Cinnamaldehīds veido 85% ~ 90% no kanēļa ēteriskās eļļas, un Ķīna ir viens no galvenajiem kanēļa audzēšanas apgabaliem, kur cinnamaldehīda resursi ir bagātīgi. Cinnamaldehīda (C9H8O) molekulārā struktūra ir fenilgrupa, kas savienota ar akrilīnu, dabiskā stāvoklī tas ir dzeltenīgs vai dzeltenbrūns viskozs šķidrums ar unikālu un spēcīgu kanēļa un kolas garšu, un to var izmantot garšvielās un garšvielu maisījumos. Pašlaik ir bijuši daudzi ziņojumi par cinnamaldehīda plaša spektra antibakteriālo iedarbību un tās mehānismu, un pētījumi ir parādījuši, ka cinnamaldehīdam piemīt laba antibakteriāla iedarbība uz baktērijām un sēnītēm. Medicīnas jomā daži pētījumi ir pārskatījuši cinnamaldehīda pētījumu progresu vielmaiņas slimību, asinsrites sistēmas slimību, pretvēža un citu aspektu jomā, un ir konstatēts, ka cinnamaldehīdam piemīt laba pretdiabēta, pretaptaukošanās, pretvēža un citas farmakoloģiskas aktivitātes. Pateicoties bagātīgajiem avotiem, dabiskajām sastāvdaļām, drošībai, zemajai toksicitātei, unikālajai garšai un plaša spektra antibakteriālajai iedarbībai, tā ir pārtikas piedeva, ko apstiprinājusi Amerikas Savienoto Valstu Pārtikas un zāļu pārvalde un Ķīna. Lai gan maksimālais daudzums lietošanā nav ierobežots, tās gaistamība un asa smaka ierobežo tās plašu pielietojumu pārtikā. Cinnamaldehīda fiksēšana pārtikas iepakojuma plēvē var uzlabot tā antibakteriālo efektivitāti un samazināt tā ietekmi uz pārtiku, kā arī palīdzēt uzlabot pārtikas uzglabāšanas un transportēšanas kvalitāti un pagarināt glabāšanas laiku.
1. Antibakteriāla kompozītmateriāla membrānas matrica
Lielākajā daļā pētījumu par antibakteriālu pārtikas iepakojuma plēvi kā plēves veidojošo matricu tiek izmantotas dabiskas un noārdāmas vielas, un iepakojuma plēve tiek sagatavota ar pārklāšanas, liešanas vai augstas temperatūras ekstrūzijas metodi. Atšķirīgā darbības veida un saderības dēļ starp dažādiem membrānas substrātiem un aktīvajām vielām gatavās membrānas īpašības ir atšķirīgas, tāpēc ir ļoti svarīgi izvēlēties atbilstošu membrānas substrātu. Bieži izmantotie plēves veidojošie substrāti ietver sintētiskas bioloģiski noārdāmas vielas, piemēram, polivinilspirtu un polipropilēnu, dabiskas vielas, piemēram, polisaharīdus un olbaltumvielas, un kompozītvielas. Polivinilspirts (PVA) ir lineārs polimērs, kas, savstarpēji saistot, parasti veido trīsdimensiju tīkla struktūru, un tam ir lieliskas mehāniskās īpašības un barjeras īpašības. Dabīgi membrānai līdzīgi matricas resursi ir bagātīgi un plaši pieejami. Piemēram, polipienskābi var fermentēt no tādām izejvielām kā ciete un kukurūza, kurai ir pietiekami daudz atjaunojamu avotu, laba bioloģiskā noārdāmība un bioloģiskā saderība, un tā ir ideāls videi draudzīgs iepakojuma materiāls. Kompozītmateriāla matrica bieži sastāv no divām vai vairākām membrānas matricām, kurām var būt papildinoša loma salīdzinājumā ar vienu membrānas matricu.
