Cinamaldehidas sudaro 85–90 % cinamono eterinio aliejaus, o Kinija yra viena iš pagrindinių cinamono auginimo vietų, kurioje gausu cinamaldehido išteklių. Cinamaldehido (C9H8O) molekulinė struktūra yra fenilo grupė, sujungta su akrilinu. Natūralioje būsenoje jis yra gelsvas arba gelsvai rudas klampus skystis, turintis unikalų ir stiprų cinamono bei kokakolos skonį. Jis gali būti naudojamas prieskoniuose ir pagarduose. Šiuo metu daug pranešimų apie plataus spektro antibakterinį cinamaldehido poveikį ir jo veikimo mechanizmą, o tyrimai parodė, kad cinamaldehidas turi gerą antibakterinį poveikį bakterijoms ir grybeliams. Medicinos srityje kai kuriuose tyrimuose apžvelgta cinamaldehido tyrimų pažanga medžiagų apykaitos ligų, kraujotakos sistemos ligų, priešnavikinių ir kitų sričių srityse ir nustatyta, kad cinamaldehidas pasižymi geru antidiabetiniu, priešnutukimo, priešnavikiniu ir kitu farmakologiniu aktyvumu. Dėl gausių šaltinių, natūralių ingredientų, saugumo, mažo toksiškumo, unikalaus skonio ir plataus spektro antibakterinio poveikio tai yra maisto priedas, patvirtintas Jungtinių Valstijų Maisto ir vaistų administracijos bei Kinijos. Nors maksimalus kiekis nėra ribojamas, jo lakumas ir aštrus kvapas riboja platų jo naudojimą maiste. Cinamaldehido fiksavimas maisto pakavimo plėvelėje gali pagerinti jo antibakterinį efektyvumą ir sumažinti jo poveikį maistui, taip pat atlikti svarbų vaidmenį gerinant maisto laikymo ir transportavimo kokybę bei pailginant galiojimo laiką.
1. Antibakterinė kompozicinė membranos matrica
Daugumoje tyrimų, skirtų antibakterinei maisto pakavimo plėvelei, kaip plėvelę formuojanti matrica naudojamos natūralios ir skaidžios medžiagos, o pakavimo plėvelė gaminama dengimo, liejimo arba aukštoje temperatūroje ekstruzijos būdu. Dėl skirtingo veikimo būdo ir skirtingų membranų substratų bei veikliųjų medžiagų suderinamumo, gatavos membranos savybės skiriasi, todėl labai svarbu pasirinkti tinkamą membranos substratą. Dažniausiai naudojami plėvelę formuojantys substratai yra sintetinės biologiškai skaidžios medžiagos, tokios kaip polivinilo alkoholis ir polipropilenas, natūralios medžiagos, tokios kaip polisacharidai ir baltymai, ir kompozicinės medžiagos. Polivinilo alkoholis (PVA) yra linijinis polimeras, kuris, susijungęs, paprastai sudaro trimatę tinklinę struktūrą ir pasižymi puikiomis mechaninėmis bei barjerinėmis savybėmis. Natūralių membranų tipo matricų išteklių yra gausu ir jie yra plačiai prieinami. Pavyzdžiui, polilaktinė rūgštis gali būti fermentuojama iš žaliavų, tokių kaip krakmolas ir kukurūzai, kurios turi pakankamai ir atsinaujinančių šaltinių, gerą biologinį skaidumą ir biologinį suderinamumą, todėl yra ideali aplinkai nekenksminga pakavimo medžiaga. Kompozicinė matrica dažnai sudaryta iš dviejų ar daugiau membranų matricų, kurios, palyginti su viena membranų matrica, gali atlikti papildomą vaidmenį.
