खाद्य पैकेजिंग में सिनामाल्डिहाइड का जीवाणुरोधी अनुप्रयोग

सिनेमलडिहाइड दालचीनी के आवश्यक तेल का 85% से 90% हिस्सा होता है, और चीन दालचीनी के प्रमुख उत्पादन क्षेत्रों में से एक है, जहाँ सिनेमलडिहाइड के प्रचुर भंडार हैं। सिनेमलडिहाइड (C9H8O) की आणविक संरचना में एक्रीलीन से जुड़ा एक फेनिल समूह होता है। प्राकृतिक रूप से यह पीले या पीले-भूरे रंग का गाढ़ा तरल होता है, जिसमें दालचीनी और कोक की अनूठी और तीव्र सुगंध होती है, और इसका उपयोग मसालों और चटनी में किया जा सकता है। वर्तमान में, सिनेमलडिहाइड की व्यापक-स्पेक्ट्रम जीवाणुरोधी क्रिया और इसकी क्रियाविधि पर कई रिपोर्टें प्रकाशित हुई हैं, और अध्ययनों से पता चला है कि सिनेमलडिहाइड का जीवाणुओं और कवकों पर अच्छा जीवाणुरोधी प्रभाव होता है। चिकित्सा क्षेत्र में, कुछ अध्ययनों ने चयापचय रोगों, संचार प्रणाली रोगों, ट्यूमर-रोधी और अन्य पहलुओं में सिनेमलडिहाइड के अनुसंधान की प्रगति की समीक्षा की है, और पाया है कि सिनेमलडिहाइड में मधुमेह-रोधी, मोटापा-रोधी, ट्यूमर-रोधी और अन्य औषधीय गुण होते हैं। अपने समृद्ध स्रोतों, प्राकृतिक अवयवों, सुरक्षा, कम विषाक्तता, अद्वितीय स्वाद और व्यापक जीवाणुरोधी प्रभाव के कारण, यह संयुक्त राज्य अमेरिका और चीन के खाद्य एवं औषधि प्रशासन द्वारा अनुमोदित खाद्य योज्य है। यद्यपि इसके उपयोग की अधिकतम मात्रा पर कोई सीमा नहीं है, फिर भी इसकी वाष्पशीलता और तीखी गंध खाद्य पदार्थों में इसके व्यापक उपयोग को सीमित करती है। खाद्य पैकेजिंग फिल्म में सिनामाल्डिहाइड को मिलाने से इसकी जीवाणुरोधी क्षमता में सुधार होता है और भोजन पर इसके संवेदी प्रभाव को कम किया जा सकता है, जिससे खाद्य भंडारण और परिवहन की गुणवत्ता में सुधार होता है और शेल्फ लाइफ बढ़ती है।

1. जीवाणुरोधी मिश्रित झिल्ली मैट्रिक्स

खाद्य पदार्थों की जीवाणुरोधी पैकेजिंग फिल्म पर किए गए अधिकांश शोध में प्राकृतिक और अपघटनीय पदार्थों का उपयोग फिल्म निर्माण मैट्रिक्स के रूप में किया जाता है, और पैकेजिंग फिल्म को कोटिंग, कास्टिंग या उच्च तापमान एक्सट्रूज़न विधि द्वारा तैयार किया जाता है। विभिन्न झिल्ली सब्सट्रेट और सक्रिय पदार्थों की क्रियाविधि और अनुकूलता भिन्न होने के कारण, तैयार झिल्ली के गुण भी भिन्न होते हैं, इसलिए उपयुक्त झिल्ली सब्सट्रेट का चयन अत्यंत महत्वपूर्ण है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले फिल्म निर्माण सब्सट्रेट में सिंथेटिक बायोडिग्रेडेबल पदार्थ जैसे पॉलीविनाइल अल्कोहल और पॉलीप्रोपाइलीन, प्राकृतिक पदार्थ जैसे पॉलीसेकेराइड और प्रोटीन, और मिश्रित पदार्थ शामिल हैं। पॉलीविनाइल अल्कोहल (पीवीए) एक रेखीय बहुलक है, जो आमतौर पर क्रॉसलिंक होने पर एक त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना बनाता है, और इसमें उत्कृष्ट यांत्रिक गुण और अवरोधक गुण होते हैं। प्राकृतिक झिल्ली-जैसे मैट्रिक्स संसाधन प्रचुर मात्रा में और व्यापक रूप से उपलब्ध हैं। उदाहरण के लिए, पॉलीलैक्टिक एसिड को स्टार्च और मक्का जैसे कच्चे माल से किण्वित किया जा सकता है, जिसके पर्याप्त और नवीकरणीय स्रोत हैं, अच्छी बायोडिग्रेडेबिलिटी और बायोकम्पैटिबिलिटी है, और यह एक आदर्श पर्यावरण-अनुकूल पैकेजिंग सामग्री है। मिश्रित मैट्रिक्स अक्सर दो या दो से अधिक झिल्ली मैट्रिक्स से बना होता है, जो एकल झिल्ली मैट्रिक्स की तुलना में पूरक भूमिका निभा सकते हैं।

