El cinamaldehid representa entre el 85% i el 90% de l'oli essencial de canyella, i la Xina és una de les principals zones de plantació de canyella, i els recursos de cinamaldehid són rics. L'estructura molecular del cinamaldehid (C9H8O) és un grup fenil connectat a una acrileïna, en estat natural de líquid viscós groguenc o marró groguenc, amb un sabor únic i fort de canyella i coca-cola, es pot utilitzar en espècies i condiments. Actualment, hi ha hagut molts informes sobre l'acció antibacteriana d'ampli espectre del cinamaldehid i el seu mecanisme, i els estudis han demostrat que el cinamaldehid té un bon efecte antibacterià sobre bacteris i fongs. En el camp de la medicina, alguns estudis han revisat el progrés de la investigació del cinamaldehid en malalties metabòliques, malalties del sistema circulatori, antitumorals i altres aspectes, i han descobert que el cinamaldehid té bones activitats antidiabètiques, antiobeses, antitumorals i altres activitats farmacològiques. A causa de les seves riques fonts, ingredients naturals, seguretat, baixa toxicitat, sabor únic i efecte antibacterià d'ampli espectre, és un additiu alimentari aprovat per l'Administració d'Aliments i Medicaments dels Estats Units i la Xina. Tot i que la quantitat màxima d'ús no està limitada, la seva volatilitat i olor acre limiten la seva àmplia aplicació en els aliments. La fixació de cinamaldehid en film d'envasament d'aliments pot millorar la seva eficiència antibacteriana i reduir el seu impacte sensorial en els aliments, i contribuir a millorar la qualitat de l'emmagatzematge i el transport dels aliments i allargar la vida útil.
1. Matriu de membrana composta antibacteriana
La major part de la recerca sobre pel·lícules d'envasament antibacterianes per a aliments utilitza substàncies naturals i degradables com a matriu formadora de pel·lícula, i la pel·lícula d'envasament es prepara mitjançant recobriment, fosa o extrusió a alta temperatura. A causa del diferent mode d'acció i compatibilitat entre els diferents substrats de membrana i substàncies actives, les propietats de la membrana acabada són diferents, per la qual cosa és molt important seleccionar el substrat de membrana adequat. Els substrats formadors de pel·lícula que s'utilitzen habitualment inclouen substàncies biodegradables sintètiques com l'alcohol polivinílic i el polipropilè, substàncies naturals com els polisacàrids i les proteïnes, i substàncies compostes. L'alcohol polivinílic (PVA) és un polímer lineal, que normalment forma una estructura de xarxa tridimensional quan es reticula, i té excel·lents propietats mecàniques i propietats de barrera. Els recursos de matriu natural semblants a les membranes són abundants i àmpliament disponibles. Per exemple, l'àcid polilàctic es pot fermentar a partir de matèries primeres com el midó i el blat de moro, que té fonts suficients i renovables, bona biodegradabilitat i biocompatibilitat, i és un material d'envasament ideal per al medi ambient. La matriu composta sovint està composta per dues o més matrius de membrana, que poden tenir un paper complementari en comparació amb una sola matriu de membrana.
Les propietats mecàniques i les propietats de barrera són indicadors importants per avaluar l'adequació de la pel·lícula d'envasament. L'addició de cinnamaldehid s'enllaçarà amb la matriu de la membrana polimèrica i, per tant, reduirà la fluïdesa molecular, la disminució de l'elongació a la ruptura es deu a la discontinuïtat de l'estructura de la xarxa de polisacàrids i l'augment de la resistència a la tracció es deu a l'augment del grup hidròfil durant el procés de formació de la pel·lícula causat per l'addició de cinnamaldehid. A més, la permeabilitat al gas de la membrana composta de cinnamaldehid generalment augmenta, cosa que pot ser deguda a la dispersió de cinnamaldehid al polímer per crear porus, buits i canals, reduir la resistència a la transferència de massa de les molècules d'aigua i, en última instància, conduir a l'augment de la permeabilitat al gas de la membrana composta de cinnamaldehid. Les propietats mecàniques i la permeabilitat de diverses membranes compostes són similars, però l'estructura i les propietats dels diferents substrats polimèrics són diferents, i les diferents interaccions amb el cinnamaldehid afectaran el rendiment de la pel·lícula d'envasament i, posteriorment, la seva aplicació, per la qual cosa és molt important seleccionar el substrat i la concentració polimèrica adequats.
En segon lloc, mètode d'unió de cinamaldehid i pel·lícula d'envasament
Tanmateix, el cinnamaldehid és lleugerament soluble en aigua amb una solubilitat de només 1,4 mg/mL. Tot i que la tecnologia de barreja és senzilla i convenient, les dues fases del cinnamaldehid liposoluble i la matriu de membrana soluble en aigua són inestables, i les condicions d'alta temperatura i alta pressió que normalment es requereixen en el procés de formació de la pel·lícula redueixen significativament la concentració de cinnamaldehid disponible a la membrana. És difícil aconseguir l'efecte bacteriostàtic ideal. La tecnologia d'incrustació és el procés d'utilitzar el material de la paret per embolicar o adsorbir la substància activa que cal incrustar per proporcionar suport de rendiment o protecció química. L'ús de la tecnologia d'incrustació per fixar el cinnamaldehid al material d'envasament pot fer que s'alliberi lentament, millorar la taxa de retenció, allargar l'envelliment antibacterià de la pel·lícula i optimitzar les propietats mecàniques de la pel·lícula d'envasament. Actualment, els mètodes comuns de construcció de portadors per combinar cinnamaldehid amb una pel·lícula d'envasament es poden dividir en dues categories: construcció de portadors artificials i construcció de portadors naturals, incloent la incrustació de polímers, la incrustació de nano liposomes, la incrustació de ciclodextrina, la unió o càrrega de nano argila. Mitjançant la combinació de l'autoacoblament de capes i l'electrofilatura, es pot optimitzar el transportador de cinnamaldehid i es pot millorar el mode d'acció i el rang d'aplicació del cinnamaldehid.
