Cinnamaldehyd tvoří 85 % až 90 % skořicového esenciálního oleje a Čína je jednou z hlavních oblastí pěstování skořice a její zdroje jsou bohaté. Molekulární struktura cinnamaldehydu (C9H8O) je fenylová skupina spojená s akryleinem. V přírodním stavu je to nažloutlá nebo žlutohnědá viskózní kapalina s jedinečnou a silnou skořicovou a cola příchutí. Lze ji použít v koření a dochucovadlech. V současné době existuje mnoho zpráv o širokospektrálním antibakteriálním účinku cinnamaldehydu a jeho mechanismu. Studie ukázaly, že cinnamaldehyd má dobrý antibakteriální účinek na bakterie a houby. V oblasti medicíny se některé studie zabývaly výzkumným pokrokem cinnamaldehydu v oblasti metabolických onemocnění, onemocnění oběhového systému, protinádorových a dalších aspektů a zjistily, že cinnamaldehyd má dobré antidiabetické, protiobezitní, protinádorové a další farmakologické účinky. Díky bohatým zdrojům, přírodním složkám, bezpečnosti, nízké toxicitě, jedinečné chuti a širokospektrálnímu antibakteriálnímu účinku je schválen jako potravinářská přísada americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) a Čínou. Ačkoli maximální množství není omezeno na použití, jeho těkavost a štiplavý zápach omezují jeho široké použití v potravinách. Fixace cinnamaldehydu v potravinářské fólii může zlepšit jeho antibakteriální účinnost a snížit jeho senzorický dopad na potraviny, což hraje roli ve zlepšení kvality skladování a přepravy potravin a prodloužení trvanlivosti.
1. Antibakteriální kompozitní membránová matrice
Většina výzkumů v oblasti antibakteriálních balicích fólií pro potraviny používá jako filmotvornou matrici přírodní a biologicky odbouratelné látky, přičemž balicí fólie se připravuje potahováním, odléváním nebo vysokoteplotní extruzí. Vzhledem k odlišnému způsobu účinku a kompatibilitě mezi různými membránovými substráty a aktivními látkami se vlastnosti hotové membrány liší, proto je velmi důležité vybrat vhodný membránový substrát. Mezi běžně používané filmotvorné substráty patří syntetické biologicky odbouratelné látky, jako je polyvinylalkohol a polypropylen, přírodní látky, jako jsou polysacharidy a proteiny, a kompozitní látky. Polyvinylalkohol (PVA) je lineární polymer, který po zesíťování obvykle tvoří trojrozměrnou síťovou strukturu a má vynikající mechanické vlastnosti a bariérové vlastnosti. Přírodní zdroje membránových matric jsou hojné a široce dostupné. Například kyselina polymléčná může být fermentována ze surovin, jako je škrob a kukuřice, které mají dostatečné a obnovitelné zdroje, dobrou biologickou odbouratelnost a biokompatibilitu a jsou ideálním ekologickým obalovým materiálem. Kompozitní matrice se často skládá ze dvou nebo více membránových matric, které mohou hrát doplňkovou roli ve srovnání s jednou membránovou matricí.
Mechanické vlastnosti a bariérové vlastnosti jsou důležitými ukazateli pro posouzení vhodnosti balicí fólie. Přidání cinnamaldehydu se zesítí s matricí polymerní membrány a tím sníží molekulární tekutost, snížení prodloužení při přetržení je způsobeno diskontinuitou struktury polysacharidové sítě a zvýšení pevnosti v tahu je způsobeno zvýšením hydrofilních skupin během procesu tvorby fólie způsobeným přidáním cinnamaldehydu. Kromě toho se obecně zvýšila propustnost plynů kompozitní membrány s cinnamaldehydem, což může být způsobeno disperzí cinnamaldehydu do polymeru za vzniku pórů, dutin a kanálků, snížením odporu molekul vody proti přenosu hmoty a v konečném důsledku ke zvýšení propustnosti plynů kompozitní membrány s cinnamaldehydem. Mechanické vlastnosti a propustnost několika kompozitních membrán jsou si podobné, ale struktura a vlastnosti různých polymerních substrátů se liší a různé interakce s cinnamaldehydem ovlivní výkon balicí fólie a následně i její aplikaci, proto je velmi důležité vybrat vhodný polymerní substrát a jeho koncentraci.
Za druhé, metoda vazby cinnamaldehydu a balicí fólie
Cinnamaldehyd je však ve vodě mírně rozpustný s rozpustností pouze 1,4 mg/ml. Přestože je technologie míchání jednoduchá a pohodlná, dvě fáze, v tucích rozpustný cinnamaldehyd a ve vodě rozpustná membránová matrice, jsou nestabilní a podmínky vysoké teploty a vysokého tlaku, které jsou obvykle nutné při procesu tvorby filmu, výrazně snižují koncentraci dostupného cinnamaldehydu v membráně. Je obtížné dosáhnout ideálního bakteriostatického účinku. Technologie zalévání je proces, při kterém se materiál stěny používá k obalení nebo adsorpci účinné látky, která má být zabudována pro podporu výkonu nebo chemickou ochranu. Použití technologie zalévání k fixaci cinnamaldehydu v obalovém materiálu může zpomalit jeho uvolňování, zlepšit rychlost retence, prodloužit antibakteriální stárnutí filmu a optimalizovat mechanické vlastnosti obalové fólie. V současné době lze běžné metody konstrukce nosičů kombinující cinnamaldehyd s obalovou fólií rozdělit do dvou kategorií: konstrukce umělého nosiče a konstrukce přírodního nosiče, včetně zalévání polymerů, zalévání nanoliposomů, zalévání cyklodextrinu, vazby nebo plnění nanohlinem. Kombinací samouskládání vrstev a elektrospinningu lze optimalizovat nosič pro dodávání cinnamaldehydu a zlepšit způsob působení a rozsah použití cinnamaldehydu.
