Η κινναμαλδεΰδη αποτελεί το 85% ~ 90% του αιθέριου ελαίου κανέλας και η Κίνα είναι μία από τις κύριες περιοχές καλλιέργειας κανέλας, με πλούσιους πόρους κινναμαλδεΰδης. Η μοριακή δομή της κινναμαλδεΰδης (C9H8O) είναι μια φαινυλομάδα συνδεδεμένη με μια ακρυλεΐνη, στη φυσική της μορφή κιτρινωπού ή κιτρινωπού καφέ ιξώδους υγρού, με μοναδική και έντονη γεύση κανέλας και κόκα κόλα, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μπαχαρικά και καρυκεύματα. Προς το παρόν, έχουν γίνει πολλές αναφορές σχετικά με την αντιβακτηριακή δράση ευρέος φάσματος της κινναμαλδεΰδης και τον μηχανισμό της, και οι μελέτες έχουν δείξει ότι η κινναμαλδεΰδη έχει καλή αντιβακτηριακή δράση στα βακτήρια και τους μύκητες. Στον τομέα της ιατρικής, ορισμένες μελέτες έχουν εξετάσει την πρόοδο της έρευνας για την κινναμαλδεΰδη σε μεταβολικές ασθένειες, ασθένειες του κυκλοφορικού συστήματος, αντικαρκινικά και άλλες πτυχές, και διαπίστωσαν ότι η κινναμαλδεΰδη έχει καλές αντιδιαβητικές, αντιπαχυσαρκικές, αντικαρκινικές και άλλες φαρμακολογικές δράσεις. Λόγω των πλούσιων πηγών του, των φυσικών συστατικών του, της ασφάλειας, της χαμηλής τοξικότητας, της μοναδικής γεύσης και της ευρέος φάσματος αντιβακτηριακής δράσης του, είναι ένα πρόσθετο τροφίμων εγκεκριμένο από την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων των Ηνωμένων Πολιτειών και την Κίνα. Αν και η μέγιστη ποσότητα δεν περιορίζεται στη χρήση, η πτητικότητά του και η έντονη οσμή του περιορίζουν την ευρεία εφαρμογή του στα τρόφιμα. Η στερέωση της κινναμαλδεΰδης στη μεμβράνη συσκευασίας τροφίμων μπορεί να βελτιώσει την αντιβακτηριακή της αποτελεσματικότητα και να μειώσει την αισθητηριακή της επίδραση στα τρόφιμα, και να συμβάλει στη βελτίωση της ποιότητας αποθήκευσης και μεταφοράς των τροφίμων και στην παράταση της διάρκειας ζωής τους.
1. Αντιβακτηριακή σύνθετη μεμβράνη μήτρας
Το μεγαλύτερο μέρος της έρευνας για την αντιβακτηριακή μεμβράνη συσκευασίας τροφίμων χρησιμοποιεί φυσικές και αποικοδομήσιμες ουσίες ως μήτρα σχηματισμού μεμβράνης, και η μεμβράνη συσκευασίας παρασκευάζεται με επικάλυψη, χύτευση ή μέθοδο εξώθησης σε υψηλή θερμοκρασία. Λόγω του διαφορετικού τρόπου δράσης και της συμβατότητας μεταξύ διαφορετικών υποστρωμάτων μεμβράνης και δραστικών ουσιών, οι ιδιότητες της τελικής μεμβράνης είναι διαφορετικές, επομένως είναι πολύ σημαντικό να επιλεγεί το κατάλληλο υπόστρωμα μεμβράνης. Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα υποστρώματα σχηματισμού μεμβράνης περιλαμβάνουν συνθετικές βιοδιασπώμενες ουσίες όπως πολυβινυλική αλκοόλη και πολυπροπυλένιο, φυσικές ουσίες όπως πολυσακχαρίτες και πρωτεΐνες, και σύνθετες ουσίες. Η πολυβινυλική αλκοόλη (PVA) είναι ένα γραμμικό πολυμερές, το οποίο συνήθως σχηματίζει μια τρισδιάστατη δομή δικτύου όταν διασυνδέεται και έχει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες και ιδιότητες φραγμού. Οι φυσικοί πόροι μήτρας που μοιάζουν με μεμβράνη είναι άφθονοι και προέρχονται ευρέως. Για παράδειγμα, το πολυγαλακτικό οξύ μπορεί να υποστεί ζύμωση από πρώτες ύλες όπως το άμυλο και το καλαμπόκι, το οποίο έχει επαρκείς και ανανεώσιμες πηγές, καλή βιοδιασπασιμότητα και βιοσυμβατότητα και είναι ένα ιδανικό φιλικό προς το περιβάλλον υλικό συσκευασίας. Η σύνθετη μήτρα συχνά αποτελείται από δύο ή περισσότερες μεμβρανικές μήτρες, οι οποίες μπορούν να διαδραματίσουν συμπληρωματικό ρόλο σε σύγκριση με μια μεμονωμένη μεμβρανική μήτρα.
