O cinamaldeído é responsável por 85% ~ 90% do óleo essencial de canela, e a China é uma das principais áreas de plantio de canela, e os recursos de cinamaldeído são ricos.A estrutura molecular do cinamaldeído (C9H8O) é um grupo fenil ligado a uma acrileína, no estado natural de um líquido viscoso amarelado ou marrom-amarelado, com sabor único e forte de canela e coca-cola, podendo ser utilizado em especiarias e condimentos.Atualmente, tem havido muitos relatos sobre a ação antibacteriana de amplo espectro do cinamaldeído e seu mecanismo, e os estudos mostraram que o cinamaldeído tem um bom efeito antibacteriano sobre bactérias e fungos.No campo da medicina, alguns estudos revisaram o progresso da pesquisa do cinamaldeído em doenças metabólicas, doenças do aparelho circulatório, antitumorais e outros aspectos, e descobriram que o cinamaldeído tem um bom efeito antidiabético, antiobesidade, antitumoral e outros atividades farmacológicas.Devido às suas fontes ricas, ingredientes naturais, segurança, baixa toxicidade, sabor único e efeito antibacteriano de amplo espectro, é um aditivo alimentar aprovado pela Food and Drug Administration dos Estados Unidos e pela China.Embora a quantidade máxima não seja limitada no uso, sua volatilidade e odor pungente limitam sua ampla aplicação em alimentos.A fixação de cinamaldeído em filmes de embalagens de alimentos pode melhorar sua eficiência antibacteriana e reduzir seu impacto sensorial nos alimentos, além de desempenhar um papel na melhoria da qualidade do armazenamento e transporte de alimentos e no prolongamento da vida útil.
1. Matriz de membrana composta antibacteriana
A maior parte das pesquisas sobre filmes antibacterianos para embalagens de alimentos utiliza substâncias naturais e degradáveis como matriz formadora de filme, e o filme para embalagens é preparado por revestimento, fundição ou método de extrusão em alta temperatura.Devido ao diferente modo de ação e compatibilidade entre diferentes substratos de membrana e substâncias ativas, as propriedades da membrana acabada são diferentes, por isso é muito importante selecionar o substrato de membrana apropriado.Os substratos formadores de filme comumente usados incluem substâncias sintéticas biodegradáveis, como álcool polivinílico e polipropileno, substâncias naturais, como polissacarídeos e proteínas, e substâncias compostas.O álcool polivinílico (PVA) é um polímero linear, que geralmente forma uma estrutura de rede tridimensional quando reticulado e possui excelentes propriedades mecânicas e de barreira.Os recursos naturais de matriz semelhante a membrana são abundantes e amplamente adquiridos.Por exemplo, o ácido polilático pode ser fermentado a partir de matérias-primas como amido e milho, que possui fontes suficientes e renováveis, boa biodegradabilidade e biocompatibilidade, e é um material de embalagem ideal e ecológico.A matriz composta é frequentemente composta por duas ou mais matrizes de membrana, que podem desempenhar um papel complementar em comparação com uma única matriz de membrana.
Propriedades mecânicas e propriedades de barreira são indicadores importantes para avaliar a adequação do filme para embalagem.A adição de cinamaldeído irá reticular com a matriz da membrana polimérica e assim reduzir a fluidez molecular, a diminuição do alongamento na ruptura é devido à descontinuidade da estrutura da rede polissacarídica, e o aumento da resistência à tração é devido ao aumento do grupo hidrofílico durante o processo de formação de filme causado pela adição de cinamaldeído.Além disso, a permeabilidade ao gás da membrana composta de cinamaldeído foi geralmente aumentada, o que pode ser devido à dispersão do cinamaldeído no polímero para criar poros, vazios e canais, reduzir a resistência à transferência de massa das moléculas de água e, em última análise, levar ao aumento de a permeabilidade ao gás da membrana composta de cinamaldeído.As propriedades mecânicas e a permeabilidade de várias membranas compostas são semelhantes, mas a estrutura e as propriedades de diferentes substratos poliméricos são diferentes, e as diferentes interações com o cinamaldeído afetarão o desempenho do filme de embalagem e, em seguida, afetarão sua aplicação, por isso é muito importante para selecionar o substrato polimérico e a concentração apropriados.
Em segundo lugar, método de ligação de cinamaldeído e filme de embalagem
No entanto, o cinamaldeído é ligeiramente solúvel em água com uma solubilidade de apenas 1,4 mg/mL.Embora a tecnologia de mistura seja simples e conveniente, as duas fases do cinamaldeído solúvel em gordura e da matriz da membrana solúvel em água são instáveis, e as condições de alta temperatura e alta pressão normalmente exigidas no processo de formação de filme reduzem significativamente a concentração de cinamaldeído disponível em a membrana.É difícil alcançar o efeito bacteriostático ideal.A tecnologia de incorporação é o processo de utilização do material da parede para envolver ou adsorver a substância ativa que precisa ser incorporada para fornecer suporte de desempenho ou proteção química.O uso de tecnologia de incorporação para fixar o cinamaldeído no material de embalagem pode tornar sua liberação lenta, melhorar a taxa de retenção, prolongar o envelhecimento antibacteriano do filme e otimizar as propriedades mecânicas do filme de embalagem.Atualmente, os métodos comuns de construção de transportadores para combinar cinamaldeído com filme de embalagem podem ser divididos em duas categorias: construção de transportador artificial e construção de transportador natural, incluindo incorporação de polímero, incorporação de nano lipossomas, incorporação de ciclodextrina, ligação ou carregamento de nano argila.Através da combinação de automontagem de camadas e eletrofiação, o transportador de entrega de cinamaldeído pode ser otimizado e o modo de ação e a faixa de aplicação do cinamaldeído podem ser melhorados.
