Sinamaldehida menyumbang 85% ~ 90% dari minyak esensial kayu manis, dan Tiongkok adalah salah satu daerah penanaman kayu manis utama, sehingga sumber daya sinamaldehida sangat melimpah. Struktur molekul sinamaldehida (C9H8O) adalah gugus fenil yang terhubung ke akrilein, dalam keadaan alami berupa cairan kental berwarna kekuningan atau coklat kekuningan, dengan aroma kayu manis dan cola yang unik dan kuat, dapat digunakan dalam rempah-rempah dan bumbu. Saat ini, telah banyak laporan tentang aksi antibakteri spektrum luas sinamaldehida dan mekanismenya, dan penelitian telah menunjukkan bahwa sinamaldehida memiliki efek antibakteri yang baik terhadap bakteri dan jamur. Di bidang kedokteran, beberapa penelitian telah meninjau kemajuan penelitian sinamaldehida dalam penyakit metabolik, penyakit sistem peredaran darah, anti-tumor, dan aspek lainnya, dan menemukan bahwa sinamaldehida memiliki aktivitas farmakologis yang baik untuk anti-diabetes, anti-obesitas, dan anti-tumor. Karena sumbernya yang melimpah, bahan-bahan alami, keamanan, toksisitas rendah, rasa yang unik, dan efek antibakteri spektrum luas, sinamaldehida merupakan aditif makanan yang disetujui oleh Badan Pengawas Obat dan Makanan Amerika Serikat dan Tiongkok. Meskipun jumlah maksimum penggunaannya tidak dibatasi, volatilitas dan baunya yang menyengat membatasi penerapannya secara luas dalam makanan. Memfiksasi sinamaldehida dalam film kemasan makanan dapat meningkatkan efisiensi antibakterinya dan mengurangi dampak sensoriknya pada makanan, serta berperan dalam meningkatkan kualitas penyimpanan dan transportasi makanan dan memperpanjang umur simpan.
1. Matriks membran komposit antibakteri
Sebagian besar penelitian tentang film kemasan antibakteri untuk makanan menggunakan zat alami dan mudah terurai sebagai matriks pembentuk film, dan film kemasan tersebut dibuat dengan metode pelapisan, pencetakan, atau ekstrusi suhu tinggi. Karena perbedaan cara kerja dan kompatibilitas antara berbagai substrat membran dan zat aktif, sifat membran yang dihasilkan pun berbeda, sehingga sangat penting untuk memilih substrat membran yang tepat. Substrat pembentuk film yang umum digunakan meliputi zat sintetis yang mudah terurai seperti polivinil alkohol dan polipropilen, zat alami seperti polisakarida dan protein, serta zat komposit. Polivinil alkohol (PVA) adalah polimer linier, yang biasanya membentuk struktur jaringan tiga dimensi ketika dihubungkan silang, dan memiliki sifat mekanik dan sifat penghalang yang sangat baik. Sumber daya matriks seperti membran alami melimpah dan mudah didapatkan. Misalnya, asam polilaktat dapat difermentasi dari bahan baku seperti pati dan jagung, yang memiliki sumber daya yang cukup dan terbarukan, mudah terurai secara hayati dan kompatibel secara hayati, serta merupakan bahan kemasan ramah lingkungan yang ideal. Matriks komposit sering kali terdiri dari dua atau lebih matriks membran, yang dapat memainkan peran komplementer dibandingkan dengan matriks membran tunggal.
Sifat mekanik dan sifat penghalang merupakan indikator penting untuk mengevaluasi kesesuaian film kemasan. Penambahan sinamaldehida akan berikatan silang dengan matriks membran polimer sehingga mengurangi fluiditas molekuler, penurunan perpanjangan putus disebabkan oleh diskontinuitas struktur jaringan polisakarida, dan peningkatan kekuatan tarik disebabkan oleh peningkatan gugus hidrofilik selama proses pembentukan film yang disebabkan oleh penambahan sinamaldehida. Selain itu, permeabilitas gas membran komposit sinamaldehida umumnya meningkat, yang mungkin disebabkan oleh dispersi sinamaldehida ke dalam polimer untuk menciptakan pori-pori, rongga, dan saluran, mengurangi hambatan perpindahan massa molekul air, dan pada akhirnya menyebabkan peningkatan permeabilitas gas membran komposit sinamaldehida. Sifat mekanik dan permeabilitas beberapa membran komposit serupa, tetapi struktur dan sifat substrat polimer yang berbeda berbeda, dan interaksi yang berbeda dengan sinamaldehida akan memengaruhi kinerja film kemasan, dan kemudian memengaruhi aplikasinya, sehingga sangat penting untuk memilih substrat polimer dan konsentrasi yang tepat.
Kedua, metode pengikatan sinamaldehida dan film kemasan.
Namun, sinamaldehida hanya sedikit larut dalam air dengan kelarutan hanya 1,4 mg/mL. Meskipun teknologi pencampuran sederhana dan praktis, dua fase sinamaldehida yang larut dalam lemak dan matriks membran yang larut dalam air tidak stabil, dan kondisi suhu tinggi dan tekanan tinggi yang biasanya dibutuhkan dalam proses pembentukan film secara signifikan mengurangi konsentrasi sinamaldehida yang tersedia dalam membran. Sulit untuk mencapai efek bakteriostatik yang ideal. Teknologi penyematan adalah proses menggunakan bahan dinding untuk membungkus atau menyerap zat aktif yang perlu disematkan untuk memberikan dukungan kinerja atau perlindungan kimia. Penggunaan teknologi penyematan untuk memfiksasi sinamaldehida dalam bahan kemasan dapat membuat pelepasannya lambat, meningkatkan tingkat retensi, memperpanjang penuaan antibakteri film, dan mengoptimalkan sifat mekanik film kemasan. Saat ini, metode konstruksi pembawa umum yang menggabungkan sinamaldehida dengan film kemasan dapat dibagi menjadi dua kategori: konstruksi pembawa buatan dan konstruksi pembawa alami, termasuk penyematan polimer, penyematan nano liposom, penyematan siklodekstrin, pengikatan atau pemuatan nano lempung. Melalui kombinasi perakitan mandiri berlapis dan elektrospinning, pembawa pengiriman sinamaldehida dapat dioptimalkan, dan mode aksi serta jangkauan aplikasi sinamaldehida dapat ditingkatkan.