Οι μηχανικές ιδιότητες και οι ιδιότητες φραγμού είναι σημαντικοί δείκτες για την αξιολόγηση της καταλληλότητας της μεμβράνης συσκευασίας. Η προσθήκη κινναμαλδεΰδης θα διασυνδεθεί με την πολυμερική μεμβράνη και έτσι θα μειώσει τη μοριακή ρευστότητα, η μείωση της επιμήκυνσης κατά τη θραύση οφείλεται στην ασυνέχεια της δομής του δικτύου πολυσακχαριτών και η αύξηση της αντοχής σε εφελκυσμό οφείλεται στην αύξηση της υδρόφιλης ομάδας κατά τη διαδικασία σχηματισμού της μεμβράνης που προκαλείται από την προσθήκη κινναμαλδεΰδης. Επιπλέον, η διαπερατότητα αερίου της σύνθετης μεμβράνης κινναμαλδεΰδης αυξήθηκε γενικά, κάτι που μπορεί να οφείλεται στη διασπορά της κινναμαλδεΰδης στο πολυμερές για τη δημιουργία πόρων, κενών και καναλιών, στη μείωση της αντίστασης μεταφοράς μάζας των μορίων νερού και τελικά στην αύξηση της διαπερατότητας αερίου της σύνθετης μεμβράνης κινναμαλδεΰδης. Οι μηχανικές ιδιότητες και η διαπερατότητα πολλών σύνθετων μεμβρανών είναι παρόμοιες, αλλά η δομή και οι ιδιότητες διαφορετικών πολυμερικών υποστρωμάτων είναι διαφορετικές και οι διαφορετικές αλληλεπιδράσεις με την κινναμαλδεΰδη θα επηρεάσουν την απόδοση της μεμβράνης συσκευασίας και στη συνέχεια θα επηρεάσουν την εφαρμογή της, επομένως είναι πολύ σημαντικό να επιλέξετε το κατάλληλο πολυμερές υπόστρωμα και συγκέντρωση.
Δεύτερον, μέθοδος σύνδεσης κινναμαλδεΰδης και μεμβράνης συσκευασίας
Ωστόσο, η κινναμαλδεΰδη είναι ελαφρώς διαλυτή στο νερό με διαλυτότητα μόνο 1,4 mg/mL. Παρόλο που η τεχνολογία ανάμειξης είναι απλή και βολική, οι δύο φάσεις της λιποδιαλυτής κινναμαλδεΰδης και της υδατοδιαλυτής μεμβράνης είναι ασταθείς και οι συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης που συνήθως απαιτούνται στη διαδικασία σχηματισμού μεμβράνης μειώνουν σημαντικά τη συγκέντρωση της διαθέσιμης κινναμαλδεΰδης στη μεμβράνη. Είναι δύσκολο να επιτευχθεί το ιδανικό βακτηριοστατικό αποτέλεσμα. Η τεχνολογία ενσωμάτωσης είναι η διαδικασία χρήσης του υλικού τοιχώματος για την περιτύλιξη ή την προσρόφηση της δραστικής ουσίας που πρέπει να ενσωματωθεί για την παροχή υποστήριξης απόδοσης ή χημικής προστασίας. Η χρήση της τεχνολογίας ενσωμάτωσης για τη σταθεροποίηση της κινναμαλδεΰδης στο υλικό συσκευασίας μπορεί να επιβραδύνει την απελευθέρωσή της, να βελτιώσει τον ρυθμό συγκράτησης, να παρατείνει την αντιβακτηριακή γήρανση της μεμβράνης και να βελτιστοποιήσει τις μηχανικές ιδιότητες της μεμβράνης συσκευασίας. Προς το παρόν, οι κοινές μέθοδοι κατασκευής φορέων συνδυασμού κινναμαλδεΰδης με μεμβράνη συσκευασίας μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: κατασκευή τεχνητού φορέα και κατασκευή φυσικού φορέα, συμπεριλαμβανομένης της ενσωμάτωσης πολυμερούς, της ενσωμάτωσης νανολιποσωμάτων, της ενσωμάτωσης κυκλοδεξτρίνης, της δέσμευσης ή φόρτωσης νανοπηλού. Μέσω του συνδυασμού αυτοσυναρμολόγησης στρωμάτων και ηλεκτροϊνοποίησης, ο φορέας χορήγησης κινναμαλδεΰδης μπορεί να βελτιστοποιηθεί και ο τρόπος δράσης και το εύρος εφαρμογής της κινναμαλδεΰδης μπορούν να βελτιωθούν.
