ES2279417T3 - Proceso y composicion de recubrimiento para extender la vida de almacenamiento de un producto post cosecha. - Google Patents

Proceso y composicion de recubrimiento para extender la vida de almacenamiento de un producto post cosecha. Download PDF

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Abstract

Un proceso para preservar producto frescos que comprenden la etapa de recubrir la superficie exterior del producto con una composición de recubrimiento que comprende una emulsión acuosa de 0.25 a 25% por peso de copolímero de cloruro de polivinilideno, y de 0.0005 a 10% por peso de tensoactivo.

Description

Proceso y composición de recubrimiento para extender la vida de almacenamiento de un producto post cosecha.
Campo de la invención
La presente invención está dirigida a un proceso para preservar producto post cosecha al recubrir el mismo con una composición de recubrimiento capaz de controlar la transmisión de gases y vapor de agua hacia adentro y fuera del producto durante la maduración y/o maduramiento del producto.
Antecedentes de la invención
Las técnicas habituales para la preservación de producto post cosecha fresco incluyen temperatura y/o tratamiento de presión, empaque en atmósfera controlada, técnicas de recubrimiento de cera y similares, técnicas de recubrimiento de polímero sintético, empaque de polímero e ingeniería genética de varias sendas metabólicas que originan maduramiento.
Varias composiciones de recubrimiento se han propuesto, por ejemplo, solución de solvente de petróleo de un formador de película cerosa y un fungicida (Pat U.S. No. 4,006,259); una mezcla de manteca de cerdo, y lecitina aplicado en estado fundido (Pat U.S. No. 4,207,347); aceite de jojoba hidrogenado (Pat U.S. No. 4,356,197); una sal de ácido carboxílico y una alquilamina (Pat U.S. No. 4,532,156); una emulsión de aceite en agua al 3% de aceite vegetal hidrogenado, ácido esteárico, y emulsificador aniónico, (Pat U.S. No. 4,649,057); la combinación de un ácido alimenticio, y un agente reductor comestible y un espesante carbohidrato seguido por congelamiento (Pat U.S. No. 4,751,091) una solución proteinaza desnaturalizada de frijoles de soya, trigo y maíz (Pat U.S. No. 5,128,159); simultáneamente restregar y empapar con un líquido que contiene fungicida (Pat U.S. No.5,148,738); una suspensión que consiste de subproductos de la producción de ciertos azucares y ácidos (Pat U.S. No.5,364,648); una mezcla de polímero polisacárido, un preservativo, un acidulante y emulsificadores (Pat U.S. No.5,198,254 y 5,376,391); y una composición activada con luz (Pat U.S. No.5,489,442).
Varias formas de empaques de producto se describen en las Pat U.S. No. 4,769,262; 5,030,510; 5,093,080;
5,160,768, 5,427,807; 5,547,693; y 5,575,418.
Algunas publicaciones Rusas y Japonesas han propuesto el uso de polivinilo alcohol como un recubrimiento de barrear de gas para el producto, pero pocos si es que alguno sugiere haber encontrado su forma en el mercado comercial.
La Patente U.S. No.6,165,529 y 6,203,833 de propiedad común del cesionario de estas solicitud, describen procesos altamente mejorados para preservar el producto fresco y las composiciones de recubrimiento por lo tanto comprendidas de polivinil alcohol soluble en agua fría sustancialmente hidrolizado, almidón soluble en agua fría de bajo peso molecular, y tensoactivo. Los ingredientes adicionales opcionales son agentes plastificadores, antimicrobianos, y antiespumantes, preferiblemente el almidón es la maltodextrina, el tensoactivo lecitina o sulfosuccinato de dioctil sodio, los antimicrobianos metilparabeno, y glicerina plastificadota.
Objetos y resumen de la invención
Un objeto de esta invención es suministrar un proceso de recubrimiento nuevo, mejorado y altamente económico para extender la vida de almacenamiento de producto post cosecha y una composición para esta.