Aplicació de la pel·lícula d'envasament d'aliments activa amb aldehid de canyella
Els diferents tipus d'aliments tenen diferents continguts d'aigua, composició de nutrients i condicions d'emmagatzematge i transport, i la dinàmica de creixement dels microorganismes que els alteren és molt diferent. L'efecte de conservació dels envasos antibacterians amb cinnamaldehid també és diferent per a diferents aliments.
1. Efecte de manteniment de la frescor en verdures i fruites
La Xina és rica en recursos naturals, entre els quals la producció i el consum de fruites i verdures al mercat són enormes. Tanmateix, el contingut d'humitat i sucre de les fruites i verdures és elevat, ric en nutrients i propens a la contaminació microbiana i al deteriorament durant l'emmagatzematge, el transport i la venda. Actualment, l'aplicació de pel·lícules d'envasament antibacterianes és un mitjà important per millorar la qualitat d'emmagatzematge i transport de fruites i verdures i allargar la seva vida útil. Les pel·lícules compostes de cinamaldehid-àcid polilàctic per a envasos de pomes poden reduir la pèrdua de nutrients, inhibir el creixement de rizopus i allargar el període d'emmagatzematge de les pomes a 16 dies. Quan es va aplicar una pel·lícula d'envasament d'aliments activa amb cinamaldehid als envasos de pastanaga fresca tallada, es va inhibir el creixement de floridura i llevat, es va reduir la taxa de podridura de les verdures i es va allargar la vida útil a 12 dies.
2. Efecte de conservació de la frescor dels productes carnis Els aliments carnis són rics en proteïnes, greixos i altres substàncies, rics en nutrients i amb un sabor únic. A temperatura ambient, la reproducció de microorganismes provoca la descomposició de les proteïnes, els carbohidrats i els greixos de la carn, cosa que provoca corrupció de la carn, superfície enganxosa, color fosc, pèrdua d'elasticitat i olor desagradable. La pel·lícula d'envasament d'aliments activa de cinamaldehid s'utilitza àmpliament en envasos de porc i peix, principalment inhibeix el creixement de Staphylococcus aureus, Escherichia coli, aeromonas, llevats, bacteris de l'àcid làctic i altres bacteris, i pot allargar la vida útil de 8 a 14 dies.
3. Efecte de conservació de la frescor dels productes lactis Actualment, el consum de productes lactis a la Xina augmenta any rere any. El formatge és un producte lacti fermentat amb un ric valor nutricional i proteïnes. Però el formatge té una vida útil curta i la taxa de residus a baixes temperatures continua sent alarmant. L'ús de pel·lícules d'envasament d'aliments amb aldehid cinàmic pot allargar eficaçment la vida útil del formatge, garantir el bon gust del formatge i prevenir el deteriorament ranci del formatge. Per a les llesques de formatge i les salses de formatge, la vida útil s'allarga a 45 i 26 dies respectivament després d'utilitzar envasos actius amb cinàmaldehid, cosa que afavoreix l'estalvi de recursos.
4. Efecte de conservació de la frescor del midó: el pa i el pastís són productes de midó, fets de farina de blat processada, cotó de pi suau, dolços i deliciosos. Tanmateix, el pa i el pastís tenen una vida útil curta i són susceptibles a la contaminació per floridura durant la venda, cosa que provoca una degradació de la qualitat i malbaratament d'aliments. L'ús d'envasos alimentaris actius amb cinnamaldehid en pa de pessic i pa de motlle pot inhibir el creixement i la propagació del penicillium i la floridura negra, i allargar la vida útil a 10 ~ 27 dies, respectivament.
El cinamalaldehid té els avantatges d'una font abundant, una alta bacteriostàsia i una baixa toxicitat. Com a agent de bacteriostàsia en envasos alimentaris actius, l'estabilitat i l'alliberament lent del cinamalaldehid es poden millorar mitjançant la construcció i l'optimització del transportador, cosa que és de gran importància per millorar la qualitat d'emmagatzematge i transport dels aliments frescos i allargar la vida útil dels aliments. En els darrers anys, el cinamalaldehid ha aconseguit molts èxits i progressos en la investigació de la conservació dels envasos alimentaris, però la investigació d'aplicacions relacionades encara es troba en la fase inicial i encara hi ha alguns problemes per resoldre. Mitjançant un estudi comparatiu dels efectes de diferents transportadors sobre les propietats mecàniques i les propietats de barrera de la membrana, una exploració en profunditat del mode d'acció del cinamalaldehid i el transportador i la seva cinètica d'alliberament en diferents entorns, un estudi de la influència de la llei de creixement dels microorganismes en els aliments sobre el deteriorament dels aliments i el mecanisme regulador dels envasos antibacterians sobre el temps i la velocitat d'alliberament dels agents antimicrobians, es poden dissenyar i desenvolupar sistemes d'envasament actiu que puguin satisfer diferents requisits de conservació d'aliments.
Data de publicació: 03-01-2024