Εφαρμογή μεμβράνης συσκευασίας τροφίμων με ενεργό αλδεΰδη κανέλας
Διαφορετικοί τύποι τροφίμων έχουν διαφορετική περιεκτικότητα σε νερό, σύνθεση θρεπτικών συστατικών και συνθήκες αποθήκευσης και μεταφοράς, και η δυναμική ανάπτυξης των μικροοργανισμών που προκαλούν αλλοίωση είναι πολύ διαφορετική. Η επίδραση συντήρησης της αντιβακτηριακής συσκευασίας με κινναμαλδεΰδη είναι επίσης διαφορετική για διαφορετικά τρόφιμα.
1. Διατήρηση της φρεσκάδας στα λαχανικά και τα φρούτα
Η Κίνα είναι πλούσια σε φυσικούς πόρους, μεταξύ των οποίων η παραγωγή και η κατανάλωση λαχανικών και φρούτων στην αγορά είναι τεράστιες. Ωστόσο, η περιεκτικότητα σε υγρασία και ζάχαρη των λαχανικών και των φρούτων είναι υψηλή, πλούσια σε θρεπτικά συστατικά και είναι επιρρεπή σε μικροβιακή ρύπανση και αλλοίωση κατά την αποθήκευση, τη μεταφορά και την πώληση. Προς το παρόν, η εφαρμογή αντιβακτηριακής μεμβράνης συσκευασίας είναι ένα σημαντικό μέσο για τη βελτίωση της ποιότητας αποθήκευσης και μεταφοράς των λαχανικών και των φρούτων και την παράταση της διάρκειας ζωής τους. Η σύνθετη μεμβράνη συσκευασίας μήλων από κινναμαλδεΰδη-πολυγαλακτικό οξύ μπορεί να μειώσει την απώλεια θρεπτικών συστατικών, να αναστείλει την ανάπτυξη ριζόπυδων και να παρατείνει την περίοδο αποθήκευσης των μήλων σε 16 ημέρες. Όταν η μεμβράνη συσκευασίας τροφίμων με ενεργό κινναμαλδεΰδη εφαρμόστηκε σε συσκευασία φρεσκοκομμένων καρότων, η ανάπτυξη μούχλας και ζύμης ανεστάλη, ο ρυθμός σήψης των λαχανικών μειώθηκε και η διάρκεια ζωής παρατάθηκε σε 12 ημέρες.
2. Διατήρηση της φρεσκάδας των προϊόντων κρέατος. Τα κρεατοσκευάσματα είναι πλούσια σε πρωτεΐνες, λιπαρά και άλλες ουσίες, πλούσια σε θρεπτικά συστατικά και μοναδική γεύση. Σε θερμοκρασία δωματίου, η αναπαραγωγή μικροοργανισμών προκαλεί την αποσύνθεση των πρωτεϊνών, των υδατανθράκων και των λιπών του κρέατος, με αποτέλεσμα τη φθορά του κρέατος, την κολλώδη επιφάνεια, το σκούρο χρώμα, την απώλεια ελαστικότητας και την δυσάρεστη οσμή. Η μεμβράνη συσκευασίας τροφίμων με ενεργό κινναμαλδεΰδη χρησιμοποιείται ευρέως στη συσκευασία χοιρινού κρέατος και ψαριών, αναστέλλοντας κυρίως την ανάπτυξη του Staphylococcus aureus, του Escherichia coli, των aeromonas, των ζυμομυκήτων, των γαλακτοβακτηρίων και άλλων βακτηρίων και μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια ζωής των 8 ~ 14 ημερών.