Mechaninės savybės ir barjerinės savybės yra svarbūs rodikliai, vertinant pakavimo plėvelės tinkamumą. Cinamaldehido pridėjimas sujungs polimerinę membranos matricą su skersiniais ryšiais ir taip sumažins molekulių takumą, pailgėjimo plyšimo metu sumažėjimas atsiranda dėl polisacharidų tinklo struktūros netolygumo, o tempiamojo stiprio padidėjimas – dėl hidrofilinių grupių padidėjimo plėvelės formavimo proceso metu, kurį sukelia cinamaldehido pridėjimas. Be to, cinamaldehido kompozicinės membranos dujų pralaidumas paprastai padidėjo, o tai gali būti dėl cinamaldehido išsisklaidymo polimere, dėl kurio susidaro poros, tuštumos ir kanalai, sumažėja vandens molekulių masės perdavimo varža ir galiausiai padidėja cinamaldehido kompozicinės membranos dujų pralaidumas. Kelių kompozicinių membranų mechaninės savybės ir pralaidumas yra panašūs, tačiau skirtingų polimerinių substratų struktūra ir savybės skiriasi, o skirtinga sąveika su cinamaldehidu turės įtakos pakavimo plėvelės veikimui, o vėliau ir jos pritaikymui, todėl labai svarbu pasirinkti tinkamą polimerinį substratą ir koncentraciją.
Antra, cinamaldehido ir pakavimo plėvelės rišimo metodas
Tačiau cinamaldehidas mažai tirpsta vandenyje, jo tirpumas siekia tik 1,4 mg/ml. Nors maišymo technologija paprasta ir patogi, dvi fazės – riebaluose tirpus cinamaldehidas ir vandenyje tirpi membranos matrica – yra nestabilios, o plėvelės formavimo procese paprastai reikalingos aukštos temperatūros ir aukšto slėgio sąlygos žymiai sumažina cinamaldehido koncentraciją membranoje. Sunku pasiekti idealų bakteriostatinį efektą. Įterpimo technologija – tai procesas, kurio metu sienelės medžiaga naudojama veikliajai medžiagai, kurią reikia įterpti, kad būtų užtikrintas veikimo palaikymas arba cheminė apsauga, apvynioti arba adsorbuoti. Įterpimo technologijos naudojimas cinamaldehidui fiksuoti pakavimo medžiagoje gali sulėtinti jo išsiskyrimą, pagerinti sulaikymo greitį, pailginti plėvelės antibakterinį senėjimą ir optimizuoti pakavimo plėvelės mechanines savybes. Šiuo metu įprastus cinamaldehido ir pakavimo plėvelės derinimo nešiklio konstrukcijos metodus galima suskirstyti į dvi kategorijas: dirbtinio nešiklio konstrukcijos ir natūralaus nešiklio konstrukcijos, įskaitant polimerų įterpimą, nanoliposomų įterpimą, ciklodekstrino įterpimą, nanomolio surišimą arba užpildymą. Derinant sluoksnių savaiminį surinkimą ir elektro verpimą, galima optimizuoti cinamaldehido tiekimo nešiklį, pagerinti cinamaldehido veikimo būdą ir taikymo sritį.
Cinamono aldehido aktyviosios maisto pakavimo plėvelės naudojimas
Skirtingi maisto produktai turi skirtingą vandens kiekį, maistinių medžiagų sudėtį, laikymo ir transportavimo sąlygas, o gedimą sukeliančių mikroorganizmų augimo dinamika labai skiriasi. Cinamaldehido antibakterinės pakuotės konservavimo poveikis skirtingiems maisto produktams taip pat skiriasi.
1. Šviežio laikymo poveikis daržovėms ir vaisiams
Kinija turtinga gamtos ištekliais, tarp kurių daržovių ir vaisių gamyba ir vartojimas rinkoje yra didžiulis. Tačiau daržovėse ir vaisiuose yra daug drėgmės ir cukraus, jie yra maistingi, linkę į mikrobų taršą ir gedimą sandėliavimo, transportavimo ir pardavimo metu. Šiuo metu antibakterinės pakavimo plėvelės naudojimas yra svarbi priemonė, siekiant pagerinti daržovių ir vaisių laikymo ir transportavimo kokybę bei pailginti jų galiojimo laiką. Cinamaldehido ir polilaktinės rūgšties kompozicinė plėvelė obuolių pakavimui gali sumažinti maistinių medžiagų praradimą, slopinti rhizopus augimą ir pailginti obuolių laikymo laikotarpį iki 16 dienų. Kai cinamaldehido aktyvioji maisto pakavimo plėvelė buvo užtepta ant šviežiai pjaustytų morkų pakuotės, buvo slopinamas pelėsių ir mielių augimas, sumažėjo daržovių puvimo greitis, o galiojimo laikas pailgėjo iki 12 dienų.
