Cinnamaldehyd står för 85 % ~ 90 % av den eteriska kaneloljan, och Kina är ett av de viktigaste odlingsområdena för kanel, och cinnamaldehydresurserna är rika. Cinnamaldehyd (C9H8O) har en fenylgrupp bunden till ett akrylein, i naturligt tillstånd som en gulaktig eller gulbrun viskös vätska, med en unik och stark kanel- och koksmak, och kan användas i kryddor och smaksättningar. För närvarande har det förekommit många rapporter om cinnamaldehyds bredspektrum antibakteriella verkan och dess mekanism, och studier har visat att cinnamaldehyd har en god antibakteriell effekt på bakterier och svampar. Inom medicinområdet har vissa studier granskat forskningsframstegen för cinnamaldehyd vid metabola sjukdomar, sjukdomar i cirkulationssystemet, antitumörer och andra aspekter, och funnit att cinnamaldehyd har goda farmakologiska aktiviteter mot diabetes, fetma, tumörer och andra effekter. På grund av dess rika källor, naturliga ingredienser, säkerhet, låga toxicitet, unika smak och bredspektrum antibakteriella effekt är det ett livsmedelstillsats som godkänts av USA:s livsmedels- och läkemedelsmyndighet (FDA) och Kina. Även om den maximala mängden inte är begränsad i användning, begränsar dess flyktighet och skarpa lukt dess breda tillämpning i livsmedel. Att fixera cinnamaldehyd i livsmedelsförpackningsfilm kan förbättra dess antibakteriella effektivitet och minska dess sensoriska påverkan på livsmedel, och spela en roll i att förbättra kvaliteten på livsmedelslagring och transport samt förlänga hållbarheten.
1. Antibakteriell kompositmembranmatris
Merparten av forskningen om antibakteriell förpackningsfilm för livsmedel använder naturliga och nedbrytbara ämnen som filmbildande matris, och förpackningsfilmen framställs genom beläggning, gjutning eller högtemperaturextrudering. På grund av de olika verkningsmekanismerna och kompatibiliteten mellan olika membransubstrat och aktiva substanser, är egenskaperna hos det färdiga membranet olika, så det är mycket viktigt att välja lämpligt membransubstrat. Vanligt förekommande filmbildande substrat inkluderar syntetiska biologiskt nedbrytbara ämnen som polyvinylalkohol och polypropen, naturliga ämnen som polysackarider och proteiner, och kompositämnen. Polyvinylalkohol (PVA) är en linjär polymer, som vanligtvis bildar en tredimensionell nätverksstruktur när den är tvärbunden, och har utmärkta mekaniska egenskaper och barriäregenskaper. Naturliga membranliknande matrisresurser finns i överflöd och finns i stor utsträckning. Till exempel kan polymjölksyra fermenteras från råvaror som stärkelse och majs, som har tillräckliga och förnybara källor, god biologisk nedbrytbarhet och biokompatibilitet, och är ett idealiskt miljövänligt förpackningsmaterial. Kompositmatrisen består ofta av två eller flera membranmatriser, vilka kan spela en kompletterande roll jämfört med en enda membranmatris.
Mekaniska egenskaper och barriäregenskaper är viktiga indikatorer för att utvärdera förpackningsfilmens lämplighet. Tillsats av cinnamaldehyd kommer att tvärbinda med polymermembranmatrisen och därmed minska den molekylära fluiditeten, minskningen av brottöjning beror på diskontinuiteten i polysackaridnätverksstrukturen, och ökningen av draghållfastheten beror på ökningen av hydrofila grupper under filmbildningsprocessen orsakad av tillsatsen av cinnamaldehyd. Dessutom ökade gaspermeabiliteten hos cinnamaldehydkompositmembranet generellt, vilket kan bero på dispersionen av cinnamaldehyd i polymeren för att skapa porer, hålrum och kanaler, minska massöverföringsmotståndet hos vattenmolekyler och slutligen leda till ökning av gaspermeabiliteten hos cinnamaldehydkompositmembranet. De mekaniska egenskaperna och permeabiliteten hos flera kompositmembran är likartade, men strukturen och egenskaperna hos olika polymersubstrat är olika, och de olika interaktionerna med cinnamaldehyd kommer att påverka förpackningsfilmens prestanda och sedan påverka dess tillämpning, så det är mycket viktigt att välja lämpligt polymersubstrat och koncentration.
För det andra, metod för bindning av cinnamaldehyd och förpackningsfilm
Cinnamaldehyd är emellertid något lösligt i vatten med en löslighet på endast 1,4 mg/ml. Även om blandningstekniken är enkel och bekväm, är de två faserna av den fettlösliga cinnamaldehyden och den vattenlösliga membranmatrisen instabila, och de höga temperatur- och högtrycksförhållanden som vanligtvis krävs i filmbildningsprocessen minskar koncentrationen av tillgänglig cinnamaldehyd i membranet avsevärt. Det är svårt att uppnå den ideala bakteriostatiska effekten. Inbäddningsteknik är processen att använda väggmaterialet för att linda in eller adsorbera den aktiva substansen som behöver bäddas in för att ge prestandastöd eller kemiskt skydd. Användningen av inbäddningsteknik för att fixera cinnamaldehyd i förpackningsmaterialet kan göra dess frisättning långsammare, förbättra retentionshastigheten, förlänga filmens antibakteriella åldring och optimera förpackningsfilmens mekaniska egenskaper. För närvarande kan de vanliga bärarkonstruktionsmetoderna för att kombinera cinnamaldehyd med förpackningsfilm delas in i två kategorier: artificiell bärarkonstruktion och naturlig bärarkonstruktion, inklusive polymerinbäddning, nanoliposominbäddning, cyklodextrininbäddning, nanolerabindning eller -laddning. Genom kombinationen av skiktmontering och elektrospinning kan cinnamaldehydleveransbäraren optimeras, och verkningssättet och tillämpningsområdet för cinnamaldehyd kan förbättras.
