Zimtaldehyd macht 85 % bis 90 % des ätherischen Zimtöls aus, und China ist eines der Hauptanbaugebiete für Zimt, und die Zimtaldehydressourcen sind reichhaltig.Die Molekülstruktur von Zimtaldehyd (C9H8O) ist eine Phenylgruppe, die mit einem Acrylein verbunden ist. Im natürlichen Zustand ist es eine gelbliche oder gelblich-braune viskose Flüssigkeit mit einem einzigartigen und starken Zimt- und Cola-Geschmack, die in Gewürzen und Würzmitteln verwendet werden kann.Derzeit gibt es viele Berichte über die antibakterielle Breitbandwirkung von Zimtaldehyd und seinen Mechanismus, und die Studien haben gezeigt, dass Zimtaldehyd eine gute antibakterielle Wirkung auf Bakterien und Pilze hat.Im Bereich der Medizin haben einige Studien den Forschungsfortschritt von Zimtaldehyd bei Stoffwechselerkrankungen, Kreislauferkrankungen, Antitumorerkrankungen und anderen Aspekten überprüft und festgestellt, dass Zimtaldehyd eine gute Wirkung gegen Diabetes, Fettleibigkeit, Antitumor und andere hat pharmakologische Aktivitäten.Aufgrund seiner reichhaltigen Quellen, natürlichen Inhaltsstoffe, Sicherheit, geringen Toxizität, einzigartigen Geschmacks und antibakteriellen Breitbandwirkung ist es ein von der US-amerikanischen Food and Drug Administration und China zugelassener Lebensmittelzusatzstoff.Obwohl die Höchstmenge in der Verwendung nicht begrenzt ist, schränken seine Flüchtigkeit und sein stechender Geruch seine breite Anwendung in Lebensmitteln ein.Durch die Fixierung von Zimtaldehyd in Lebensmittelverpackungsfolien kann die antibakterielle Wirksamkeit verbessert und die sensorische Wirkung auf Lebensmittel verringert werden. Darüber hinaus kann es dazu beitragen, die Qualität der Lagerung und des Transports von Lebensmitteln zu verbessern und die Haltbarkeitsdauer zu verlängern.
1. Antibakterielle Verbundmembranmatrix
Bei den meisten Forschungsarbeiten zu antibakteriellen Verpackungsfolien für Lebensmittel werden natürliche und abbaubare Substanzen als filmbildende Matrix verwendet, und die Verpackungsfolie wird durch Beschichten, Gießen oder Hochtemperatur-Extrusionsverfahren hergestellt.Aufgrund der unterschiedlichen Wirkungsweise und Kompatibilität verschiedener Membransubstrate und Wirkstoffe sind die Eigenschaften der fertigen Membran unterschiedlich, daher ist die Auswahl des geeigneten Membransubstrats sehr wichtig.Zu den häufig verwendeten filmbildenden Substraten gehören synthetische biologisch abbaubare Substanzen wie Polyvinylalkohol und Polypropylen, natürliche Substanzen wie Polysaccharide und Proteine sowie Verbundstoffe.Polyvinylalkohol (PVA) ist ein lineares Polymer, das bei Vernetzung meist eine dreidimensionale Netzwerkstruktur bildet und hervorragende mechanische Eigenschaften und Barriereeigenschaften aufweist.Natürliche membranartige Matrixressourcen sind reichlich vorhanden und weit verbreitet.Beispielsweise kann Polymilchsäure aus Rohstoffen wie Stärke und Mais fermentiert werden, die über ausreichende und erneuerbare Quellen sowie eine gute biologische Abbaubarkeit und Biokompatibilität verfügen und ein ideales umweltfreundliches Verpackungsmaterial darstellen.Die Verbundmatrix besteht häufig aus zwei oder mehr Membranmatrizen, die im Vergleich zu einer einzelnen Membranmatrix eine komplementäre Rolle spielen können.
