食品包装におけるシンナムアルデヒドの抗菌用途

シンナムアルデヒドはシナモン精油の85%～90%を占めており、中国はシナモンの主要栽培地の一つであり、シンナムアルデヒド資源が豊富である。シンナムアルデヒド (C9H8O) の分子構造は、フェニル基がアクリレインに結合したもので、自然の状態では黄色または黄褐色の粘稠な液体で、独特で強いシナモンやコーラの風味があり、スパイスや調味料に使用できます。現在、シンナムアルデヒドの広範囲の抗菌作用とそのメカニズムについて多くの報告があり、シンナムアルデヒドが細菌や真菌に対して優れた抗菌効果を有することが研究によって示されています。医学の分野では、いくつかの研究で代謝疾患、循環器系疾患、抗腫瘍などの側面におけるシンナムアルデヒドの研究の進歩がレビューされており、シンナムアルデヒドには優れた抗糖尿病、抗肥満、抗腫瘍などの効果があることが判明しています。薬理学的活動。豊富な供給源、天然成分、安全性、低毒性、独特の風味、広範囲の抗菌効果により、米国食品医薬品局と中国によって承認された食品添加物です。使用時の最大量に制限はありませんが、その揮発性と刺激臭により、食品への幅広い用途が制限されます。シンナムアルデヒドを食品包装フィルムに固定すると、抗菌効果が向上し、食品に対する感覚への影響が軽減され、食品の保管と輸送の品質を向上させ、賞味期限を延長するのに役立ちます。

1. 抗菌複合膜マトリックス

食品の抗菌性包装フィルムに関する研究のほとんどは、フィルム形成マトリックスとして天然の分解性物質を使用しており、包装フィルムはコーティング、キャスティング、または高温押出法によって製造されます。異なる膜基材と活性物質の間では作用機序や適合性が異なるため、完成した膜の特性も異なるため、適切な膜基材を選択することが非常に重要です。一般的に使用されるフィルム形成基材には、ポリビニルアルコールやポリプロピレンなどの合成生分解性物質、多糖類やタンパク質などの天然物質、複合物質などが含まれます。ポリビニルアルコール（PVA）は、通常、架橋すると三次元網目構造を形成する線状ポリマーであり、優れた機械的特性とバリア特性を備えています。天然の膜状マトリックス資源は豊富であり、広範囲に供給されています。例えば、ポリ乳酸はデンプンやトウモロコシなどの原料から発酵させることができ、十分な再生可能資源を有し、生分解性や生体適合性に優れ、環境に優しい理想的な包装材料です。複合マトリックスは 2 つ以上の膜マトリックスで構成されることが多く、単一の膜マトリックスと比較して補完的な役割を果たすことができます。

機械的特性とバリア特性は、包装フィルムの適性を評価するための重要な指標です。シンナムアルデヒドの添加は高分子膜マトリックスと架橋結合して分子流動性を低下させます。破断点伸びの減少は多糖類のネットワーク構造の不連続によるもので、引張強度の増加は親水基の増加によるものです。シンナムアルデヒドの添加によるフィルム形成プロセス中に発生します。さらに、シンナムアルデヒド複合膜のガス透過性は一般に増加しました。これは、シンナムアルデヒドがポリマー中に分散して細孔、空隙、チャネルが形成され、水分子の物質移動抵抗が減少し、最終的に透過率の増加につながるためと考えられます。シンナムアルデヒド複合膜のガス透過性。いくつかの複合膜の機械的特性と透過性は似ていますが、異なるポリマー基材の構造と特性は異なり、シンナムアルデヒドとの相互作用の違いは包装フィルムの性能に影響を与え、さらにその用途にも影響を与えるため、非常に重要です。適切なポリマー基質と濃度を選択します。

第二に、シンナムアルデヒドと包装フィルムの結合方法

しかし、シンナムアルデヒドは水にわずかに溶け、溶解度はわずか 1.4 mg/mL です。ブレンド技術はシンプルで便利ですが、脂溶性シンナムアルデヒドと水溶性膜マトリックスの 2 相は不安定で、フィルム形成プロセスで通常必要とされる高温高圧条件により、利用可能なシンナムアルデヒドの濃度が大幅に低下します。膜。理想的な静菌効果を達成することは困難です。埋め込み技術は、性能サポートや化学的保護を提供するために埋め込む必要がある活性物質を壁材で包み​​込んだり吸着したりするプロセスです。包埋技術を使用してシンナムアルデヒドを包装材料に固定すると、シンナムアルデヒドの放出が遅くなり、保持率が向上し、フィルムの抗菌老化期間が延長され、包装フィルムの機械的特性が最適化されます。現在、シンナムアルデヒドと包装フィルムを組み合わせる一般的な担体構築方法は、ポリマー包埋、ナノリポソーム包埋、シクロデキストリン包埋、ナノ粘土結合または担持を含む、人工担体構築と天然担体構築の 2 つのカテゴリーに分類できます。層の自己組織化とエレクトロスピニングの組み合わせにより、シンナムアルデヒド送達キャリアを最適化することができ、シンナムアルデヒドの作用様式と適用範囲を改善することができます。