2. Mėsos gaminių šviežumo išlaikymo poveikis. Mėsos produktai yra gausūs baltymų, riebalų ir kitų medžiagų, maistingi ir turi unikalų skonį. Kambario temperatūroje mikroorganizmų dauginimasis sukelia mėsos baltymų, angliavandenių ir riebalų skaidymąsi, dėl ko mėsa suyra, paviršius lipnus, spalva tamsi, praranda elastingumą ir nemalonų kvapą. Cinamaldehido turinti maisto pakavimo plėvelė plačiai naudojama kiaulienos ir žuvies pakuotėse, daugiausia slopina Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Aeromonas, mielių, pieno rūgšties bakterijų ir kitų bakterijų augimą ir gali pailginti galiojimo laiką 8–14 dienų.
3. Pieno produktų šviežumo išsaugojimas Šiuo metu pieno produktų vartojimas Kinijoje kasmet didėja. Sūris yra fermentuotas pieno produktas, turintis daug maistinės vertės ir baltymų. Tačiau sūrio galiojimo laikas trumpas, o atliekų kiekis žemoje temperatūroje vis dar kelia nerimą. Cinamono aldehido turinčios maisto pakavimo plėvelės naudojimas gali veiksmingai pailginti sūrio galiojimo laiką, užtikrinti gerą sūrio skonį ir užkirsti kelią sūrio gedimui. Sūrio riekelių ir sūrio padažų galiojimo laikas, panaudojus cinamono aldehido turinčią pakuotę, pailgėja atitinkamai iki 45 ir 26 dienų, o tai padeda taupyti išteklius.
4. Krakmolo pagrindu pagamintų maisto produktų šviežumo poveikis. Duona ir pyragaičiai yra krakmolo produktai, pagaminti iš kvietinių miltų ir minkštos pušies medvilnės, saldūs ir gardūs. Tačiau duona ir pyragaičiai turi trumpą galiojimo laiką ir yra jautrūs pelėsiui pardavimo metu, dėl to pablogėja kokybė ir maistas švaistomas. Cinamaldehido turinčios maisto pakuotės naudojimas biskvituose ir pjaustytoje duonoje gali slopinti penicilino ir juodojo pelėsio augimą ir dauginimąsi, o galiojimo laiką pailginti atitinkamai iki 10–27 dienų.
Cinamaldehidas pasižymi gausiu šaltiniu, didele bakteriostaze ir mažu toksiškumu. Kaip bakteriostazinė medžiaga maisto aktyviojoje pakuotėje, cinamaldehido stabilumą ir lėtą išsiskyrimą galima pagerinti sukonstruojant ir optimizuojant tiekimo nešėją, o tai labai svarbu gerinant šviežio maisto laikymo ir transportavimo kokybę bei pailginant maisto galiojimo laiką. Pastaraisiais metais cinamaldehidas padarė daug pažangos maisto pakuočių konservavimo tyrimuose, tačiau susiję taikomieji tyrimai vis dar yra pradinėje stadijoje, ir vis dar yra keletas problemų, kurias reikia išspręsti. Atlikus lyginamąjį skirtingų tiekimo nešiklių poveikio membranos mechaninėms ir barjerinėms savybėms tyrimą, nuodugniai ištirtas cinamaldehido ir nešiklio veikimo būdas bei jo išsiskyrimo kinetika skirtingose aplinkose, tirtas mikroorganizmų augimo dėsnio poveikis maisto gedimui ir antibakterinės pakuotės reguliavimo mechanizmas antimikrobinių medžiagų išsiskyrimo laikui ir greičiui, suprojektuotos ir sukurtos aktyviosios pakavimo sistemos, kurios atitiktų skirtingus maisto konservavimo reikalavimus.
Įrašo laikas: 2024 m. sausio 3 d.