पैकेजिंग फिल्म की उपयुक्तता का मूल्यांकन करने के लिए यांत्रिक गुण और अवरोधक गुण महत्वपूर्ण संकेतक हैं। सिनामाल्डिहाइड के मिलाने से पॉलीमर झिल्ली मैट्रिक्स के साथ क्रॉस-लिंकिंग होती है, जिससे आणविक तरलता कम हो जाती है। पॉलीसेकेराइड नेटवर्क संरचना की निरंतरता में कमी के कारण टूटने पर बढ़ाव में कमी आती है, और सिनामाल्डिहाइड के मिलाने से फिल्म निर्माण प्रक्रिया के दौरान हाइड्रोफिलिक समूह में वृद्धि के कारण तन्यता शक्ति में वृद्धि होती है। इसके अतिरिक्त, सिनामाल्डिहाइड मिश्रित झिल्ली की गैस पारगम्यता में सामान्यतः वृद्धि होती है, जिसका कारण सिनामाल्डिहाइड का पॉलीमर में फैलाव होकर छिद्र, रिक्त स्थान और चैनल बनाना, जल अणुओं के द्रव्यमान स्थानांतरण प्रतिरोध को कम करना और अंततः सिनामाल्डिहाइड मिश्रित झिल्ली की गैस पारगम्यता में वृद्धि होना हो सकता है। कई मिश्रित झिल्लियों के यांत्रिक गुण और पारगम्यता समान हैं, लेकिन विभिन्न बहुलक सब्सट्रेटों की संरचना और गुण भिन्न होते हैं, और सिनामाल्डिहाइड के साथ अलग-अलग अंतःक्रियाएं पैकेजिंग फिल्म के प्रदर्शन को प्रभावित करेंगी, और फिर इसके अनुप्रयोग को प्रभावित करेंगी, इसलिए उपयुक्त बहुलक सब्सट्रेट और सांद्रता का चयन करना बहुत महत्वपूर्ण है।

दूसरा, सिनामाल्डिहाइड और पैकेजिंग फिल्म को जोड़ने की विधि

हालांकि, सिनामाल्डिहाइड पानी में बहुत कम घुलनशील होता है, जिसकी घुलनशीलता केवल 1.4 मिलीग्राम/मिलीलीटर होती है। हालांकि मिश्रण तकनीक सरल और सुविधाजनक है, लेकिन वसा में घुलनशील सिनामाल्डिहाइड और पानी में घुलनशील झिल्ली मैट्रिक्स के दो चरण अस्थिर होते हैं, और फिल्म निर्माण प्रक्रिया में आमतौर पर आवश्यक उच्च तापमान और उच्च दबाव की स्थितियां झिल्ली में उपलब्ध सिनामाल्डिहाइड की सांद्रता को काफी कम कर देती हैं। इससे आदर्श जीवाणुनाशक प्रभाव प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है। एम्बेडिंग तकनीक एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें सक्रिय पदार्थ को लपेटने या सोखने के लिए दीवार सामग्री का उपयोग किया जाता है, ताकि प्रदर्शन सहायता या रासायनिक सुरक्षा प्रदान की जा सके। पैकेजिंग सामग्री में सिनामाल्डिहाइड को स्थिर करने के लिए एम्बेडिंग तकनीक का उपयोग करने से इसका धीमा विमोचन हो सकता है, प्रतिधारण दर में सुधार हो सकता है, फिल्म की जीवाणुरोधी अवधि बढ़ सकती है और पैकेजिंग फिल्म के यांत्रिक गुणों को अनुकूलित किया जा सकता है। वर्तमान में, पैकेजिंग फिल्म के साथ सिनामाल्डिहाइड को संयोजित करने की सामान्य वाहक निर्माण विधियों को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: कृत्रिम वाहक निर्माण और प्राकृतिक वाहक निर्माण, जिनमें पॉलिमर एम्बेडिंग, नैनो लिपोसोम एम्बेडिंग, साइक्लोडेक्सट्रिन एम्बेडिंग, नैनो क्ले बाइंडिंग या लोडिंग शामिल हैं। परत स्व-संयोजन और इलेक्ट्रोस्पिनिंग के संयोजन के माध्यम से, सिनामाल्डिहाइड वितरण वाहक को अनुकूलित किया जा सकता है, और सिनामाल्डिहाइड की क्रिया विधि और अनुप्रयोग सीमा को बढ़ाया जा सकता है।

