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 skupina 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 izvješća 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 krvožilnog sustava, antitumorskim i drugim aspektima, te su otkrile da cinamaldehid ima dobra farmakološka djelovanja protiv dijabetesa, pretilosti, antitumorskih i drugih aspekata. 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 hlapljivost i oštar miris ograničavaju njegovu široku primjenu u hrani. Fiksiranje cinamaldehida u foliji za pakiranje hrane može poboljšati njegovu antibakterijsku učinkovitost i smanjiti njegov senzorni utjecaj na hranu, te igrati ulogu u poboljšanju kvalitete skladištenja i transporta hrane i produljenju roka trajanja.
1. Antibakterijska kompozitna membranska matrica
Većina istraživanja o antibakterijskoj foliji za pakiranje hrane koristi prirodne i razgradive tvari kao matricu za stvaranje filma, a folija za pakiranje priprema se postupkom premazivanja, lijevanja ili ekstruzije na visokim temperaturama. Zbog različitog načina djelovanja i kompatibilnosti između različitih membranskih supstrata i aktivnih tvari, svojstva gotove membrane su različita, stoga je vrlo važno odabrati odgovarajuću membransku podlogu. Uobičajeno korištene podloge za stvaranje filma uključuju sintetičke biorazgradive tvari poput polivinil alkohola i polipropilena, prirodne tvari poput polisaharida i proteina te kompozitne tvari. Polivinil alkohol (PVA) je linearni polimer koji obično tvori trodimenzionalnu mrežnu strukturu kada se umreži, te ima izvrsna 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 pakiranje. Kompozitna matrica često se sastoji od dvije ili više membranskih matrica, koje mogu igrati komplementarnu ulogu u usporedbi s jednom membranskom matricom.
Mehanička svojstva i barijerna svojstva važni su pokazatelji za procjenu prikladnosti pakirne folije. Dodatak cinamaldehida umrežit će se s matricom polimerne membrane i time smanjiti molekularnu fluidnost, smanjenje istezanja pri prekidu posljedica je diskontinuiteta strukture polisaharidne mreže, a povećanje vlačne čvrstoće posljedica je povećanja hidrofilne skupine tijekom procesa formiranja filma uzrokovanog dodatkom cinamaldehida. Osim toga, propusnost plina kompozitne membrane s cinamaldehidom općenito se povećala, što može biti posljedica disperzije cinamaldehida u polimer kako bi se stvorile pore, praznine i kanali, smanjio otpor prijenosa mase molekula vode i u konačnici dovelo do povećanja propusnosti plina kompozitne membrane s cinamaldehidom. Mehanička svojstva i propusnost nekoliko kompozitnih membrana su slične, ali struktura i svojstva različitih polimernih podloga su različite, a različite interakcije s cinamaldehidom utjecat će na performanse pakirne folije, a zatim i na njezinu primjenu, stoga je vrlo važno odabrati odgovarajuću polimernu podlogu i koncentraciju.
Druga metoda vezanja cinamaldehida i folije za pakiranje
Međutim, cinamaldehid je slabo topljiv u vodi s topljivošću od samo 1,4 mg/mL. Iako je tehnologija miješanja jednostavna i praktična, dvije faze cinamaldehida topljivog u mastima i membranske matrice topljive u vodi su nestabilne, a uvjeti visoke temperature i visokog tlaka koji su obično potrebni u procesu stvaranja filma značajno smanjuju koncentraciju dostupnog cinamaldehida u membrani. Teško je postići idealan bakteriostatski učinak. Tehnologija ugradnje je proces korištenja materijala stijenke za omatanje ili adsorpciju aktivne tvari koja se treba ugraditi kako bi se osigurala podrška performansama ili kemijska zaštita. Korištenje tehnologije ugradnje za fiksiranje cinamaldehida u materijalu za pakiranje može usporiti njegovo oslobađanje, poboljšati brzinu zadržavanja, produžiti antibakterijsko starenje filma i optimizirati mehanička svojstva folije za pakiranje. Trenutno se uobičajene metode konstrukcije nosača kombiniranjem cinamaldehida s folijom za pakiranje mogu podijeliti u dvije kategorije: konstrukcija umjetnog nosača i konstrukcija prirodnog nosača, uključujući ugradnju polimera, ugradnju nano liposoma, ugradnju ciklodekstrina, vezanje ili punjenje nano glinom. Kombinacijom samoslaganja slojeva i elektrospinninga, nosač cinamaldehida može se optimizirati, a način djelovanja i raspon primjene cinamaldehida mogu se poboljšati.