Penerapan film kemasan makanan aktif kayu manis aldehida
Berbagai jenis makanan memiliki kadar air, komposisi nutrisi, serta kondisi penyimpanan dan pengangkutan yang berbeda, dan dinamika pertumbuhan mikroorganisme penyebab pembusukan juga sangat berbeda. Efek pengawetan kemasan antibakteri sinamaldehida untuk berbagai jenis makanan juga berbeda.
1. Efek menjaga kesegaran sayuran dan buah-buahan
China kaya akan sumber daya alam, di antaranya produksi dan konsumsi pasar sayuran dan buah-buahan sangat besar. Namun, kandungan air dan gula sayuran dan buah-buahan tinggi, kaya nutrisi, dan rentan terhadap kontaminasi mikroba dan kerusakan selama penyimpanan, transportasi, dan penjualan. Saat ini, penerapan film kemasan antibakteri merupakan cara penting untuk meningkatkan kualitas penyimpanan dan transportasi sayuran dan buah-buahan serta memperpanjang umur simpannya. Kemasan apel dengan film komposit sinamaldehida-asam polilaktat dapat mengurangi kehilangan nutrisi, menghambat pertumbuhan Rhizopus, dan memperpanjang masa simpan apel hingga 16 hari. Ketika film kemasan makanan aktif sinamaldehida diterapkan pada kemasan wortel potong segar, pertumbuhan jamur dan ragi terhambat, tingkat pembusukan sayuran berkurang, dan umur simpan diperpanjang hingga 12 hari.
2. Efek pengawetan produk daging. Makanan berbahan dasar daging kaya akan protein, lemak, dan zat lainnya, kaya nutrisi dan memiliki rasa yang unik. Pada suhu ruangan, perkembangbiakan mikroorganisme menyebabkan penguraian protein, karbohidrat, dan lemak daging, yang mengakibatkan pembusukan daging, permukaan lengket, warna gelap, kehilangan elastisitas, dan bau tidak sedap. Film kemasan makanan aktif sinamaldehida banyak digunakan dalam kemasan daging babi dan ikan, terutama menghambat pertumbuhan Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Aeromonas, ragi, bakteri asam laktat, dan bakteri lainnya, serta dapat memperpanjang umur simpan hingga 8-14 hari.
3. Efek pengawetan produk susu Saat ini, konsumsi produk susu di Tiongkok meningkat dari tahun ke tahun. Keju adalah produk susu fermentasi dengan nilai gizi dan protein yang kaya. Namun, keju memiliki umur simpan yang pendek, dan tingkat pemborosan pada suhu rendah masih mengkhawatirkan. Penggunaan film kemasan makanan sinamaldehida dapat secara efektif memperpanjang umur simpan keju, memastikan rasa keju yang enak, dan mencegah kerusakan keju akibat ketengikan. Untuk keju iris dan saus keju, umur simpan diperpanjang masing-masing menjadi 45 hari dan 26 hari setelah menggunakan kemasan aktif sinamaldehida, yang bermanfaat untuk menghemat sumber daya.
4. Efek pengawetan makanan berbahan dasar pati. Roti dan kue adalah produk pati yang terbuat dari tepung terigu, memiliki tekstur lembut seperti kapas pinus, manis, dan lezat. Namun, roti dan kue memiliki umur simpan yang pendek dan rentan terhadap kontaminasi jamur selama penjualan, yang mengakibatkan penurunan kualitas dan pemborosan makanan. Penggunaan kemasan makanan aktif sinamaldehida pada kue bolu dan roti iris dapat menghambat pertumbuhan dan penyebaran jamur Penicillium dan jamur hitam, serta memperpanjang umur simpan masing-masing hingga 10-27 hari.
Sinamaldehida memiliki keunggulan berupa sumber yang melimpah, bakteriostasis yang tinggi, dan toksisitas rendah. Sebagai agen bakteriostasis dalam kemasan aktif makanan, stabilitas dan pelepasan sinamaldehida secara perlahan dapat ditingkatkan dengan membangun dan mengoptimalkan pembawa pengiriman, yang sangat penting untuk meningkatkan kualitas penyimpanan dan transportasi makanan segar serta memperpanjang umur simpan makanan. Dalam beberapa tahun terakhir, sinamaldehida telah mencapai banyak prestasi dan kemajuan dalam penelitian pengawetan kemasan makanan, tetapi penelitian aplikasi terkait masih dalam tahap awal, dan masih ada beberapa masalah yang perlu dipecahkan. Melalui studi komparatif tentang pengaruh berbagai pembawa pengiriman terhadap sifat mekanik dan sifat penghalang membran, eksplorasi mendalam tentang cara kerja sinamaldehida dan pembawa serta kinetika pelepasannya di lingkungan yang berbeda, studi tentang pengaruh hukum pertumbuhan mikroorganisme dalam makanan terhadap pembusukan makanan, dan mekanisme pengaturan kemasan antibakteri pada waktu dan kecepatan pelepasan agen antimikroba. Merancang dan mengembangkan sistem kemasan aktif yang dapat memenuhi berbagai persyaratan pengawetan makanan.
Waktu posting: 03-Jan-2024