Otro objeto de esta invención es suministrar un proceso para preservar productos post cosecha que prolongan el periodo durante el cual el producto puede ser almacenado a temperaturas ambiente sin el deterioro significativo del producto.
Un objeto adicional es suministrar un proceso para preservar producto fresco que retrasa la maduración, pérdida de agua, y maderamiento del producto post cosecha y por lo tanto prolonga la duración de tiempo entre la cosecha y el tiempo en el cual el producto está en primer condición para consumo.
De acuerdo con la invención, un proceso nuevo y mejorado recibe en la aplicación de la superficie exterior de producto post cosecha de una composición de recubrimiento mejorada que comprende una emulsión acuosa de 0.25 a 25% en peso de copolímero de polivinilideno cloruro, y desde 0.001 a 10% de tensoactivo, preferiblemente triton-X. Los ingredientes adicionales opcionales incluyen antimicrobianos, plastificadores, y agentes antiespumantes.
La composición de recubrimiento limita pero no evita el intercambio respiratorio, es decir, la transmisión de oxígeno (aire) hacia el producto, la transmisión de gases, por ejemplo etileno y dióxido de carbono, hacia fuera del producto, y la transmisión de vapor de agua para controlar y prolongar la maduración y el proceso de maduramiento y, para incrementar el tiempo de almacenamiento permisible entre cosecha y consumo.
Estos y otros objetos y ventajas de la invención serán evidentes para aquellos con una forma de habilidad en la técnica razonable luego de la descripción detallada.
Descripción detallada
La siguiente es una descripción detallada de ciertas modalidades de la invención que son consideradas actualmente por el inventor por ser el mejor modo de llevar a cabo la invención. Los dibujos no son considerados necesarios en tanto a que la siguiente descripción posibilitara a cualquier persona experta en la técnica a hacer uso de la invención.
Como se indicó anteriormente, la invención reside en el descubrimiento de que la aplicación de una composición de recubrimiento especialmente formulada a la superficie exterior del producto post cosecha en particular las frutas, especialmente aquellas que tienen una corteza, pellejo o piel, que no son comestibles, demoran significativamente la maduración, maduramiento y pérdida de agua. Esto a su vez prolonga la duración del tiempo entre la cosecha y las condiciones óptimas para el consumo de tal forma que una distribución más amplia de frutas frescas y vegetales se acomoda. Adicionalmente, la necesidad de transporte especializado y de equipo de almacenamiento y condiciones, tales como refrigeración, se pueden en muchos casos eliminar o al menos aliviar.
De acuerdo con la invención, la composición de recubrimiento es preferiblemente más fácil y económicamente aplicada a las superficies exteriores de las frutas y vegetales seleccionados mediante la aplicación de una emulsión liquida diluida.
La emulsión es preferiblemente acuosa y comprendida por porcentaje en peso (p/p) de 0.25 a 25%, preferiblemente 1% a 10% más preferiblemente 2% a 7% del copolímero de cloruro de polivinileno suspendido en agua, y 0.0001 a 10% y más preferiblemente de 0.01% a 1% de tensoactivo, tal como Triton-X45.
Opcionalmente, la composición de recubrimiento también puede incluir cualquiera o todo desde aproximadamente 0.05% a aproximadamente 1% de antimicrobianos, preferiblemente metilparabeno, una pequeña cantidad de plastificador, por ejemplo, polisorbato de 0.01% a 10% en peso de polímero de cloruro de polivinileno; y, preferiblemente 0.005% de un agente antiespumante, tal como polidimetilsiloxano.
La concentración de los constituyentes en el agua puede variar desde 0.25 a 7% en peso, es decir, la solución diluida está comprendida del 93 al 99% de agua en peso.
La solución acuosa se puede aplicar al producto de cualquier manera adecuada o de costumbre, por ejemplo, mediante invención del producto en el tanque o tina de la solución, al rociar la solución sobre el producto, o al pasar el producto a través de una cortina que cae hacia abajo a una pared de agua de la solución. La superficie exterior completa del producto, o cuando las porciones solo garantizadas de la superficie exterior del producto, se pueden recubrir con la solución para lograr la extensión de la vida de almacenamiento deseada. Cuando se rocían los recubrimientos del producto, el contenido de sólidos de la composición preferiblemente no debe exceder 20% y más preferiblemente 5%.
