Sinamaldehid menyumbang 85% ~ 90% minyak pati kayu manis, dan China merupakan salah satu kawasan penanaman utama kayu manis, dan sumber sinamaldehidnya kaya. Struktur molekul sinamaldehid (C9H8O) ialah kumpulan fenil yang berkaitan dengan akrilein, dalam keadaan semula jadi cecair likat kekuningan atau coklat kekuningan, dengan rasa kayu manis dan kok yang unik dan kuat, boleh digunakan dalam rempah ratus dan perasa. Pada masa ini, terdapat banyak laporan tentang tindakan antibakteria sinamaldehid spektrum luas dan mekanismenya, dan kajian telah menunjukkan bahawa sinamaldehid mempunyai kesan antibakteria yang baik terhadap bakteria dan kulat. Dalam bidang perubatan, beberapa kajian telah mengkaji kemajuan penyelidikan sinamaldehid dalam penyakit metabolik, penyakit sistem peredaran darah, anti-tumor dan aspek lain, dan mendapati bahawa sinamaldehid mempunyai aktiviti anti-diabetes, anti-obesiti, anti-tumor dan farmakologi yang baik. Disebabkan sumbernya yang kaya, bahan-bahan semula jadi, keselamatan, ketoksikan yang rendah, rasa yang unik dan kesan antibakteria spektrum luas, ia merupakan bahan tambahan makanan yang diluluskan oleh Pentadbiran Makanan dan Ubat-ubatan Amerika Syarikat dan China. Walaupun jumlah maksimum penggunaannya tidak terhad, volatiliti dan baunya yang tajam mengehadkan aplikasinya yang meluas dalam makanan. Penetapan sinamaldehid dalam filem pembungkusan makanan boleh meningkatkan kecekapan antibakteria dan mengurangkan kesan deria pada makanan, dan memainkan peranan dalam meningkatkan kualiti penyimpanan dan pengangkutan makanan serta memanjangkan jangka hayat.
1. Matriks membran komposit antibakteria
Kebanyakan kajian mengenai filem pembungkusan antibakteria makanan menggunakan bahan semula jadi dan boleh terbiodegradasi sebagai matriks pembentuk filem, dan filem pembungkusan disediakan melalui kaedah salutan, tuangan atau penyemperitan suhu tinggi. Disebabkan oleh mod tindakan dan keserasian yang berbeza antara substrat membran dan bahan aktif yang berbeza, sifat membran siap adalah berbeza, jadi sangat penting untuk memilih substrat membran yang sesuai. Substrat pembentuk filem yang biasa digunakan termasuk bahan terbiodegradasi sintetik seperti polivinil alkohol dan polipropilena, bahan semula jadi seperti polisakarida dan protein, dan bahan komposit. Polivinil alkohol (PVA) ialah polimer linear, yang biasanya membentuk struktur rangkaian tiga dimensi apabila diikat silang, dan mempunyai sifat mekanikal dan sifat penghalang yang sangat baik. Sumber matriks seperti membran semula jadi banyak dan diperoleh secara meluas. Contohnya, asid polilaktik boleh ditapai daripada bahan mentah seperti kanji dan jagung, yang mempunyai sumber yang mencukupi dan boleh diperbaharui, kebolehbiodegradasian dan biokeserasian yang baik, dan merupakan bahan pembungkusan mesra alam yang ideal. Matriks komposit selalunya terdiri daripada dua atau lebih matriks membran, yang boleh memainkan peranan pelengkap berbanding dengan matriks membran tunggal.