Primjena aktivne folije za pakiranje hrane s cimetovim aldehidom
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 s cinamaldehidom 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 hranjivim tvarima te je sklon mikrobnom onečišćenju i kvarenju tijekom skladištenja, transporta i prodaje. Trenutno je primjena antibakterijske folije za pakiranje važno sredstvo za poboljšanje kvalitete skladištenja i transporta povrća i voća te produljenje njihovog roka trajanja. Pakiranje jabuka kompozitnom folijom od cinamaldehida i polilaktične kiseline može smanjiti gubitak hranjivih tvari, spriječiti rast rizoma i produžiti rok trajanja jabuka na 16 dana. Kada se na pakiranje svježe rezane mrkve nanese folija za pakiranje hrane s aktivnim cinamaldehidom, inhibiran je rast plijesni i kvasca, smanjena je stopa truljenja povrća, a rok trajanja produžen je na 12 dana.
2. Učinak očuvanja svježine mesnih proizvoda Mesni proizvodi bogati su proteinima, mastima i drugim tvarima, bogati su hranjivim tvarima i imaju jedinstven okus. 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 pakiranje hrane s aktivnim cinamaldehidom široko se koristi u pakiranju 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 do 14 dana.
3. Učinak mliječnih proizvoda na očuvanje svježine Trenutno se potrošnja mliječnih proizvoda u Kini povećava iz godine u godinu. Sir je fermentirani mliječni proizvod bogate nutritivne vrijednosti i proteinima. Međutim, sir ima kratak rok trajanja, a stopa otpada na niskim temperaturama i dalje je alarmantna. Korištenje folije za pakiranje hrane s cinamaldehidom može učinkovito produžiti rok trajanja sira, osigurati dobar okus sira i spriječiti kvarenje sira zbog užeglog okusa. Za kriške sira i umake od sira, rok trajanja produžuje se na 45 dana, odnosno 26 dana nakon korištenja pakiranja s aktivnim cinamaldehidom, što pogoduje 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 tijekom prodaje, što rezultira smanjenjem kvalitete i rasipanjem hrane. Korištenje aktivnog cinamaldehida u pakiranju hrane u biskvitu i narezanom kruhu može spriječiti rast i širenje penicilija i crne plijesni te produžiti rok trajanja na 10 ~ 27 dana.
Cinamaldehid ima prednosti obilnog izvora, visoke bakteriostaze i niske toksičnosti. Kao bakteriostatsko sredstvo u aktivnoj ambalaži za hranu, stabilnost i sporo oslobađanje cinamaldehida mogu se poboljšati konstrukcijom i optimizacijom nosača za dostavu, što je od velikog značaja za poboljšanje kvalitete skladištenja i transporta svježe hrane te produljenje roka trajanja hrane. Posljednjih godina cinamaldehid je postigao mnoga postignuća i napredak u istraživanju konzerviranja ambalaže za hranu, ali srodna istraživanja primjene još su u početnoj fazi i još uvijek postoje neki problemi koje treba riješiti. Kroz komparativnu studiju učinaka različitih nosača za dostavu na mehanička svojstva i barijerna svojstva membrane, dubinsko istraživanje načina djelovanja cinamaldehida i nosača te kinetike njegovog oslobađanja u različitim okruženjima, proučavanje utjecaja zakona rasta mikroorganizama u hrani na kvarenje hrane te regulatorni mehanizam antibakterijskog pakiranja na vrijeme i brzinu oslobađanja antimikrobnih sredstava. Dizajnirati i razviti aktivne sustave pakiranja koji mogu zadovoljiti različite zahtjeve konzerviranja hrane.
Vrijeme objave: 03.01.2024.