Aplikace fólie na balení potravin s aktivním aldehydem skořice
Různé druhy potravin mají různý obsah vody, složení živin a podmínky skladování a přepravy a dynamika růstu mikroorganismů způsobujících kazení se velmi liší. Konzervační účinek antibakteriálního obalu s cinnamaldehydem se u různých potravin také liší.
1. Udržování čerstvosti zeleniny a ovoce
Čína je bohatá na přírodní zdroje, mezi nimiž je produkce a spotřeba zeleniny a ovoce obrovská. Zelenina a ovoce však mají vysoký obsah vlhkosti a cukru, jsou bohaté na živiny a náchylné k mikrobiálnímu znečištění a znehodnocení během skladování, přepravy a prodeje. V současné době je aplikace antibakteriální balicí fólie důležitým prostředkem ke zlepšení kvality skladování a přepravy zeleniny a ovoce a prodloužení jejich trvanlivosti. Balení jablek kompozitní fólií s cinnamaldehydem a kyselinou polymléčnou může snížit ztrátu živin, potlačit růst rhizopus a prodloužit dobu skladování jablek na 16 dní. Aplikace fólie s aktivním cinnamaldehydem na balení potravin na čerstvě krájenou mrkev potlačila růst plísní a kvasinek, snížila rychlost hniloby zeleniny a prodloužila trvanlivost na 12 dní.
2. Vliv masných výrobků na udržení čerstvosti Masné výrobky jsou bohaté na bílkoviny, tuky a další látky, bohaté na živiny a jedinečnou chuť. Při pokojové teplotě dochází k rozmnožování mikroorganismů, které rozkládají masné bílkoviny, sacharidy a tuky, což má za následek kazení masa, lepkavý povrch, tmavou barvu, ztrátu elasticity a nepříjemný zápach. Fólie s aktivním cinnamaldehydem se široce používá při balení vepřového masa a ryb, zejména inhibuje růst Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Aeromonas, kvasinek, bakterií mléčného kvašení a dalších bakterií a může prodloužit trvanlivost o 8 ~ 14 dní.
3. Vliv mléčných výrobků na uchování čerstvosti V současné době spotřeba mléčných výrobků v Číně rok od roku roste. Sýr je fermentovaný mléčný výrobek s bohatou nutriční hodnotou a bílkovinami. Sýr má však krátkou trvanlivost a míra odpadu při nízkých teplotách je stále alarmující. Použití fólie na balení potravin s obsahem skořicového aldehydu může účinně prodloužit trvanlivost sýra, zajistit dobrou chuť sýra a zabránit žluknutí sýra. U sýrových plátků a sýrových omáček se trvanlivost po použití obalu s obsahem skořicového aldehydu prodlužuje na 45 dní, respektive 26 dní, což přispívá k úspoře zdrojů.
4. Udržování čerstvosti škrobového chleba a koláčů je škrobový výrobek vyrobený ze pšeničné mouky a měkké borovicové bavlny, sladký a lahodný. Chléb a koláče však mají krátkou trvanlivost a jsou náchylné ke kontaminaci plísní během prodeje, což vede ke zhoršení kvality a plýtvání potravinami. Použití aktivního cinnamaldehydu v obalech na piškoty a krájený chléb může potlačit růst a šíření penicilií a černých plísní a prodloužit trvanlivost na 10–27 dní.
Cinnamaldehyd má výhody hojného zdroje, vysoké bakteriostázy a nízké toxicity. Jako bakteriostatické činidlo v aktivním balení potravin lze zlepšit stabilitu a pomalé uvolňování cinnamaldehydu konstrukcí a optimalizací nosiče, což má velký význam pro zlepšení kvality skladování a přepravy čerstvých potravin a prodloužení trvanlivosti potravin. V posledních letech dosáhl cinnamaldehyd mnoha úspěchů a pokroků ve výzkumu konzervace potravinových obalů, ale související aplikační výzkum je stále v počáteční fázi a stále existují určité problémy, které je třeba vyřešit. Prostřednictvím srovnávací studie vlivu různých nosičů na mechanické vlastnosti a bariérové vlastnosti membrány, hloubkového zkoumání mechanismu účinku cinnamaldehydu a nosiče a kinetiky jeho uvolňování v různých prostředích, studia vlivu zákona růstu mikroorganismů v potravinách na jejich znehodnocení a regulačního mechanismu antibakteriálního balení na načasování a rychlost uvolňování antimikrobiálních látek. Navrhnout a vyvinout aktivní obalové systémy, které splňují různé požadavky na konzervaci potravin.
Čas zveřejnění: 3. ledna 2024