Sifat mekanikal dan sifat penghalang merupakan petunjuk penting untuk menilai kesesuaian filem pembungkusan. Penambahan sinamaldehid akan mengikat silang dengan matriks membran polimer dan seterusnya mengurangkan kebendairan molekul, penurunan pemanjangan semasa putus adalah disebabkan oleh ketakselanjaran struktur rangkaian polisakarida, dan peningkatan kekuatan tegangan adalah disebabkan oleh peningkatan kumpulan hidrofilik semasa proses pembentukan filem yang disebabkan oleh penambahan sinamaldehid. Di samping itu, kebolehtelapan gas membran komposit sinamaldehid secara amnya meningkat, yang mungkin disebabkan oleh penyebaran sinamaldehid ke dalam polimer untuk mewujudkan liang, lompang dan saluran, mengurangkan rintangan pemindahan jisim molekul air, dan akhirnya membawa kepada peningkatan kebolehtelapan gas membran komposit sinamaldehid. Sifat mekanikal dan kebolehtelapan beberapa membran komposit adalah serupa, tetapi struktur dan sifat substrat polimer yang berbeza adalah berbeza, dan interaksi yang berbeza dengan sinamaldehid akan mempengaruhi prestasi filem pembungkusan, dan kemudian mempengaruhi aplikasinya, jadi sangat penting untuk memilih substrat dan kepekatan polimer yang sesuai.
Kedua, kaedah pengikatan sinamaldehid dan filem pembungkusan
Walau bagaimanapun, sinamaldehid sedikit larut dalam air dengan kelarutan hanya 1.4 mg/mL. Walaupun teknologi pengadunan mudah dan senang, dua fasa sinamaldehid larut lemak dan matriks membran larut air adalah tidak stabil, dan keadaan suhu tinggi dan tekanan tinggi yang biasanya diperlukan dalam proses pembentukan filem mengurangkan kepekatan sinamaldehid yang tersedia dalam membran dengan ketara. Sukar untuk mencapai kesan bakteriostatik yang ideal. Teknologi pembenaman ialah proses menggunakan bahan dinding untuk membalut atau menjerap bahan aktif yang perlu dibenamkan untuk memberikan sokongan prestasi atau perlindungan kimia. Penggunaan teknologi pembenaman untuk mengikat sinamaldehid dalam bahan pembungkusan boleh menyebabkan pelepasannya perlahan, meningkatkan kadar pengekalan, memanjangkan penuaan antibakteria filem, dan mengoptimumkan sifat mekanikal filem pembungkusan. Pada masa ini, kaedah pembinaan pembawa biasa untuk menggabungkan sinamaldehid dengan filem pembungkusan boleh dibahagikan kepada dua kategori: pembinaan pembawa buatan dan pembinaan pembawa semula jadi, termasuk pembenaman polimer, pembenaman nano liposom, pembenaman siklodekstrin, pengikatan atau pemuatan nano tanah liat. Melalui gabungan pemasangan kendiri lapisan dan elektrospinning, pembawa penghantaran sinamaldehid dapat dioptimumkan, dan mod tindakan serta julat aplikasi sinamaldehid dapat ditingkatkan.
Penggunaan filem pembungkusan makanan aktif aldehid kayu manis
Jenis makanan yang berbeza mempunyai kandungan air, komposisi nutrien dan keadaan penyimpanan dan pengangkutan yang berbeza, dan dinamik pertumbuhan mikroorganisma yang rosak adalah sangat berbeza. Kesan pemeliharaan pembungkusan antibakteria sinamaldehid untuk makanan yang berbeza juga berbeza.
1. Kesan penyimpanan segar pada sayur-sayuran dan buah-buahan
China kaya dengan sumber asli, antaranya pengeluaran dan penggunaan pasaran sayur-sayuran dan buah-buahan adalah sangat besar. Walau bagaimanapun, kandungan kelembapan dan gula sayur-sayuran dan buah-buahan adalah tinggi, kaya dengan nutrisi, dan terdedah kepada pencemaran mikrob dan kemerosotan semasa penyimpanan, pengangkutan dan jualan. Pada masa ini, penggunaan filem pembungkusan antibakteria merupakan cara penting untuk meningkatkan kualiti penyimpanan dan pengangkutan sayur-sayuran dan buah-buahan serta memanjangkan jangka hayatnya. Pembungkusan filem komposit cinnamaldehyde-asid polilaktik epal boleh mengurangkan kehilangan nutrien, menghalang pertumbuhan rhizopus, dan memanjangkan tempoh penyimpanan epal kepada 16 hari. Apabila filem pembungkusan makanan aktif cinnamaldehyde digunakan pada pembungkusan lobak merah segar, pertumbuhan kulat dan yis terhalang, kadar reput sayur-sayuran berkurangan, dan jangka hayatnya dilanjutkan kepada 12 hari.
