije su pokazale da cinamaldehid ima dobar antibakterijski učinak na bakterije i gljivice. U području medicine, neke studije su pregledale napredak istraživanja cinamaldehida u metaboličkim bolestima, bolestima cirkulatornog sistema, antitumorskim i drugim aspektima, te su otkrile da cinamaldehid ima dobra farmakološka djelovanja protiv dijabetesa, gojaznosti, antitumorskih i drugih aktivnosti. Zbog bogatih izvora, prirodnih sastojaka, sigurnosti, niske toksičnosti, jedinstvenog okusa i širokog spektra antibakterijskog djelovanja, odobren je kao aditiv za hranu od strane Američke agencije za hranu i lijekove (FDA) i Kine. Iako maksimalna količina nije ograničena u upotrebi, njegova isparljivost i oštar miris ograničavaju njegovu široku primjenu u hrani. Fiksiranje cinamaldehida u foliji za pakovanje hrane može poboljšati njegovu antibakterijsku efikasnost i smanjiti njegov senzorni utjecaj na hranu, te igrati ulogu u poboljšanju kvalitete skladištenja i transporta hrane i produženju roka trajanja.
1. Antibakterijska kompozitna membranska matrica
Većina istraživanja o antibakterijskoj foliji za pakovanje hrane koristi prirodne i biorazgradive supstance kao matricu za formiranje filma, a folija za pakovanje se priprema metodom premazivanja, livenja ili ekstruzije na visokim temperaturama. Zbog različitog načina djelovanja i kompatibilnosti između različitih membranskih supstrata i aktivnih supstanci, svojstva gotove membrane su različita, tako da je veoma važno odabrati odgovarajuću membransku supstrat. Uobičajeno korišteni supstrati za formiranje filma uključuju sintetičke biorazgradive supstance poput polivinil alkohola i polipropilena, prirodne supstance poput polisaharida i proteina, te kompozitne supstance. Polivinil alkohol (PVA) je linearni polimer, koji obično formira trodimenzionalnu mrežnu strukturu kada se umreži, i ima odlična mehanička svojstva i barijerna svojstva. Prirodni resursi membranskih matrica su obilni i široko dostupni. Na primjer, polilaktična kiselina može se fermentirati iz sirovina poput škroba i kukuruza, koji imaju dovoljne i obnovljive izvore, dobru biorazgradivost i biokompatibilnost, te je idealan ekološki prihvatljiv materijal za pakovanje. Kompozitna matrica se često sastoji od dvije ili više membranskih matrica, koje mogu igrati komplementarnu ulogu u poređenju sa jednom membranskom matricom.
Mehanička svojstva i barijerna svojstva su važni pokazatelji za procjenu pogodnosti folije za pakovanje. Dodatak cinamaldehida će se umrežiti s matricom polimerne membrane i time smanjiti molekularnu fluidnost, smanjenje izduženja pri prekidu je zbog diskontinuiteta strukture polisaharidne mreže, a povećanje zatezne čvrstoće je zbog povećanja hidrofilne grupe tokom procesa formiranja filma uzrokovanog dodavanjem cinamaldehida. Pored toga, propusnost gasa kompozitne membrane od cinamaldehida je generalno povećana, što može biti posljedica disperzije cinamaldehida u polimer kako bi se stvorile pore, praznine i kanali, smanjio otpor prenosa mase molekula vode i na kraju dovelo do povećanja propusnosti gasa kompozitne membrane od cinamaldehida. Mehanička svojstva i propusnost nekoliko kompozitnih membrana su slične, ali struktura i svojstva različitih polimernih supstrata su različiti, a različite interakcije s cinamaldehidom će uticati na performanse folije za pakovanje, a zatim i na njenu primjenu, tako da je veoma važno odabrati odgovarajući polimerni supstrat i koncentraciju.
Druga, metoda vezivanja cinamaldehida i folije za pakovanje
Međutim, cinamaldehid je slabo rastvorljiv u vodi sa rastvorljivošću od samo 1,4 mg/mL. Iako je tehnologija miješanja jednostavna i praktična, dvije faze cinamaldehida rastvorljivog u mastima i membranske matrice rastvorljive u vodi su nestabilne, a uslovi visoke temperature i visokog pritiska koji su obično potrebni u procesu formiranja filma značajno smanjuju koncentraciju dostupnog cinamaldehida u membrani. Teško je postići idealan bakteriostatski efekat. Tehnologija ugradnje je proces korištenja materijala zida za omotavanje ili adsorpciju aktivne supstance koja se treba ugraditi kako bi se obezbijedila podrška performansama ili hemijska zaštita. Upotreba tehnologije ugradnje za fiksiranje cinamaldehida u materijalu za pakovanje može usporiti njegovo oslobađanje, poboljšati brzinu zadržavanja, produžiti antibakterijsko starenje filma i optimizovati mehanička svojstva folije za pakovanje. Trenutno se uobičajene metode konstrukcije nosača kombinovanjem cinamaldehida sa folijom za pakovanje mogu podeliti u dve kategorije: konstrukcija veštačkog nosača i konstrukcija prirodnog nosača, uključujući ugradnju polimera, ugradnju nano liposoma, ugradnju ciklodekstrina, vezivanje ili punjenje nano glinom. Kombinacijom samosklapanja slojeva i elektrospinninga, nosač za isporuku cinamaldehida može se optimizirati, a način djelovanja i raspon primjene cinamaldehida mogu se poboljšati.