Luego de la aplicación del recubrimiento de la emulsión, el producto pos cosecha puede ser empacado en húmedo y subsecuentemente embarcado, o si se desea, el recubrimiento se pude secar en aire ambiente o un túnel de secado de aire forzado.
El recubrimiento formado en el producto de la emulsión tiene un grado de permeabilidad, posibilitando de esta manera el recubrimiento secado para los productos respiratorios de fácil intercambio con la atmósfera circundante. La extensión a la cual la respiración se acomoda; una función de las reacciones fisiológicas de las especies del producto y la composición química particular y el recubrimiento de emulsión. Aunque no se pretende estar ligado a ninguna teoría particular, el recubrimiento posibilita la transmisión limitada de oxígeno, etileno, y gases de dióxido de carbono producidos durante el proceso de maduración, o artificialmente expuestos al producto pos cosecha en cámaras de gasificación específicamente diseñadas. En particular el recubrimiento de la presente invención reduce significativamente la transmisión de vapor de agua y por lo tanto la pérdida de agua del producto reduciendo de esta manera o retrasando la deshidratación, que se manifiesta en si misma en el producto como encogimiento y reducción del tamaño del producto o arrugamiento de la piel de un producto.
En la presente invención se ha encontrado que las emulsiones de polivinilideno utilizadas tiene los mejores resultados si las emulsiones dan como resultado películas secas que tienen transmisiones de gas en los siguientes rangos, para oxígeno, el rango fue de 1 a 100 cm^{3}-\mum/(m^{2}-día-bar) a 25ºC y 85% de humedad relativa con el mayor rango preferido siendo 10-80 cm^{3}-\mum/(m^{2}-día-bar) 25ºC y 85% de humedad relativa, para vapor de agua el rango fue 1-50 cm^{3}-\mum/(m^{2}-día) a 38ºC y 90% de humedad relativa, con 10-30 g-\mum/(m^{2}-día) a 38ºC y 90% de humedad relativa siendo la preferida.
Los copolímeros de cloruro de polivinilideno utilizados en la presente invención pueden ser cualquiera de los siguientes, cloruro-co-polivinilideno, ácido acrílico, ácido metilacrílico, cloruro de vinilo, vinil acetato, metil metacrilato, propilpropileno, etileno, acrilatos, estílenos, o una combinación de los monómeros de mención anterior que forman una composición de copolímero.
Para lograr los objetos y ventajas de la invención y suministrar una emulsión que forme una película continua delgada en la superficie del producto pos cosecha que extiende la vida de almacenamiento del producto, la siguiente composición de recubrimiento, basada en porcentaje en peso para agua es actualmente la preferida:
\newpage
DIOFAN A036 5%
Triton-X45 0.0005%
Agua 94.0095%
El DIOFAN A036 es el constituyente primario del recubrimiento para controlar el intercambio de gas del producto pos cosecha. El Triton-X45 reduce la tensión superficial de la composición y facilita la formación de un recubrimiento muy uniforme en la superficie del producto, que es preferible para el desempeño consistente.
Un número de copolímeros de cloruro de polivinilideno se pueden utilizar en la presente invención tal como DIOFAN A036, A736, A115, A716, 193D, A232, A050, A063 y A603, todos comercialmente disponibles (tales como la Solvay Corporation, Solvin S.A, Specialty Polymers, Bruselas Bélgica).