2. Kesan penyimpanan segar produk daging Makanan daging kaya dengan protein, lemak dan bahan-bahan lain, kaya dengan nutrisi dan rasa yang unik. Pada suhu bilik, pembiakan mikroorganisma menyebabkan penguraian protein daging, karbohidrat dan lemak, mengakibatkan kerosakan daging, permukaan melekit, warna gelap, kehilangan keanjalan, dan bau yang tidak menyenangkan. Filem pembungkusan makanan aktif Cinnamaldehyde digunakan secara meluas dalam pembungkusan daging babi dan ikan, terutamanya menghalang pertumbuhan Staphylococcus aureus, Escherichia coli, aeromonas, yis, bakteria asid laktik dan bakteria lain, dan boleh memanjangkan jangka hayat 8 ~ 14 hari.
3. Kesan penyimpanan segar produk tenusu Pada masa ini, penggunaan produk tenusu di China semakin meningkat dari tahun ke tahun. Keju merupakan produk susu yang ditapai dengan nilai pemakanan dan protein yang kaya. Tetapi keju mempunyai jangka hayat yang pendek, dan kadar pembaziran pada suhu rendah masih membimbangkan. Penggunaan filem pembungkusan makanan aldehid sinamik boleh memanjangkan jangka hayat keju dengan berkesan, memastikan rasa keju yang baik, dan mencegah kerosakan tengik keju. Untuk hirisan keju dan sos keju, jangka hayat dilanjutkan kepada 45 hari dan 26 hari masing-masing selepas menggunakan pembungkusan aktif cinnamaldehyde, yang kondusif untuk menjimatkan sumber.
4. Kesan pengekalan kesegaran roti dan kek makanan kanji adalah produk kanji, diperbuat daripada pemprosesan tepung gandum, kapas pain lembut, manis dan lazat. Walau bagaimanapun, roti dan kek mempunyai jangka hayat yang pendek dan mudah terdedah kepada pencemaran kulat semasa jualan, mengakibatkan penurunan kualiti dan pembaziran makanan. Penggunaan pembungkusan makanan aktif sinamaldehid dalam kek span dan roti hiris boleh menghalang pertumbuhan dan pembiakan penisilium dan kulat hitam, dan memanjangkan jangka hayat masing-masing kepada 10 ~ 27 hari.
Sinamaldehid mempunyai kelebihan sumber yang banyak, bakteriostasis yang tinggi dan ketoksikan yang rendah. Sebagai agen bakteriostasis dalam pembungkusan aktif makanan, kestabilan dan pelepasan sinamaldehid yang perlahan dapat ditingkatkan dengan membina dan mengoptimumkan pembawa penghantaran, yang sangat penting untuk meningkatkan kualiti penyimpanan dan pengangkutan makanan segar dan memanjangkan jangka hayat makanan. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, sinamaldehid telah mencapai banyak pencapaian dan kemajuan dalam penyelidikan pemeliharaan pembungkusan makanan, tetapi penyelidikan aplikasi yang berkaitan masih di peringkat awal, dan masih terdapat beberapa masalah yang perlu diselesaikan. Melalui kajian perbandingan kesan pembawa penghantaran yang berbeza terhadap sifat mekanikal dan sifat penghalang membran, penerokaan mendalam tentang cara tindakan sinamaldehid dan pembawa serta kinetik pelepasannya dalam persekitaran yang berbeza, kajian tentang pengaruh hukum pertumbuhan mikroorganisma dalam makanan terhadap kerosakan makanan, dan mekanisme pengawalseliaan pembungkusan antibakteria terhadap masa dan kelajuan pelepasan agen antimikrob. Mereka bentuk dan membangunkan sistem pembungkusan aktif yang dapat memenuhi keperluan pemeliharaan makanan yang berbeza.
Masa siaran: 03-Jan-2024