दालचीनी एल्डिहाइड सक्रिय खाद्य पैकेजिंग फिल्म का अनुप्रयोग

विभिन्न प्रकार के खाद्य पदार्थों में पानी की मात्रा, पोषक तत्वों की संरचना और भंडारण एवं परिवहन की स्थितियाँ भिन्न-भिन्न होती हैं, और खाद्य पदार्थों को खराब करने वाले सूक्ष्मजीवों की वृद्धि की गतिशीलता भी बहुत अलग होती है। विभिन्न खाद्य पदार्थों के लिए सिनामाल्डिहाइड जीवाणुरोधी पैकेजिंग का संरक्षण प्रभाव भी भिन्न होता है।

1. सब्जियों और फलों को लंबे समय तक ताजा रखने का प्रभाव

चीन प्राकृतिक संसाधनों से समृद्ध है, जिनमें सब्जियों और फलों का उत्पादन और बाजार में खपत बहुत अधिक है। हालांकि, सब्जियों और फलों में नमी और शर्करा की मात्रा अधिक होती है, ये पोषक तत्वों से भरपूर होते हैं, लेकिन भंडारण, परिवहन और बिक्री के दौरान सूक्ष्मजीवों से दूषित होने और खराब होने की संभावना रहती है। वर्तमान में, जीवाणुरोधी पैकेजिंग फिल्म का उपयोग सब्जियों और फलों के भंडारण और परिवहन की गुणवत्ता में सुधार करने और उनकी शेल्फ लाइफ बढ़ाने का एक महत्वपूर्ण साधन है। सेब की पैकेजिंग के लिए सिनामाल्डिहाइड-पॉलीलैक्टिक एसिड मिश्रित फिल्म का उपयोग पोषक तत्वों की हानि को कम करता है, प्रकंद की वृद्धि को रोकता है और सेब की भंडारण अवधि को 16 दिनों तक बढ़ाता है। जब ताजी कटी गाजर की पैकेजिंग के लिए सिनामाल्डिहाइड सक्रिय खाद्य पैकेजिंग फिल्म का उपयोग किया गया, तो फफूंद और खमीर की वृद्धि को रोका गया, सब्जियों के सड़ने की दर कम हुई और शेल्फ लाइफ 12 दिनों तक बढ़ गई।

2. मांस उत्पादों का ताजगी बनाए रखने का प्रभाव: मांस खाद्य पदार्थ प्रोटीन, वसा और अन्य पदार्थों से भरपूर होते हैं, जो पोषण से भरपूर और स्वाद में अद्वितीय होते हैं। कमरे के तापमान पर, सूक्ष्मजीवों के प्रजनन से मांस के प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और वसा का अपघटन होता है, जिसके परिणामस्वरूप मांस खराब हो जाता है, सतह चिपचिपी हो जाती है, रंग गहरा हो जाता है, लोच कम हो जाती है और दुर्गंध आने लगती है। सिनामाल्डिहाइड युक्त खाद्य पैकेजिंग फिल्म का व्यापक रूप से सूअर के मांस और मछली की पैकेजिंग में उपयोग किया जाता है, जो मुख्य रूप से स्टैफिलोकोकस ऑरियस, एस्चेरिचिया कोलाई, एयरोमोनास, यीस्ट, लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया और अन्य बैक्टीरिया के विकास को रोकता है, और 8 से 14 दिनों तक शेल्फ लाइफ बढ़ा सकता है।

