Tarçın esansiyel yağının %85 ila %90'ını sinnamaldehit oluşturur ve Çin, tarçının başlıca ekim alanlarından biridir ve sinnamaldehit kaynakları zengindir. Sinnamaldehit (C9H8O) moleküler yapısı, bir fenil grubunun bir akriline bağlı olduğu, doğal halinde sarımsı veya sarımsı kahverengi viskoz bir sıvıdır ve eşsiz ve güçlü bir tarçın ve kola aromasına sahiptir; baharat ve çeşnilerde kullanılabilir. Şu anda, sinnamaldehitin geniş spektrumlu antibakteriyel etkisi ve mekanizması hakkında birçok rapor bulunmaktadır ve çalışmalar, sinnamaldehitin bakteri ve mantarlar üzerinde iyi bir antibakteriyel etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Tıp alanında, bazı çalışmalar sinnamaldehitin metabolik hastalıklar, dolaşım sistemi hastalıkları, antitümör ve diğer yönlerdeki araştırma ilerlemesini incelemiş ve sinnamaldehitin iyi bir antidiyabetik, antiobezite, antitümör ve diğer farmakolojik aktivitelere sahip olduğunu bulmuştur. Zengin kaynakları, doğal bileşenleri, güvenliği, düşük toksisitesi, eşsiz aroması ve geniş spektrumlu antibakteriyel etkisi nedeniyle, Amerika Birleşik Devletleri Gıda ve İlaç İdaresi ve Çin tarafından onaylanmış bir gıda katkı maddesidir. Maksimum kullanım miktarı sınırlı olmamasına rağmen, uçuculuğu ve keskin kokusu gıdalarda geniş kullanımını kısıtlamaktadır. Sinnamaldehitin gıda ambalaj filmine sabitlenmesi, antibakteriyel etkinliğini artırabilir ve gıda üzerindeki duyusal etkisini azaltabilir, ayrıca gıda depolama ve taşıma kalitesini iyileştirmede ve raf ömrünü uzatmada rol oynayabilir.
1. Antibakteriyel kompozit membran matrisi
Gıda ambalaj filmlerinde kullanılan antibakteriyel malzemelerin çoğu, film oluşturucu matris olarak doğal ve biyolojik olarak parçalanabilir maddeler kullanmakta ve ambalaj filmi kaplama, döküm veya yüksek sıcaklıkta ekstrüzyon yöntemiyle hazırlanmaktadır. Farklı membran alt tabakaları ve aktif maddeler arasındaki farklı etki mekanizması ve uyumluluk nedeniyle, bitmiş membranın özellikleri de farklılık göstermektedir; bu nedenle uygun membran alt tabakasının seçilmesi çok önemlidir. Yaygın olarak kullanılan film oluşturucu alt tabakalar arasında polivinil alkol ve polipropilen gibi sentetik biyolojik olarak parçalanabilir maddeler, polisakkaritler ve proteinler gibi doğal maddeler ve kompozit maddeler bulunmaktadır. Polivinil alkol (PVA), çapraz bağlandığında genellikle üç boyutlu bir ağ yapısı oluşturan doğrusal bir polimerdir ve mükemmel mekanik özelliklere ve bariyer özelliklerine sahiptir. Doğal membran benzeri matris kaynakları bol ve yaygın olarak temin edilebilir. Örneğin, polilaktik asit, nişasta ve mısır gibi hammaddelerden fermente edilebilir; yeterli ve yenilenebilir kaynaklara sahiptir, iyi biyolojik olarak parçalanabilir ve biyolojik olarak uyumludur ve ideal bir çevre dostu ambalaj malzemesidir. Kompozit matris genellikle iki veya daha fazla membran matrisinden oluşur ve bu matrisler tek bir membran matrisine kıyasla tamamlayıcı bir rol oynayabilir.