Mechanische Eigenschaften und Barriereeigenschaften sind wichtige Indikatoren zur Beurteilung der Eignung von Verpackungsfolien.Die Zugabe von Zimtaldehyd führt zu einer Vernetzung mit der Polymermembranmatrix und verringert so die molekulare Fließfähigkeit, die Abnahme der Bruchdehnung ist auf die Diskontinuität der Polysaccharid-Netzwerkstruktur zurückzuführen und die Erhöhung der Zugfestigkeit ist auf die Zunahme hydrophiler Gruppen zurückzuführen während des Filmbildungsprozesses, verursacht durch die Zugabe von Zimtaldehyd.Darüber hinaus wurde die Gasdurchlässigkeit der Zimtaldehyd-Verbundmembran im Allgemeinen erhöht, was möglicherweise auf die Dispersion von Zimtaldehyd im Polymer zurückzuführen ist, wodurch Poren, Hohlräume und Kanäle entstehen, der Stoffübergangswiderstand von Wassermolekülen verringert wird und letztendlich zu einer Erhöhung von führt die Gasdurchlässigkeit der Zimtaldehyd-Verbundmembran.Die mechanischen Eigenschaften und die Durchlässigkeit mehrerer Verbundmembranen sind ähnlich, aber die Struktur und Eigenschaften verschiedener Polymersubstrate sind unterschiedlich, und die unterschiedlichen Wechselwirkungen mit Zimtaldehyd wirken sich auf die Leistung der Verpackungsfolie und dann auf deren Anwendung aus, daher ist dies sehr wichtig Auswahl des geeigneten Polymersubstrats und der geeigneten Konzentration.
Zweitens Zimtaldehyd und Verpackungsfolienbindungsmethode
Allerdings ist Zimtaldehyd mit einer Löslichkeit von nur 1,4 mg/ml in Wasser schwer löslich.Obwohl die Mischtechnologie einfach und praktisch ist, sind die beiden Phasen des fettlöslichen Zimtaldehyds und der wasserlöslichen Membranmatrix instabil, und die hohen Temperatur- und Hochdruckbedingungen, die normalerweise im Filmbildungsprozess erforderlich sind, verringern die Konzentration des verfügbaren Zimtaldehyds erheblich die Membran.Es ist schwierig, die ideale bakteriostatische Wirkung zu erzielen.Bei der Einbettungstechnologie wird das Wandmaterial verwendet, um den Wirkstoff einzuhüllen oder zu adsorbieren, der eingebettet werden muss, um die Leistung zu unterstützen oder einen chemischen Schutz zu bieten.Der Einsatz der Einbettungstechnologie zur Fixierung von Zimtaldehyd im Verpackungsmaterial kann seine langsame Freisetzung bewirken, die Retentionsrate verbessern, die antibakterielle Alterung der Folie verlängern und die mechanischen Eigenschaften der Verpackungsfolie optimieren.Derzeit können die gängigen Trägerkonstruktionsmethoden zur Kombination von Zimtaldehyd mit Verpackungsfolie in zwei Kategorien unterteilt werden: künstliche Trägerkonstruktion und natürliche Trägerkonstruktion, einschließlich Polymereinbettung, Nanoliposomeinbettung, Cyclodextrineinbettung, Nanotonbindung oder -beladung.Durch die Kombination von Schichtselbstorganisation und Elektrospinnen kann der Zimtaldehyd-Abgabeträger optimiert und die Wirkungsweise und der Anwendungsbereich von Zimtaldehyd verbessert werden.
Anwendung einer Zimtaldehyd-aktiven Lebensmittelverpackungsfolie
Verschiedene Arten von Lebensmitteln haben unterschiedliche Wassergehalte, Nährstoffzusammensetzungen sowie Lager- und Transportbedingungen und die Wachstumsdynamik verderbniserregender Mikroorganismen ist sehr unterschiedlich.Auch die Konservierungswirkung antibakterieller Zimtaldehyd-Verpackungen für verschiedene Lebensmittel ist unterschiedlich.
1. Frischhaltewirkung auf Gemüse und Obst
China ist reich an natürlichen Ressourcen, darunter die Produktion und der Marktverbrauch von Gemüse und Obst.Der Feuchtigkeits- und Zuckergehalt von Gemüse und Obst ist jedoch hoch, reich an Nährstoffen und anfällig für mikrobielle Verschmutzung und Verderb während der Lagerung, des Transports und des Verkaufs.Derzeit ist der Einsatz antibakterieller Verpackungsfolien ein wichtiges Mittel, um die Lager- und Transportqualität von Gemüse und Obst zu verbessern und deren Haltbarkeit zu verlängern.Die Zimtaldehyd-Polymilchsäure-Verbundfolienverpackung von Äpfeln kann den Nährstoffverlust reduzieren, das Wachstum von Rhizopus hemmen und die Lagerzeit von Äpfeln auf 16 Tage verlängern.Wenn eine zimtaldehydaktive Lebensmittelverpackungsfolie auf die Verpackung frisch geschnittener Karotten aufgetragen wurde, wurde das Wachstum von Schimmel und Hefe gehemmt, die Fäulnisrate von Gemüse verringert und die Haltbarkeit auf 12 Tage verlängert.