Aplicação de filme de embalagem de alimentos ativos com aldeído de canela
Diferentes tipos de alimentos têm diferentes conteúdos de água, composição de nutrientes e condições de armazenamento e transporte, e a dinâmica de crescimento dos microrganismos deteriorantes é muito diferente.O efeito de preservação das embalagens antibacterianas de cinamaldeído para diferentes alimentos também é diferente.
1. Efeito de conservação em vegetais e frutas
A China é rica em recursos naturais, entre os quais a produção e o consumo comercial de vegetais e frutas são enormes.No entanto, o teor de umidade e açúcar dos vegetais e frutas é alto, rico em nutrientes e está sujeito à poluição microbiana e à deterioração durante o armazenamento, transporte e vendas.Atualmente, a aplicação de filme antibacteriano para embalagens é um meio importante para melhorar a qualidade do armazenamento e transporte de vegetais e frutas e prolongar sua vida útil.A embalagem de filme composto de cinamaldeído-ácido polilático de maçãs pode reduzir a perda de nutrientes, inibir o crescimento de rizopus e estender o período de armazenamento das maçãs para 16 dias.Quando o filme ativo de embalagem de alimentos com cinamaldeído foi aplicado em embalagens de cenoura recém-cortada, o crescimento de mofo e levedura foi inibido, a taxa de apodrecimento dos vegetais foi reduzida e o prazo de validade foi estendido para 12 dias.
2. Efeito de conservação dos produtos cárneos Os alimentos cárneos são ricos em proteínas, gorduras e outras substâncias, ricos em nutrição e sabor único.À temperatura ambiente, a reprodução de microrganismos provoca a decomposição de proteínas, carboidratos e gorduras da carne, resultando em corrupção da carne, superfície pegajosa, cor escura, perda de elasticidade e odor desagradável.O filme de embalagem de alimentos ativos de cinamaldeído é amplamente utilizado em embalagens de carne de porco e peixe, inibe principalmente o crescimento de Staphylococcus aureus, Escherichia coli, aeromonas, leveduras, bactérias de ácido láctico e outras bactérias, e pode estender a vida útil de 8 ~ 14d.
3. Efeito de conservação dos produtos lácteos Actualmente, o consumo de produtos lácteos na China está a aumentar de ano para ano.O queijo é um produto lácteo fermentado com rico valor nutricional e proteínas.Mas o queijo tem uma vida útil curta e a taxa de desperdício a baixas temperaturas ainda é alarmante.O uso de filme de embalagem de alimentos com aldeído cinâmico pode efetivamente estender a vida útil do queijo, garantir o bom sabor do queijo e prevenir a deterioração rançosa do queijo.Para fatias de queijo e molhos de queijo, o prazo de validade é estendido para 45 dias e 26 dias, respectivamente, após o uso de embalagens com ativo de cinamaldeído, o que favorece a economia de recursos.
4. O efeito de manutenção fresca do pão e bolo de amido são produtos de amido, feitos de processamento de farinha de trigo, algodão macio de pinho, doce e delicioso.No entanto, pães e bolos têm vida útil curta e são suscetíveis à contaminação por mofo durante as vendas, resultando em degradação da qualidade e desperdício de alimentos.O uso de embalagens de alimentos com ativo cinamaldeído em pão de ló e pão fatiado pode inibir o crescimento e a propagação de penicillium e mofo preto e estender a vida útil para 10 ~ 27d, respectivamente.
O cinamaldeído tem as vantagens de fonte abundante, alta bacteriostase e baixa toxicidade.Como agente de bacteriostase em embalagens ativas de alimentos, a estabilidade e a liberação lenta do cinamaldeído podem ser melhoradas através da construção e otimização do transportador de entrega, o que é de grande importância para melhorar a qualidade de armazenamento e transporte de alimentos frescos e prolongar a vida útil dos alimentos.Nos últimos anos, o cinamaldeído obteve muitas conquistas e progressos na pesquisa de preservação de embalagens de alimentos, mas a pesquisa de aplicação relacionada ainda está em estágio inicial e ainda existem alguns problemas a serem resolvidos.Através do estudo comparativo dos efeitos de diferentes transportadores de entrega nas propriedades mecânicas e propriedades de barreira da membrana, exploração aprofundada do modo de ação do cinamaldeído e do transportador e sua cinética de liberação em diferentes ambientes, estudo da influência da lei de crescimento dos microrganismos nos alimentos na deterioração dos alimentos e o mecanismo regulador das embalagens antibacterianas no momento e na velocidade de liberação dos agentes antimicrobianos.Projetar e desenvolver sistemas de embalagens ativas que possam atender a diferentes requisitos de preservação de alimentos.
Horário da postagem: 03/01/2024