シナモンアルデヒド活性食品包装フィルムの応用

食品の種類が異なれば、水分含有量、栄養素の組成、保管および輸送条件も異なり、腐敗微生物の増殖ダイナミクスも大きく異なります。食品ごとにシンナムアルデヒド抗菌包装の保存効果も異なります。

1. 野菜や果物の鮮度保持効果

中国は天然資源が豊富で、その中でも野菜や果物の生産量と市場消費量は膨大です。しかし、野菜や果物は水分や糖分が多く、栄養が豊富なため、保管、輸送、販売中に微生物汚染や劣化が起こりやすいものです。現在、抗菌性包装フィルムの適用は、野菜や果物の保管および輸送の品質を向上させ、賞味期限を延長するための重要な手段となっています。リンゴのシンナムアルデヒドとポリ乳酸の複合フィルム包装は、栄養素の損失を減らし、根粒菌の増殖を抑制し、リンゴの保存期間を 16 日間に延長することができます。シンナムアルデヒド活性食品包装フィルムを切りたての人参の包装に適用すると、カビや酵母の増殖が抑制され、野菜の腐敗率が減少し、保存期間が 12 日間延長されました。

2. 肉製品の鮮度保持効果 肉製品は、たんぱく質、脂肪などが豊富に含まれており、栄養価が高く、独特の風味がございます。室温では、微生物の繁殖により肉のタンパク質、炭水化物、脂肪の分解が引き起こされ、その結果、肉が腐敗し、表面がベタベタし、色が濃くなり、弾力性が失われ、不快な臭いが発生します。シンナムアルデヒド活性食品包装フィルムは豚肉や魚の包装に広く使用されており、主に黄色ブドウ球菌、大腸菌、エロモナス菌、酵母菌、乳酸菌などの細菌の増殖を抑制し、賞味期限を8〜14日間延長できます。

3. 乳製品の鮮度保持効果 現在、中国における乳製品の消費量は年々増加している。チーズは栄養価とタンパク質が豊富な発酵乳製品です。しかし、チーズの賞味期限は短く、低温での廃棄率は依然として憂慮すべきものです。桂皮アルデヒド食品包装フィルムを使用すると、チーズの保存寿命を効果的に延長し、チーズの良好な味を確保し、チーズの腐敗を防ぐことができます。シンナムアルデヒド活性包装を使用すると、スライスチーズとチーズソースの賞味期限はそれぞれ 45 日と 26 日に延長され、資源の節約につながります。

4.でんぷん食品の鮮度保持効果 パンやケーキは小麦粉を加工して作られたでんぷん製品で、松綿が柔らかく、甘くておいしいです。しかし、パンやケーキは賞味期限が短く、販売中にカビが発生しやすく、品質低下や食品ロスの原因となります。スポンジケーキとスライスパンにシンナムアルデヒド活性食品包装を使用すると、ペニシリウムと黒カビの成長と繁殖を抑制し、保存期間をそれぞれ10〜27日間延長できます。

 

シンナムアルデヒドは、供給源が豊富で、静菌性が高く、毒性が低いという利点があります。食品活性包装における静菌剤としてのシンナムアルデヒドの安定性と徐放性は、送達キャリアを構築および最適化することによって改善することができ、これは生鮮食品の保管および輸送の品質を改善し、食品の賞味期限を延長する上で非常に重要です。近年、シンナムアルデヒドは食品包装の保存研究において多くの成果と進歩を遂げていますが、関連する応用研究はまだ初期段階にあり、解決すべき問題がまだいくつかあります。膜の機械的特性とバリア特性に対するさまざまな送達キャリアの影響の比較研究、さまざまな環境におけるシンナムアルデヒドとキャリアの作用機序とその放出速度の詳細な調査、成長則の影響の研究を通じて食品の腐敗に関する食品中の微生物の制御機構、および抗菌剤の放出のタイミングと放出速度に関する抗菌包装の制御機構。さまざまな食品保存要件を満たすことができるアクティブ包装システムを設計および開発します。