Mekanik özellikler ve bariyer özellikleri, ambalaj filminin uygunluğunu değerlendirmek için önemli göstergelerdir. Sinnamaldehit ilavesi, polimer membran matrisiyle çapraz bağ oluşturarak moleküler akışkanlığı azaltır; kopma uzamasındaki azalma, polisakkarit ağ yapısının süreksizliğinden kaynaklanır; çekme dayanımındaki artış ise, sinnamaldehit ilavesinin neden olduğu film oluşturma işlemi sırasında hidrofilik grubun artmasından kaynaklanır. Ek olarak, sinnamaldehit kompozit membranın gaz geçirgenliği genellikle artar; bu durum, sinnamaldehitin polimere dağılarak gözenekler, boşluklar ve kanallar oluşturması, su moleküllerinin kütle transfer direncini azaltması ve sonuç olarak sinnamaldehit kompozit membranın gaz geçirgenliğinin artmasına yol açmasıyla açıklanabilir. Çeşitli kompozit membranların mekanik özellikleri ve geçirgenliği benzerdir, ancak farklı polimer alt tabakaların yapısı ve özellikleri farklıdır ve sinnamaldehit ile olan farklı etkileşimler ambalaj filminin performansını ve dolayısıyla uygulamasını etkileyecektir; bu nedenle uygun polimer alt tabaka ve konsantrasyonun seçilmesi çok önemlidir.
İkinci olarak, sinnamaldehit ve ambalaj filmi bağlama yöntemi
Ancak, sinnamaldehit suda az çözünür olup, çözünürlüğü sadece 1,4 mg/mL'dir. Karıştırma teknolojisi basit ve kullanışlı olsa da, yağda çözünür sinnamaldehit ve suda çözünür membran matrisinin iki fazı kararsızdır ve film oluşturma işleminde genellikle gerekli olan yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşulları, membranda bulunan sinnamaldehit konsantrasyonunu önemli ölçüde azaltır. İdeal bakteriyostatik etkiyi elde etmek zordur. Gömme teknolojisi, performans desteği veya kimyasal koruma sağlamak için gömülmesi gereken aktif maddeyi duvar malzemesiyle sarma veya adsorbe etme işlemidir. Sinnamaldehitin ambalaj malzemesine gömülerek sabitlenmesi, yavaş salınımını sağlayabilir, tutma oranını iyileştirebilir, filmin antibakteriyel yaşlanmasını uzatabilir ve ambalaj filminin mekanik özelliklerini optimize edebilir. Şu anda, sinnamaldehitin ambalaj filmiyle birleştirilmesinde kullanılan yaygın taşıyıcı yapım yöntemleri iki kategoriye ayrılabilir: yapay taşıyıcı yapımı ve doğal taşıyıcı yapımı; bunlar arasında polimer gömme, nano lipozom gömme, siklodekstrin gömme, nano kil bağlama veya yükleme yer almaktadır. Katman kendi kendine birleşmesi ve elektro eğirme kombinasyonu yoluyla, sinnamaldehit taşıyıcısı optimize edilebilir ve sinnamaldehitin etki şekli ve uygulama alanı iyileştirilebilir.
Tarçın aldehit aktif gıda ambalaj filminin uygulanması
Farklı gıda türlerinin su içeriği, besin bileşimi, depolama ve taşıma koşulları farklıdır ve bozulmaya neden olan mikroorganizmaların büyüme dinamikleri de çok farklıdır. Bu nedenle, sinnamaldehit antibakteriyel ambalajın farklı gıdalar için koruyucu etkisi de farklıdır.
1. Sebze ve meyvelerde tazeliği koruma etkisi
Çin, doğal kaynaklar açısından zengindir ve bu kaynaklar arasında sebze ve meyve üretimi ve pazar tüketimi çok büyüktür. Bununla birlikte, sebze ve meyvelerin nem ve şeker içeriği yüksektir, besin açısından zengindir ve depolama, taşıma ve satış sırasında mikrobiyal kirlenmeye ve bozulmaya yatkındır. Günümüzde, antibakteriyel ambalaj filminin kullanımı, sebze ve meyvelerin depolama ve taşıma kalitesini iyileştirmenin ve raf ömrünü uzatmanın önemli bir yoludur. Elmaların sinnamaldehit-polilaktik asit kompozit filmle ambalajlanması, besin kaybını azaltabilir, rizopus oluşumunu engelleyebilir ve elmaların depolama süresini 16 güne uzatabilir. Taze kesilmiş havuç ambalajında sinnamaldehit aktif gıda ambalaj filmi kullanıldığında, küf ve maya oluşumu engellenmiş, sebzelerin çürüme oranı azalmış ve raf ömrü 12 güne uzatılmıştır.