Mehāniskās īpašības un barjeras īpašības ir svarīgi rādītāji, lai novērtētu iepakojuma plēves piemērotību. Cinnamaldehīda pievienošana veidos šķērssaites ar polimēra membrānas matricu un tādējādi samazinās molekulāro plūstamību, pagarinājuma samazināšanās pārraušanas brīdī ir saistīta ar polisaharīdu tīkla struktūras pārtraukumiem, un stiepes izturības palielināšanās ir saistīta ar hidrofilo grupu palielināšanos plēves veidošanās procesā, ko izraisa cinnamaldehīda pievienošana. Turklāt cinnamaldehīda kompozītmateriāla membrānas gāzes caurlaidība kopumā palielinājās, kas var būt saistīts ar cinnamaldehīda dispersiju polimērā, veidojot poras, tukšumus un kanālus, samazinot ūdens molekulu masas pārneses pretestību un galu galā palielinot cinnamaldehīda kompozītmateriāla membrānas gāzes caurlaidību. Vairāku kompozītmembrānu mehāniskās īpašības un caurlaidība ir līdzīgas, taču dažādu polimēru substrātu struktūra un īpašības atšķiras, un atšķirīgā mijiedarbība ar cinnamaldehīdu ietekmēs iepakojuma plēves veiktspēju un pēc tam tās pielietojumu, tāpēc ir ļoti svarīgi izvēlēties atbilstošu polimēra substrātu un koncentrāciju.
Otrkārt, cinnamaldehīda un iepakojuma plēves saistīšanas metode
Tomēr cinnamaldehīds nedaudz šķīst ūdenī, tā šķīdība ir tikai 1,4 mg/ml. Lai gan sajaukšanas tehnoloģija ir vienkārša un ērta, taukos šķīstošā cinnamaldehīda un ūdenī šķīstošās membrānas matricas divas fāzes ir nestabilas, un augstā temperatūra un augstspiediena apstākļi, kas parasti nepieciešami plēves veidošanas procesā, ievērojami samazina pieejamā cinnamaldehīda koncentrāciju membrānā. Ir grūti sasniegt ideālu bakteriostatisku efektu. Iegulšanas tehnoloģija ir process, kurā sienas materiāls tiek izmantots, lai ietītu vai adsorbētu aktīvo vielu, kas jāiegulda, lai nodrošinātu veiktspējas atbalstu vai ķīmisko aizsardzību. Iegulšanas tehnoloģijas izmantošana, lai fiksētu cinnamaldehīdu iepakojuma materiālā, var panākt tā lēnu atbrīvošanos, uzlabot aiztures ātrumu, pagarināt plēves antibakteriālo novecošanos un optimizēt iepakojuma plēves mehāniskās īpašības. Pašlaik izplatītākās nesēja konstrukcijas metodes, kas apvieno cinnamaldehīdu ar iepakojuma plēvi, var iedalīt divās kategorijās: mākslīgā nesēja konstrukcija un dabiskā nesēja konstrukcija, tostarp polimēru iegulšana, nanoliposomu iegulšana, ciklodekstrīna iegulšana, nanomāla saistīšana vai iepildīšana. Apvienojot slāņu pašsalikšanos un elektrostatisko vērpšanu, var optimizēt cinnamaldehīda piegādes nesēju, kā arī uzlabot cinnamaldehīda darbības režīmu un pielietojuma diapazonu.
Kanēļa aldehīda aktīvās pārtikas iepakojuma plēves uzklāšana
Dažādiem pārtikas veidiem ir atšķirīgs ūdens saturs, barības vielu sastāvs, uzglabāšanas un transportēšanas apstākļi, un bojājošos mikroorganismu augšanas dinamika ir ļoti atšķirīga. Arī cinnamaldehīda antibakteriālā iepakojuma saglabāšanas efekts dažādiem pārtikas produktiem ir atšķirīgs.
1. Dārzeņu un augļu svaiguma saglabāšanas efekts
Ķīna ir bagāta ar dabas resursiem, tostarp dārzeņu un augļu ražošana un tirgus patēriņš ir milzīgs. Tomēr dārzeņu un augļu mitruma un cukura saturs ir augsts, tie ir bagāti ar uzturvielām un ir pakļauti mikrobiālajam piesārņojumam un bojāšanai uzglabāšanas, transportēšanas un pārdošanas laikā. Pašlaik antibakteriālas iepakojuma plēves pielietošana ir svarīgs līdzeklis, lai uzlabotu dārzeņu un augļu uzglabāšanas un transportēšanas kvalitāti un pagarinātu to derīguma termiņu. Ābolu cinnamaldehīda-polipienskābes kompozītmateriāla plēve var samazināt barības vielu zudumu, kavēt rhizopus augšanu un pagarināt ābolu uzglabāšanas laiku līdz 16 dienām. Kad svaigi grieztu burkānu iepakojumam tika uzklāta cinnamaldehīda aktīvā pārtikas iepakojuma plēve, tika kavēta pelējuma un rauga augšana, samazināts dārzeņu puves ātrums un pagarināts derīguma termiņš līdz 12 dienām.
