Cinamaldehida reprezintă 85% ~ 90% din uleiul esențial de scorțișoară, iar China este una dintre principalele zone de plantare a scorțișoarei, iar resursele de cinamaldehidă sunt bogate. Structura moleculară a cinamaldehidei (C9H8O) este o grupare fenil legată de o acrileină, în stare naturală de lichid vâscos gălbui sau gălbui-maroniu, cu o aromă unică și puternică de scorțișoară și coca-cola, putând fi utilizată în condimente și condimente. În prezent, au existat numeroase rapoarte despre acțiunea antibacteriană cu spectru larg a cinamaldehidei și mecanismul acesteia, iar studiile au arătat că cinamaldehida are un efect antibacterian bun asupra bacteriilor și fungilor. În domeniul medicinei, unele studii au analizat progresul cercetării cinamaldehidei în boli metabolice, boli ale sistemului circulator, aspecte antitumorale și alte aspecte și au constatat că cinamaldehida are o bună activitate antidiabetică, antiobezitate, antitumorală și alte activități farmacologice. Datorită surselor sale bogate, ingredientelor naturale, siguranței, toxicității reduse, aromei unice și efectului antibacterian cu spectru larg, este un aditiv alimentar aprobat de Administrația pentru Alimente și Medicamente din Statele Unite și de China. Deși cantitatea maximă de utilizare nu este limitată, volatilitatea și mirosul său înțepător limitează aplicarea sa largă în alimente. Fixarea cinamaldehidei în folia de ambalare a alimentelor poate îmbunătăți eficiența antibacteriană și reduce impactul senzorial asupra alimentelor, jucând un rol în îmbunătățirea calității depozitării și transportului alimentelor și prelungirea duratei de valabilitate.
1. Matrice membranară compozită antibacteriană
Majoritatea cercetărilor privind folia antibacteriană de ambalare a alimentelor utilizează substanțe naturale și degradabile ca matrice peliculogenă, iar folia de ambalare este preparată prin acoperire, turnare sau extrudare la temperatură înaltă. Datorită modului diferit de acțiune și compatibilității dintre diferitele substraturi de membrană și substanțele active, proprietățile membranei finite sunt diferite, așa că este foarte important să se selecteze substratul de membrană adecvat. Substraturile peliculogene utilizate în mod obișnuit includ substanțe biodegradabile sintetice, cum ar fi alcoolul polivinilic și polipropilena, substanțe naturale, cum ar fi polizaharidele și proteinele, și substanțe compozite. Alcoolul polivinilic (PVA) este un polimer liniar, care formează de obicei o structură de rețea tridimensională atunci când este reticulat și are proprietăți mecanice și proprietăți de barieră excelente. Resursele matriceale naturale asemănătoare membranei sunt abundente și disponibile pe scară largă. De exemplu, acidul polilactic poate fi fermentat din materii prime, cum ar fi amidonul și porumbul, care are surse suficiente și regenerabile, biodegradabilitate și biocompatibilitate bune și este un material de ambalare ideal pentru mediu. Matricea compozită este adesea compusă din două sau mai multe matrici membranare, care pot juca un rol complementar în comparație cu o singură matrice membranară.
Proprietățile mecanice și proprietățile de barieră sunt indicatori importanți pentru evaluarea adecvării foliei de ambalare. Adăugarea de cinamaldehidă va crea legături reticulate cu matricea membranei polimerice și, prin urmare, va reduce fluiditatea moleculară, scăderea alungirii la rupere se datorează discontinuității structurii rețelei de polizaharide, iar creșterea rezistenței la tracțiune se datorează creșterii grupării hidrofile în timpul procesului de formare a foliei, cauzată de adăugarea de cinamaldehidă. În plus, permeabilitatea la gaze a membranei compozite cu cinamaldehidă a fost în general crescută, ceea ce se poate datora dispersiei cinamaldehidei în polimer pentru a crea pori, goluri și canale, reducând rezistența la transferul de masă a moleculelor de apă și, în cele din urmă, ducând la creșterea permeabilității la gaze a membranei compozite cu cinamaldehidă. Proprietățile mecanice și permeabilitatea mai multor membrane compozite sunt similare, dar structura și proprietățile diferitelor substraturi polimerice sunt diferite, iar diferitele interacțiuni cu cinamaldehida vor afecta performanța foliei de ambalare și, ulterior, aplicarea acesteia, așa că este foarte important să se selecteze substratul polimeric și concentrația adecvate.
În al doilea rând, metoda de legare a cinamaldehidei și a foliei de ambalare
Cu toate acestea, cinamaldehida este ușor solubilă în apă, cu o solubilitate de doar 1,4 mg/mL. Deși tehnologia de amestecare este simplă și convenabilă, cele două faze ale cinamaldehidei liposolubile și ale matricei membranei solubile în apă sunt instabile, iar condițiile de temperatură ridicată și presiune ridicată, necesare de obicei în procesul de formare a peliculei, reduc semnificativ concentrația de cinamaldehidă disponibilă în membrană. Este dificil să se obțină efectul bacteriostatic ideal. Tehnologia de încorporare este procesul de utilizare a materialului de perete pentru a înfășura sau adsorbi substanța activă care trebuie încorporată pentru a oferi suport de performanță sau protecție chimică. Utilizarea tehnologiei de încorporare pentru fixarea cinamaldehidei în materialul de ambalare poate face eliberarea lentă a acesteia, poate îmbunătăți rata de retenție, poate prelungi îmbătrânirea antibacteriană a peliculei și poate optimiza proprietățile mecanice ale acesteia. În prezent, metodele comune de construcție a purtătorilor de combinare a cinamaldehidei cu pelicula de ambalare pot fi împărțite în două categorii: construcție artificială a purtătorilor și construcție naturală a purtătorilor, inclusiv încorporarea polimerilor, încorporarea nano-lipozomilor, încorporarea ciclodextrinei, legarea sau încărcarea nano-argilei. Prin combinarea auto-asamblarii straturilor și electrofilare, se poate optimiza purtătorul de transport al cinamaldehidei, iar modul de acțiune și gama de aplicare a cinamaldehidei pot fi îmbunătățite.