El agente sulfatante o humectante utilizado mejor la capacidad de la composición para recubrir uniformemente o adherir el recubrimiento a las superficies cerosas generalmente encontradas en producto pos cosecha. El Triton-X45 es más preferido pero uno puede utilizar Triton X, 15, 35, 45, 100, 102, 114, 165, 305, 405, 505, L-80N, así como también tensoactivos de Tergitol los cuales ambos están disponibles de Dow Chemical Company, Midland, Michigan, el Polisorbato conocido por el nombre comercial Tween-XXX donde X designa un dígito de 0 a 9 también se puede utilizar y están disponibles de ICI América's, Wilmington, Delaware. Dioctil sulfosuccinato de sodio proveniente de Cytec Corporation también se puede utilizar.
Opcionalmente, la composición de recubrimiento también puede incluir uno o más de los siguientes: desde 0.05% a 5% de antimicrobianos tales como triclosan y más preferiblemente metilparabeno, un fungicida desde 50 a 5000 partes por billón tales como TBZ, SOPP, o imalzalil, un plastificador tal como glicerina o polisorbato de 0.1% a 20% en peso de copolímero de cloruro de polivinilideno en el agua.
Un agente antiespumante se recomienda cuando el recubrimiento se aplica a post-cosechas producidas comercialmente. Durante la preparación y aplicación del recubrimiento sin un agente antiespumante resulta frecuentemente en espuma y un consecuente retraso en el tiempo de utilidad debido al lapso de tiempo antes que la espuma se disipa y el recubrimiento está listo para uso. Un agente antiespumante elimina el retraso y se emplea principalmente como un asunto de conveniencia de producción. En la presente invención el 0.001 a 0.5% de un agente antiespumante se puede utilizar como polidimetilsiloxano, conocido como FG-10 disponible de Dow Corning Corporation, Midland, Mich.
En el caso de las bananas y otras frutas y vegetales que tienen un periodo de preservación inicial entre la cosecha de iniciación del proceso de maduración y un segundo periodo de preservación entre la iniciación del proceso de maduración y el tiempo de consumo, el proceso de recubrimiento de la invención se puede emplear para propósitos de preservación de este o ambos de los dos periodos.
La solución de recubrimiento se prepara apropiadamente al mezclar agua desionizada con una emulsión concentrada que contiene aproximadamente 50% de sólidos por peso de copolímero de cloruro de polivinilo para ajustar a la concentración apropiada.
A esta solución se agrega mientras se mezcla la concentración apropiada de tensoactivo, biocida, y agente antiespumante para lograr al comportamiento industrial requerido para aplicación.
En un ejemplo de un ensayo comparativo experimental, se compran bananas no gasificadas previamente pero duras y verdes sustancialmente idénticas de un distribuidor local. Las bananas de control se cubren al sumergir la misma durante aproximadamente 10 segundos en una emulsión que contiene aproximadamente 5% por peso de copolímero de cloruro de polivinilideno tiofan A036 que contiene tensoactivo Triton-X45 seguido por secado al aire ambiente. Otra de las bananas no se trata en ninguna forma. Las bananas luego se almacenan en un refrigerador a 58ºF durante dos días. Luego las cajas de bananas se toman para un distribuidor y se colocan en una habitación con gas etileno durante dos días a aproximadamente 72ºF para acelerar el amarillamiento o maduración y almacenado a condiciones ambiente para lo restante del ensayo. Un método confiable para determinar la efectividad del recubrimiento en el retraso de la maduración es para observar la cantidad y tamaño de puntos marrón o "puntos de azúcar" que aparecen en la piel de la banana. Después de 4 días aparecen manchas marrón pequeñas sobre las bananas no tratadas y llegan a ser numerosas y grandes en el día 5. Por el contrario ninguna mancha marrón aparece en las bananas recubiertas con el polímero después de 6 días. Y después de 7 días una porción significativa de la piel de la banana no cubierta se mancha y menos del 10% de las bananas recubiertas tienen manchas marrón, que fueron muy pequeñas en comparación. Después de 8 días las bananas de control en su mayoría marrón y lisas al tacto mientras que las bananas cubiertas tienen manchas marrón pequeñas y el interior de la carne es firme sin pérdida de sabor u olor cuando se prueba. Bajo estas condiciones particulares el producto cubierto tiene al menos una mejor vida de almacenamiento de 2-3 días que los controles no cubiertos.