2. Et ürünlerinin tazeliğini koruma etkisi Et ürünleri protein, yağ ve diğer maddeler açısından zengindir, besin değeri yüksektir ve eşsiz bir tada sahiptir. Oda sıcaklığında, mikroorganizmaların üremesi et proteinlerinin, karbonhidratlarının ve yağlarının parçalanmasına neden olarak etin bozulmasına, yapışkan bir yüzeye, koyu renge, elastikiyet kaybına ve hoş olmayan bir kokuya yol açar. Sinnamaldehit aktif gıda ambalaj filmi, domuz ve balık ambalajında yaygın olarak kullanılmaktadır ve esas olarak Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Aeromonas, maya, laktik asit bakterileri ve diğer bakterilerin büyümesini engeller ve raf ömrünü 8 ila 14 gün uzatabilir.
3. Süt Ürünlerinin Tazeliğini Koruma Etkisi Şu anda Çin'de süt ürünleri tüketimi her geçen yıl artmaktadır. Peynir, besin değeri ve protein açısından zengin fermente bir süt ürünüdür. Ancak peynirin raf ömrü kısadır ve düşük sıcaklıklarda israf oranı hala endişe vericidir. Sinnamaldehit gıda ambalaj filminin kullanımı, peynirin raf ömrünü etkili bir şekilde uzatabilir, peynirin lezzetini koruyabilir ve peynirin bozulmasını önleyebilir. Peynir dilimleri ve peynir sosları için, sinnamaldehit aktif ambalaj kullanıldıktan sonra raf ömrü sırasıyla 45 gün ve 26 güne uzamakta olup, bu da kaynak tasarrufuna katkıda bulunmaktadır.
4. Nişastalı gıdaların tazeliğini koruma etkisi: Ekmek ve kek, buğday unundan yapılan, yumuşak, pamuksu, tatlı ve lezzetli nişastalı ürünlerdir. Ancak ekmek ve kekin raf ömrü kısadır ve satış sırasında küf bulaşmasına karşı hassastır, bu da kalite bozulmasına ve gıda israfına yol açar. Sünger kek ve dilimlenmiş ekmekte sinnamaldehit aktif gıda ambalajı kullanımı, penicillium ve siyah küfün büyümesini ve yayılmasını engelleyerek raf ömrünü sırasıyla 10 ila 27 güne uzatabilir.
Sinnamaldehit, bol miktarda bulunması, yüksek bakteriyostatik özelliği ve düşük toksisitesi gibi avantajlara sahiptir. Gıda aktif ambalajlarında bakteriyostatik ajan olarak sinnamaldehitin stabilitesi ve yavaş salınımı, taşıyıcı yapının oluşturulması ve optimize edilmesiyle iyileştirilebilir; bu da taze gıdaların depolama ve taşıma kalitesinin iyileştirilmesi ve gıdaların raf ömrünün uzatılması açısından büyük önem taşır. Son yıllarda sinnamaldehit, gıda ambalajı koruma araştırmalarında birçok başarı ve ilerleme kaydetmiştir, ancak ilgili uygulama araştırmaları hala başlangıç aşamasındadır ve çözülmesi gereken bazı sorunlar mevcuttur. Farklı taşıyıcıların membran mekanik özellikleri ve bariyer özellikleri üzerindeki etkilerinin karşılaştırmalı çalışması, sinnamaldehit ve taşıyıcının etki mekanizmasının ve farklı ortamlardaki salınım kinetiğinin derinlemesine incelenmesi, gıdalardaki mikroorganizmaların büyüme yasasının gıda bozulması üzerindeki etkisinin incelenmesi ve antibakteriyel ambalajın antimikrobiyal ajanların zamanlaması ve salınım hızı üzerindeki düzenleyici mekanizmasının incelenmesi yoluyla, farklı gıda koruma gereksinimlerini karşılayabilecek aktif ambalaj sistemleri tasarlanıp geliştirilecektir.
Yayın tarihi: 03 Ocak 2024