3. दुग्ध उत्पादों की ताजगी बनाए रखने का प्रभाव: वर्तमान में, चीन में दुग्ध उत्पादों की खपत साल दर साल बढ़ रही है। पनीर एक किण्वित दूध उत्पाद है जो पोषक तत्वों और प्रोटीन से भरपूर होता है। लेकिन पनीर की शेल्फ लाइफ कम होती है और कम तापमान पर इसकी बर्बादी की दर चिंताजनक है। सिनेमल्डिहाइड युक्त खाद्य पैकेजिंग फिल्म का उपयोग पनीर की शेल्फ लाइफ को प्रभावी ढंग से बढ़ा सकता है, पनीर के स्वाद को बरकरार रख सकता है और पनीर को बासी होने से बचा सकता है। सिनेमल्डिहाइड युक्त पैकेजिंग का उपयोग करने के बाद पनीर के स्लाइस और पनीर सॉस की शेल्फ लाइफ क्रमशः 45 दिन और 26 दिन तक बढ़ जाती है, जो संसाधनों की बचत के लिए सहायक है।

4. स्टार्चयुक्त खाद्य पदार्थों जैसे ब्रेड और केक की ताजगी बनाए रखने की क्षमता: ये स्टार्चयुक्त उत्पाद गेहूं के आटे से बने होते हैं, जिनमें मुलायम पाइन कॉटन होता है, जो मीठे और स्वादिष्ट होते हैं। हालांकि, ब्रेड और केक की शेल्फ लाइफ कम होती है और बिक्री के दौरान इनमें फफूंद लगने का खतरा रहता है, जिससे गुणवत्ता में गिरावट और खाद्य पदार्थों की बर्बादी होती है। स्पंज केक और स्लाइस ब्रेड में सिनामाल्डिहाइड युक्त सक्रिय खाद्य पैकेजिंग का उपयोग पेनिसिलियम और काली फफूंद की वृद्धि और प्रसार को रोक सकता है, जिससे इनकी शेल्फ लाइफ क्रमशः 10 से 27 दिनों तक बढ़ जाती है।

 

सिनेमलडिहाइड प्रचुर मात्रा में उपलब्ध है, इसमें उच्च जीवाणुनाशक गुण हैं और यह कम विषैला होता है। खाद्य पदार्थों की सक्रिय पैकेजिंग में जीवाणुनाशक एजेंट के रूप में, डिलीवरी कैरियर के निर्माण और अनुकूलन द्वारा सिनेमलडिहाइड की स्थिरता और धीमी गति से रिलीज को बेहतर बनाया जा सकता है, जो ताजे खाद्य पदार्थों के भंडारण और परिवहन की गुणवत्ता में सुधार और खाद्य पदार्थों की शेल्फ लाइफ बढ़ाने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। हाल के वर्षों में, खाद्य पैकेजिंग संरक्षण के अनुसंधान में सिनेमलडिहाइड ने कई उपलब्धियां और प्रगति हासिल की हैं, लेकिन संबंधित अनुप्रयोग अनुसंधान अभी भी प्रारंभिक चरण में है और कुछ समस्याओं का समाधान किया जाना बाकी है। विभिन्न डिलीवरी कैरियर के झिल्ली के यांत्रिक गुणों और अवरोधक गुणों पर पड़ने वाले प्रभावों के तुलनात्मक अध्ययन, विभिन्न वातावरणों में सिनेमलडिहाइड और कैरियर की क्रियाविधि और इसकी रिलीज गति का गहन अध्ययन, खाद्य पदार्थों में सूक्ष्मजीवों के विकास के नियम का खाद्य पदार्थों के खराब होने पर पड़ने वाले प्रभाव और जीवाणुरोधी पैकेजिंग के रोगाणुरोधी एजेंटों के समय और रिलीज गति पर पड़ने वाले नियामक तंत्र का अध्ययन करके, विभिन्न खाद्य संरक्षण आवश्यकताओं को पूरा करने वाले सक्रिय पैकेजिंग सिस्टम का डिजाइन और विकास किया जा सकता है।