En otro ensayo comparativo, se consiguen piñas cosechadas frescas de una tienda de alimentos orgánicos. Uno de los mayores problemas con las piñas cosechadas frescas es la pérdida de peso durante el almacenamiento y la distribución. Cuatro piñas frescas que no tienen recubrimiento se utilizan como controles y cuatro piñas y coronas de la fruta se cubren con 5% de emulsión como en el ejemplo 1. La fruta se mantiene a temperatura ambiente durante 7 días después de recubrir y se mide la pérdida de peso. Después de 7 días la pérdida de peso de la célula de control promediada 10.7% y del producto cubierto es de 8.6% a 20% de reducción en pérdida de peso versus los controles. Para colocar eso en perspectiva sería un incremento de 20,000 libras de producto vendido en un embarque de 1,000,000 de libras. Adicionalmente, la fruta cubierta fue más firme al tacto y la carne interna no es traslucida ni exhibe puntos marrones internos, que es indicativo de la pérdida de la vida de almacenamiento versus el control que es traslucido y tiene manchas marrón en la mitad de las muestras.
Frutas adicionales y vegetales que son probables candidatos para la práctica exitosa de la invención incluyen, aguacate, melón, melón cantalupe, mango, papaya, plátanos, carambolo, limones, limas, naranjas, mandarinas, naranjillas, tangelos, uvas, litchi, guayaba, fruta de pan, kiwi y rambután.
Como se muestra mediante los ensayos experimentales, el proceso de recubrimiento de la invención mejora el control durante el intercambio respiratorio o gas en y particularmente agua y transmisión de vapor de agua del producto cubierto, y contribuye significativamente a prolongar la vida de almacenamiento del producto post-cosecha. También, el recubrimiento inhibe el crecimiento de moho fúngico y con aditivos apropiados inhibe el crecimiento bacterial en la superficie del producto.
Los objetos y ventajas de la invención por lo tanto han sido mostrados por ser logrados en una forma conveniente, económica, práctica y fácil.

Claims (11)

1. Un proceso para preservar producto frescos que comprenden la etapa de recubrir la superficie exterior del producto con una composición de recubrimiento que comprende una emulsión acuosa de 0.25 a 25% por peso de copolímero de cloruro de polivinilideno, y de 0.0005 a 10% por peso de tensoactivo.
2. Un proceso como se establece en la reivindicación 1, en donde el copolímero de cloruro de polivinilideno consiste de cloruro-co de polivinilideno, ácido acrílico, estireno, cloruro de vinilo, o combinaciones de los comonómeros mencionados anteriormente.
3. Un proceso establecido en la reivindicación 1 en donde el tensoactivo es polisorbato o sulfoccinato de sodio dioctilo.
4. Un proceso como se establece en la reivindicación 1 en donde la composición de recubrimiento incluye de 0.05 a 0.1% por peso de antimicrobianos.
5. Un proceso como se establece en la reivindicación 1 en donde la composición de recubrimiento de incluye de 50 a 1000 partes por billón de fungicidas.
6. Un proceso como se establece en la reivindicación 1 en donde la composición de recubrimiento incluye 0.005 a 0.1% de polidimetilsiloxano.
7. Una composición de recubrimiento para la preservación de producto fresco que comprende una emulsión acuosa de entre 0.25 a 25% por peso de copolímero de polivinilideno, y 0.005 a 10% de tensoactivo.
8. Una composición de recubrimiento como se establece en la reivindicación 7 en donde el tensoactivo comprende polisorbato o dioctil succinato de sodio.
9. Una composición de recubrimiento como se establece en reivindicación 7 que incluye de 0.05 a 25% por peso de antimicrobianos.
10. Una composición de recubrimiento como se establece en la reivindicación 7 que incluye de 25 a 1000 partes por billón de fungicida.
11. Una composición de recubrimiento como se establece en la reivindicación 1 que incluye de 0.005 a 0.1% de agente antiespumante polidimetilsiloxano.
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