Aplicarea foliei de ambalare a alimentelor cu aldehidă activă de scorțișoară
Diferite tipuri de alimente au un conținut de apă, o compoziție nutrienților și condiții de depozitare și transport diferite, iar dinamica de creștere a microorganismelor care provoacă alterarea este foarte diferită. Efectul de conservare al ambalajelor antibacteriene cu cinamaldehidă este, de asemenea, diferit pentru diferite alimente.
1. Efect de păstrare a prospețimii asupra legumelor și fructelor
China este bogată în resurse naturale, printre care producția și consumul de legume și fructe sunt uriașe. Cu toate acestea, conținutul de umiditate și zahăr al legumelor și fructelor este ridicat, bogat în nutrienți și este predispus la poluare microbiană și deteriorare în timpul depozitării, transportului și vânzării. În prezent, aplicarea foliei de ambalare antibacteriene este un mijloc important pentru a îmbunătăți calitatea depozitării și transportului legumelor și fructelor și pentru a prelungi durata de valabilitate a acestora. Ambalajul cu folie compozită cinamaldehidă-acid polilactic pentru mere poate reduce pierderea de nutrienți, poate inhiba creșterea rizofilor și poate prelungi perioada de depozitare a merelor la 16 zile. Atunci când folia de ambalare alimentară activă cu cinamaldehidă a fost aplicată pe ambalajele de morcovi proaspăt tăiați, creșterea mucegaiului și a drojdiei a fost inhibată, rata de putregai a legumelor a fost redusă, iar durata de valabilitate a fost prelungită la 12 zile.
2. Efectul de păstrare a prospețimii produselor din carne Alimentele din carne sunt bogate în proteine, grăsimi și alte substanțe, au un conținut nutrițional ridicat și un gust unic. La temperatura camerei, reproducerea microorganismelor provoacă descompunerea proteinelor, carbohidraților și grăsimilor din carne, rezultând în deteriorarea cărnii, suprafață lipicioasă, culoare închisă, pierderea elasticității și miros neplăcut. Folia activă de cinamaldehidă pentru ambalarea alimentelor este utilizată pe scară largă în ambalajele pentru carne de porc și pește, inhibând în principal creșterea Staphylococcus aureus, Escherichia coli, aeromonas, drojdie, bacterii lactice și alte bacterii și putând prelungi durata de valabilitate cu 8 ~ 14 zile.
3. Efectul de păstrare a prospețimii produselor lactate În prezent, consumul de produse lactate în China crește de la an la an. Brânza este un produs lactat fermentat cu o valoare nutrițională bogată și proteine. Însă brânza are un termen de valabilitate scurt, iar rata de deșeuri la temperaturi scăzute este încă alarmantă. Utilizarea foliei de ambalare a alimentelor cu aldehidă cinamică poate prelungi eficient termenul de valabilitate al brânzei, poate asigura un gust bun al brânzei și poate preveni deteriorarea râncedării brânzei. Pentru feliile de brânză și sosurile de brânză, termenul de valabilitate este prelungit la 45 de zile, respectiv 26 de zile, după utilizarea ambalajelor cu cinamaldehidă activă, ceea ce contribuie la economisirea resurselor.
4. Efectul de păstrare a prospețimii din pâinea și prăjiturile alimentare cu amidon sunt produse din amidon, obținute din prelucrarea făinii de grâu, bumbac moale de pin, dulci și delicioase. Cu toate acestea, pâinea și prăjiturile au un termen de valabilitate scurt și sunt susceptibile la contaminarea cu mucegai în timpul vânzării, ceea ce duce la degradarea calității și risipă alimentară. Utilizarea ambalajelor alimentare cu cinamaldehidă activă în blaturile de pandișpan și pâinea feliată poate inhiba creșterea și propagarea penicillium și mucegaiului negru și poate prelungi termenul de valabilitate la 10 ~ 27 de zile, respectiv.
Cinamaldehida are avantajele unei surse abundente, a unui grad ridicat de bacteriostază și a unei toxicități reduse. Ca agent de bacteriostază în ambalajele active alimentare, stabilitatea și eliberarea lentă a cinamaldehidei pot fi îmbunătățite prin construirea și optimizarea suportului de livrare, ceea ce are o importanță deosebită pentru îmbunătățirea calității depozitării și transportului alimentelor proaspete și pentru prelungirea duratei de valabilitate a alimentelor. În ultimii ani, cinamaldehida a înregistrat numeroase realizări și progrese în cercetarea conservării ambalajelor alimentare, dar cercetarea aplicațiilor aferente este încă în stadiul inițial și există încă unele probleme de rezolvat. Prin studiul comparativ al efectelor diferiților suporturi de livrare asupra proprietăților mecanice și a proprietăților de barieră ale membranei, explorarea aprofundată a modului de acțiune al cinamaldehidei și al suportului și a cineticii de eliberare a acestuia în diferite medii, studiul influenței legii de creștere a microorganismelor din alimente asupra alterării alimentelor și mecanismul de reglare a ambalajelor antibacteriene asupra momentului și vitezei de eliberare a agenților antimicrobieni, se vor proiecta și dezvolta sisteme de ambalare activă care să poată îndeplini diferite cerințe de conservare a alimentelor.
Data publicării: 03 ian. 2024