Applicering av kanelaldehyd aktiv livsmedelsförpackningsfilm
Olika typer av livsmedel har olika vattenhalt, näringssammansättning och lagrings- och transportförhållanden, och tillväxtdynamiken hos nedbrytande mikroorganismer är mycket olika. Konserveringseffekten av antibakteriella cinnamaldehydförpackningar för olika livsmedel är också olika.
1. Fräschörande effekt på grönsaker och frukter
Kina är rikt på naturresurser, bland vilka produktionen och marknadskonsumtionen av grönsaker och frukt är enorm. Fukt- och sockerhalten i grönsaker och frukt är dock hög, rika på näring och benägna att förorena mikrobiell förorening och försämras under lagring, transport och försäljning. För närvarande är applicering av antibakteriell förpackningsfilm ett viktigt sätt att förbättra lagrings- och transportkvaliteten för grönsaker och frukter och förlänga deras hållbarhet. Cinnamaldehyd-polymjölksyra-kompositfilm för förpackning av äpplen kan minska förlusten av näringsämnen, hämma tillväxten av rhizopus och förlänga lagringsperioden för äpplen till 16 dagar. När cinnamaldehydaktiv livsmedelsförpackningsfilm applicerades på färskskurna morötter hämmades tillväxten av mögel och jäst, röta hos grönsaker minskade och hållbarheten förlängdes till 12 dagar.
2. Köttprodukters fräschörande effekt Köttprodukter är rika på protein, fett och andra ämnen, rika på näring och unik smak. Vid rumstemperatur orsakar reproduktion av mikroorganismer nedbrytning av köttproteiner, kolhydrater och fetter, vilket resulterar i köttkorruption, klibbig yta, mörk färg, förlust av elasticitet och obehaglig lukt. Cinnamaldehydaktiv livsmedelsförpackningsfilm används ofta i fläsk- och fiskförpackningar, och hämmar främst tillväxten av Staphylococcus aureus, Escherichia coli, aeromonas, jäst, mjölksyrabakterier och andra bakterier och kan förlänga hållbarheten med 8 ~ 14 dagar.
3. Mejeriprodukters fräschörande effekt För närvarande ökar konsumtionen av mejeriprodukter i Kina år för år. Ost är en fermenterad mjölkprodukt med rikt näringsvärde och protein. Men ost har en kort hållbarhet, och svinnet vid låga temperaturer är fortfarande alarmerande. Användningen av livsmedelsförpackningsfilm med kanelaldehyd kan effektivt förlänga ostens hållbarhet, säkerställa god smak och förhindra att osten härsknar. För ostskivor och ostsåser förlängs hållbarheten till 45 dagar respektive 26 dagar efter användning av förpackningar med kanelaldehydaktiva ingredienser, vilket bidrar till att spara resurser.
4. Stärkelsebaserade bröd- och kakor har en fräschörande effekt, vilket är stärkelseprodukter gjorda av vetemjöl och mjuk tallbomull, söta och läckra. Bröd och kakor har dock en kort hållbarhet och är känsliga för mögelkontaminering under försäljning, vilket resulterar i kvalitetsförsämring och matsvinn. Användningen av cinnamaldehydaktiva livsmedelsförpackningar i sockerkakor och skivat bröd kan hämma tillväxten och spridningen av penicillin och svartmögel, och förlänga hållbarheten till 10 ~ 27 dagar.
Cinnamaldehyd har fördelarna med riklig källa, hög bakteriostas och låg toxicitet. Som ett bakteriostasmedel i aktiva livsmedelsförpackningar kan stabiliteten och den långsamma frisättningen av cinnamaldehyd förbättras genom att konstruera och optimera leveransbäraren, vilket är av stor betydelse för att förbättra lagrings- och transportkvaliteten hos färska livsmedel och förlänga hållbarheten hos livsmedel. Under senare år har cinnamaldehyd gjort många framsteg inom forskningen om konservering av livsmedelsförpackningar, men relaterad tillämpningsforskning är fortfarande i ett inledande skede och det finns fortfarande vissa problem att lösa. Genom jämförande studier av effekterna av olika leveransbärare på membranets mekaniska egenskaper och barriäregenskaper, djupgående undersökning av verkningsmekanismen för cinnamaldehyd och bärare och dess frisättningskinetik i olika miljöer, studier av inverkan av mikroorganismers tillväxtlag i livsmedel på livsmedelsförstöring, och regleringsmekanismen för antibakteriella förpackningar på tidpunkten och frisättningshastigheten för antimikrobiella medel, designa och utveckla aktiva förpackningssystem som kan uppfylla olika krav på livsmedelskonservering.
Publiceringstid: 3 januari 2024