Primjena folije za pakovanje hrane s aktivnim aldehidom cimeta
Različite vrste hrane imaju različit sadržaj vode, sastav hranjivih tvari te uvjete skladištenja i transporta, a dinamika rasta mikroorganizama koji uzrokuju kvarenje vrlo je različita. Učinak konzerviranja antibakterijskog pakiranja cinamaldehida za različite namirnice također je različit.
1. Učinak očuvanja svježine povrća i voća
Kina je bogata prirodnim resursima, među kojima su proizvodnja i tržišna potrošnja povrća i voća ogromne. Međutim, sadržaj vlage i šećera u povrću i voću je visok, bogat je nutrijentima i sklon je mikrobiološkom zagađenju i kvarenju tokom skladištenja, transporta i prodaje. Trenutno je primjena antibakterijske folije za pakovanje važno sredstvo za poboljšanje kvaliteta skladištenja i transporta povrća i voća i produženje njihovog roka trajanja. Kompozitna folija od cinamaldehida i polilaktične kiseline za pakovanje jabuka može smanjiti gubitak hranjivih tvari, spriječiti rast rizoma i produžiti period skladištenja jabuka na 16 dana. Kada se folija za pakovanje hrane s aktivnim cinamaldehidom primijeni na pakovanje svježe rezane mrkve, inhibiran je rast plijesni i kvasca, smanjena je stopa truljenja povrća, a rok trajanja produžen na 12 dana.
2. Učinak očuvanja svježine mesnih proizvoda Mesni proizvodi su bogati proteinima, mastima i drugim supstancama, bogati nutritivnim vrijednostima i jedinstvenim okusom. Na sobnoj temperaturi, razmnožavanje mikroorganizama uzrokuje razgradnju mesnih proteina, ugljikohidrata i masti, što rezultira kvarenjem mesa, ljepljivom površinom, tamnom bojom, gubitkom elastičnosti i neugodnim mirisom. Folija za pakovanje hrane s aktivnim cinamaldehidom široko se koristi u pakovanju svinjetine i ribe, uglavnom inhibira rast Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Aeromonas, kvasca, bakterija mliječne kiseline i drugih bakterija, te može produžiti rok trajanja od 8 ~ 14 dana.
3. Učinak mliječnih proizvoda na očuvanje svježine Trenutno, potrošnja mliječnih proizvoda u Kini raste iz godine u godinu. Sir je fermentirani mliječni proizvod s bogatom nutritivnom vrijednošću i proteinima. Međutim, sir ima kratak rok trajanja, a stopa otpada na niskim temperaturama je i dalje alarmantna. Upotreba folije za pakovanje hrane s cinamaldehidom može efikasno produžiti rok trajanja sira, osigurati dobar okus sira i spriječiti kvarenje sira zbog užeglog okusa. Za kriške sira i umake od sira, rok trajanja se produžava na 45 dana, odnosno 26 dana nakon upotrebe pakovanja s aktivnim cinamaldehidom, što doprinosi uštedi resursa.
4. Učinak očuvanja svježine škrobnog kruha i kolača su škrobni proizvodi, napravljeni preradom pšeničnog brašna, mekog borovog pamuka, slatki i ukusni. Međutim, kruh i kolači imaju kratak rok trajanja i podložni su kontaminaciji plijesni tokom prodaje, što rezultira smanjenjem kvalitete i rasipanjem hrane. Upotreba aktivnog cinamaldehida u ambalaži za biskvit i kriške kruha može spriječiti rast i širenje peniciliuma i crne plijesni te produžiti rok trajanja na 10 ~ 27 dana.
Cinamaldehid ima prednosti obilnog izvora, visoke bakteriostatike i niske toksičnosti. Kao bakteriostatsko sredstvo u aktivnom pakovanju hrane, stabilnost i sporo oslobađanje cinamaldehida mogu se poboljšati konstrukcijom i optimizacijom nosača za dostavu, što je od velikog značaja za poboljšanje kvaliteta skladištenja i transporta svježe hrane i produženje roka trajanja hrane. Posljednjih godina, cinamaldehid je postigao mnoga dostignuća i napredak u istraživanju konzerviranja ambalaže za hranu, ali srodna istraživanja primjene su još uvijek u početnoj fazi i još uvijek postoje neki problemi koje treba riješiti. Kroz komparativnu studiju uticaja različitih nosača za dostavu na mehanička svojstva i barijerna svojstva membrane, dubinsko istraživanje načina djelovanja cinamaldehida i nosača i kinetike njegovog oslobađanja u različitim okruženjima, proučavanje uticaja zakona rasta mikroorganizama u hrani na kvarenje hrane i regulatorni mehanizam antibakterijskog pakovanja na vrijeme i brzinu oslobađanja antimikrobnih sredstava. Dizajnirati i razviti aktivne sisteme pakovanja koji mogu zadovoljiti različite zahtjeve konzerviranja hrane.
Vrijeme objave: 03.01.2024.