3. Διατήρηση της φρεσκάδας των γαλακτοκομικών προϊόντων. Προς το παρόν, η κατανάλωση γαλακτοκομικών προϊόντων στην Κίνα αυξάνεται χρόνο με το χρόνο. Το τυρί είναι ένα προϊόν γάλακτος που έχει υποστεί ζύμωση με πλούσια θρεπτική αξία και πρωτεΐνες. Ωστόσο, το τυρί έχει μικρή διάρκεια ζωής και ο ρυθμός σπατάλης σε χαμηλές θερμοκρασίες εξακολουθεί να είναι ανησυχητικός. Η χρήση μεμβράνης συσκευασίας τροφίμων με κινναμωμική αλδεΰδη μπορεί να παρατείνει αποτελεσματικά τη διάρκεια ζωής του τυριού, να εξασφαλίσει καλή γεύση του τυριού και να αποτρέψει την αλλοίωση του τυριού από ταγγό. Για τις φέτες τυριού και τις σάλτσες τυριού, η διάρκεια ζωής παρατείνεται σε 45 και 26 ημέρες αντίστοιχα μετά τη χρήση ενεργού συσκευασίας κινναμαλδεΰδης, γεγονός που συμβάλλει στην εξοικονόμηση πόρων.
4. Η φρεσκάδα των τροφίμων με άμυλο διατηρεί το ψωμί και τα κέικ ως προϊόντα αμύλου, φτιαγμένα από επεξεργασία αλευριού σίτου, μαλακό βαμβάκι πεύκου, γλυκά και νόστιμα. Ωστόσο, το ψωμί και τα κέικ έχουν μικρή διάρκεια ζωής και είναι ευάλωτα σε μολύνσεις από μούχλα κατά την πώληση, με αποτέλεσμα την υποβάθμιση της ποιότητας και τη σπατάλη τροφίμων. Η χρήση συσκευασιών τροφίμων με ενεργό κινναμαλδεΰδη σε παντεσπάνι και φέτες ψωμιού μπορεί να αναστείλει την ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό του πενικιλίου και της μαύρης μούχλας και να παρατείνει τη διάρκεια ζωής σε 10 ~ 27 ημέρες, αντίστοιχα.
Η κινναμαλδεΰδη έχει τα πλεονεκτήματα της άφθονης πηγής, της υψηλής βακτηριοστασίας και της χαμηλής τοξικότητας. Ως παράγοντας βακτηριοστασίας στις ενεργές συσκευασίες τροφίμων, η σταθερότητα και η αργή απελευθέρωση της κινναμαλδεΰδης μπορούν να βελτιωθούν με την κατασκευή και βελτιστοποίηση του φορέα παράδοσης, κάτι που έχει μεγάλη σημασία για τη βελτίωση της ποιότητας αποθήκευσης και μεταφοράς των φρέσκων τροφίμων και την παράταση της διάρκειας ζωής των τροφίμων. Τα τελευταία χρόνια, η κινναμαλδεΰδη έχει σημειώσει πολλά επιτεύγματα και πρόοδο στην έρευνα για τη συντήρηση των συσκευασιών τροφίμων, αλλά η σχετική έρευνα εφαρμογών βρίσκεται ακόμη στο αρχικό στάδιο και υπάρχουν ακόμη ορισμένα προβλήματα που πρέπει να επιλυθούν. Μέσω συγκριτικής μελέτης των επιδράσεων διαφορετικών φορέων παράδοσης στις μηχανικές ιδιότητες και τις ιδιότητες φραγμού της μεμβράνης, εις βάθος διερεύνηση του τρόπου δράσης της κινναμαλδεΰδης και του φορέα και της κινητικής απελευθέρωσής της σε διαφορετικά περιβάλλοντα, μελέτης της επίδρασης του νόμου ανάπτυξης των μικροοργανισμών στα τρόφιμα στην αλλοίωση των τροφίμων και του ρυθμιστικού μηχανισμού της αντιβακτηριακής συσκευασίας στον χρόνο και την ταχύτητα απελευθέρωσης των αντιμικροβιακών παραγόντων. Σχεδιασμός και ανάπτυξη ενεργών συστημάτων συσκευασίας που μπορούν να καλύψουν διαφορετικές απαιτήσεις συντήρησης τροφίμων.
Ώρα δημοσίευσης: 03 Ιανουαρίου 2024