2. Gaļas produktu svaiguma saglabāšanas efekts Gaļas produkti ir bagāti ar olbaltumvielām, taukiem un citām vielām, tiem ir bagātīga uzturvērtība un unikāla garša. Istabas temperatūrā mikroorganismu vairošanās izraisa gaļas olbaltumvielu, ogļhidrātu un tauku sadalīšanos, kā rezultātā gaļa bojājas, virsma kļūst lipīga, krāsa kļūst tumša, tā zaudē elastību un nepatīkamu smaku. Cinnamaldehīdu saturoša pārtikas iepakojuma plēve tiek plaši izmantota cūkgaļas un zivju iepakojumā, galvenokārt kavē Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Aeromonas, rauga, pienskābes baktēriju un citu baktēriju augšanu un var pagarināt uzglabāšanas laiku par 8–14 dienām.
3. Piena produktu svaiguma saglabāšanas efekts Pašlaik piena produktu patēriņš Ķīnā gadu no gada pieaug. Siers ir fermentēts piena produkts ar bagātīgu uzturvērtību un olbaltumvielām. Tomēr sieram ir īss glabāšanas laiks, un atkritumu līmenis zemā temperatūrā joprojām ir satraucošs. Cinnamaldehīda pārtikas iepakojuma plēves izmantošana var efektīvi pagarināt siera glabāšanas laiku, nodrošināt siera labu garšu un novērst siera sasmakšanas pazīmes. Siera šķēlīšu un siera mērču glabāšanas laiks pēc cinnamaldehīda aktīvā iepakojuma izmantošanas tiek pagarināts attiecīgi līdz 45 dienām un 26 dienām, kas veicina resursu taupīšanu.
4. Cietes pārtikas maize un kūka saglabā svaigumu. Tie ir cietes produkti, kas izgatavoti no kviešu miltiem un mīkstas priedes kokvilnas, ir saldi un garšīgi. Tomēr maizei un kūkai ir īss glabāšanas laiks, un pārdošanas laikā tie ir pakļauti pelējuma piesārņojumam, kā rezultātā pasliktinās kvalitāte un rodas pārtikas atkritumi. Cinnamaldehīdu saturošu pārtikas iepakojumu izmantošana biskvīta un sagrieztas maizes ražošanā var kavēt penicilīna un melnās pelējuma augšanu un vairošanos, kā arī pagarināt glabāšanas laiku attiecīgi līdz 10–27 dienām.
Cinnamaldehīdam piemīt priekšrocības, piemēram, bagātīgs avots, augsta bakteriostāze un zema toksicitāte. Kā bakteriostāzes līdzeklis pārtikas aktīvajā iepakojumā, cinnamaldehīda stabilitāti un lēnu izdalīšanos var uzlabot, konstruējot un optimizējot piegādes nesēju, kam ir liela nozīme svaigas pārtikas uzglabāšanas un transportēšanas kvalitātes uzlabošanā un pārtikas derīguma termiņa pagarināšanā. Pēdējos gados cinnamaldehīds ir guvis daudzus sasniegumus un progresu pārtikas iepakojuma konservēšanas pētniecībā, taču ar to saistītie pielietojuma pētījumi joprojām ir sākotnējā stadijā, un joprojām ir dažas problēmas, kas jāatrisina. Veicot salīdzinošu pētījumu par dažādu piegādes nesēju ietekmi uz membrānas mehāniskajām īpašībām un barjeras īpašībām, padziļināti izpētot cinnamaldehīda un nesēja darbības veidu un tā izdalīšanās kinētiku dažādās vidēs, pētot mikroorganismu augšanas likuma ietekmi uz pārtikas bojāšanos un antibakteriālā iepakojuma regulēšanas mehānismu uz antimikrobiālo līdzekļu izdalīšanās laiku un ātrumu, tiek izstrādātas un izstrādātas aktīvās iepakojuma sistēmas, kas var atbilst dažādām pārtikas konservēšanas prasībām.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 3. janvāris