2. Frischhaltewirkung von Fleischprodukten Fleischlebensmittel sind reich an Eiweiß, Fett und anderen Substanzen, reich an Nährstoffen und haben einen einzigartigen Geschmack.Bei Raumtemperatur führt die Vermehrung von Mikroorganismen zur Zersetzung von Fleischproteinen, Kohlenhydraten und Fetten, was zu Fleischverfall, klebriger Oberfläche, dunkler Farbe, Elastizitätsverlust und unangenehmem Geruch führt.Aktive Lebensmittelverpackungsfolien mit Zimtaldehyd werden häufig in Schweine- und Fischverpackungen verwendet. Sie hemmen hauptsächlich das Wachstum von Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Aeromonas, Hefe, Milchsäurebakterien und anderen Bakterien und können die Haltbarkeit um 8 bis 14 Tage verlängern.
3. Frischhaltewirkung von Milchprodukten Derzeit steigt der Konsum von Milchprodukten in China von Jahr zu Jahr.Käse ist ein fermentiertes Milchprodukt mit hohem Nährwert und Eiweiß.Allerdings ist Käse nur kurz haltbar und die Abfallrate bei niedrigen Temperaturen ist immer noch alarmierend.Die Verwendung von Zimtaldehyd-Lebensmittelverpackungsfolien kann die Haltbarkeit von Käse effektiv verlängern, einen guten Geschmack des Käses gewährleisten und eine ranzige Verschlechterung des Käses verhindern.Bei Käsescheiben und Käsesaucen verlängert sich die Haltbarkeit nach Verwendung von Zimtaldehyd-Aktivverpackungen auf 45 Tage bzw. 26 Tage, was der Ressourcenschonung zuträglich ist.
4. Frischhaltende Wirkung von Stärkenahrungsmitteln. Brot und Kuchen sind Stärkeprodukte, hergestellt aus Weizenmehlverarbeitung, weicher Kiefernbaumwolle, süß und lecker.Allerdings haben Brot und Kuchen eine kurze Haltbarkeitsdauer und sind beim Verkauf anfällig für Schimmelpilzbefall, was zu Qualitätsverlusten und Lebensmittelverschwendung führt.Die Verwendung von Zimtaldehyd-aktiven Lebensmittelverpackungen in Biskuitkuchen und geschnittenem Brot kann das Wachstum und die Ausbreitung von Penicillium und Schwarzschimmel hemmen und die Haltbarkeit auf 10 bis 27 Tage verlängern.
Zimtaldehyd hat die Vorteile einer reichlichen Quelle, einer hohen Bakteriostase und einer geringen Toxizität.Als Bakteriostasemittel in aktiven Lebensmittelverpackungen kann die Stabilität und langsame Freisetzung von Zimtaldehyd durch die Konstruktion und Optimierung des Lieferträgers verbessert werden, was für die Verbesserung der Lager- und Transportqualität frischer Lebensmittel und die Verlängerung der Haltbarkeitsdauer von Lebensmitteln von großer Bedeutung ist.In den letzten Jahren hat Zimtaldehyd viele Erfolge und Fortschritte in der Forschung zur Konservierung von Lebensmittelverpackungen erzielt, die entsprechende Anwendungsforschung befindet sich jedoch noch im Anfangsstadium und es müssen noch einige Probleme gelöst werden.Durch vergleichende Untersuchung der Auswirkungen verschiedener Abgabeträger auf die mechanischen Eigenschaften und Barriereeigenschaften der Membran, eingehende Untersuchung der Wirkungsweise von Zimtaldehyd und Träger und seiner Freisetzungskinetik in verschiedenen Umgebungen, Untersuchung des Einflusses des Wachstumsgesetzes von Mikroorganismen in Lebensmitteln auf den Verderb von Lebensmitteln und der Regulierungsmechanismus antibakterieller Verpackungen auf den Zeitpunkt und die Freisetzungsgeschwindigkeit antimikrobieller Wirkstoffe.Entwerfen und entwickeln Sie aktive Verpackungssysteme, die unterschiedliche Anforderungen an die Lebensmittelkonservierung erfüllen können.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 03.01.2024