ES2968295T3 - Composición para el control del escaldado superficial en pomáceas - Google Patents
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Abstract
La presente invención proporciona una nueva composición y un método para la conservación de frutas pomáceas, específicamente para controlar el escaldado producido por el daño por frío, que se basan en la utilización de escualano de origen vegetal como principio activo.
Description
DESCRIPCION
Composición para el control del escaldado superficial en pomáceas
Campo Técnico
La presente invención se relaciona con el campo técnico de la industria alimentaria y con productos para la conservación de alimentos; y en particular divulga un nuevo método y uso de una composición que comprende escualano a partir de aceite de oliva para el control del escaldado en frutas pomáceas.
Antecedentes
El escaldado superficial de frutas es un trastorno fisiológico causado por el estrés al frío al que se someten las frutas luego de su cosecha, como parte del almacenamiento por períodos prolongados superiores a tres meses. El escaldado se caracteriza por producir lesiones necróticas en la piel de las frutas que aparecen durante el período de exposición en anaquel, posterior a la conservación en frío, lo que genera manchas oscuras que alteran su apariencia externa. Lo anterior conduce a que el producto no sea elegido por los consumidores dado a que visualmente no es atractivo, perdiendo su valor comercial.
El escaldado superficial es uno de los trastornos fisiológicos más perjudiciales en pomáceas de almacenamiento prolongado, pues causa daños irreversibles y limita su conservación prolongada en frío. Las variedades de manzanas tales como Granny Smith, Fuji y Red Delicious, y variedades de peras tales como Packham's Triumph, Anjou y Barlett son las más afectadas. En Chile, la variedad Granny Smith de manzana es sin duda la más susceptible al escaldado y la que presenta mayores mermas a nivel comercial (Torres C., Hernández O., Fuentes M. (2012). Escaldado superficial en manzanas: nuevos desafíos.Pomáceas, Boletín Técnico,Vol. 12, No. 1). Otra variedad afectada es Law Rome (Mditshwa, A. et al. (2016). Clasificación de manzanas 'Granny Smith' con diferentes niveles de severidad de escaldadura superficial basada en metabolitos diana y análisis discriminante. Journal of Applied Botany and Food Quality, 89).
En manzanas, el daño oxidativo es superficial, manifestándose como manchas pardas sobre la piel, el cual generalmente no compromete la pulpa del fruto. El daño se atribuye a la oxidación de sesquiterpenos, compuestos volátiles presentes en las ceras de las manzanas. Durante el período de conservación en frío se produce la acumulación de alfa-farneseno, compuesto que posteriormente se oxida y genera sustancias tóxicas tales como trienos conjugados, los que son responsables de los síntomas del escaldado superficial. Otra variedad que se ve afectada es Law Rome (Mditshwa, A. et al. (2016). Classification of 'Granny Smith'apples with different levels of superficial scald severity based on targeted metabolites and discriminant analysis.Journal of Applied Botany and Food Quality,89.
En peras, el escaldado se puede presentar de dos formas: superficial y senescente. En la primera de estas formas, a diferencia de las manzanas, la época de cosecha no afecta el nivel de incidencia. Por otro lado, la sintomatología del escaldado senescente es similar a la del escaldado superficial, no obstante puede comprometer la pulpa del fruto y se manifiesta en peras almacenadas por más de 6-7 meses en frío (Torres C., Hernández O., Fuentes M. (2012). Escaldado superficial en manzanas: nuevos desafíos.Pomáceas, Boletín Técnico,Vol. 12, No. 1).
Para la prevención del escaldado superficial se han utilizado diversos compuestos químicos de aplicación en frutas, los que afectan su calidad o impiden su maduración. La difenilamina (de su sigla en inglés, DPA) es un compuesto químico que se aplica en las frutas posterior a su cosecha para el control del escaldado en manzanas y peras (patente US 3,526,519). En los últimos años la autoridad regulatoria Europea (EFSA,European Food Safety Authority)ha cuestionado severamente la inocuidad de este compuesto químico en las frutas, señalando que los estudios no son suficientes para acreditar la seguridad de su uso. La principal preocupación de dicha autoridad es que producto de la degradación de la difenilamina se pueden producir nitrosaminas, familia de compuestos carcinógenos potentes, que contaminan las frutas (EFSA (2012). Conclusion on the peer review of the pesticide risk assessment of the active substance diphenylamine.European Food Safety Authority, EFSA Journal10(1):2486-2527). Por lo tanto, desde el año 2012 la EFSA prohibió el uso de DPA en las manzanas y peras en Europa, reduciendo el límite permitido de DPA a 0,1 partes por millón en las frutas importadas (EC (2013). European Commission Regulation No 772/2012, 8 August 2013, amending Annexes II, III and V to Regulation (EC) No 396/2005 of the European Parliament and of the Council as regards maximum residue levels for diphenylamine in or on certain products.Oficial Journal of the European Union.L 217/2).
Otro compuesto químico ampliamente utilizado como anti-escaldante es la etoxiquina, el cual se usa principalmente en peras. Sin embargo, la autoridad sanitaria de la Comisión Europea en el año 2011 determinó que los datos conocidos sobre esta sustancia son insuficientes para concluir que fuese inocua para el medio ambiente y el ser humano. Por lo tanto, la etoxiquina pasó a ser un compuesto activo no permitido para la elaboración de productos fitosanitarios (Decisión de la Comisión, de 3 de marzo de 2011, relativa a la no inclusión de la etoxiquina en el anexo I de la Directiva 91/414/CEE del Consejo y por la que se modifica la Decisión 2008/941/CE de la Comisión [notificada con el número C(2011) 1265]).
Un tercer compuesto químico utilizado para el tratamiento del escaldado superficial en peras es el 1-metilciclopropeno (1-MCP). Si bien este compuesto puede ser un sustituto de la DPA o la etoxiquina, su efectividad no ha sido del todo demostrada, y además tiene el inconveniente puede inhibir por completo el proceso de maduración de las peras, impidiendo la maduración normal del fruto después de la post-cosecha en la conservación frigorífica. Esto conlleva a que las peras se mantengan duras, sin alcanzar la calidad requerida para el consumo (Chiriboga Varea, M. D. L. Á. (2012). Universidad de Lleida, España. Aspectos bioquímicos del bloqueo de la maduración de peras 'Conference' tratadas con 1-metilciclopropeno (1-MCP) y aplicación de sistemas de control. Capítulo 5.1. Escaldado superficial).
El estado de la técnica también divulga composiciones para el control del escaldado cuyo principio activo son compuestos químicos terpénicos. El escualeno es un compuesto orgánico triterpénico de 30 átomos de carbono (C30H50) que posee un papel importante como precursor de esteroles y se produce en un amplio rango de organismos, desde las bacterias hasta los propios seres humanos. Se ha utilizado como antioxidante natural, suplemento alimenticio y en la industria farmacéutica. La principal fuente de obtención de escualeno es de origen animal a partir del aceite de hígado de tiburón, sin embargo, actualmente existen preocupaciones medioambientales y de protección de la fauna marina que motivan a buscar nuevas fuentes alternativas de escualeno (Spanova, M., & Daum, G. (2011). Squalene-biochemistry, molecular biology, process biotechnology, and applications.European Journal of Lipid Science and Technology,113(11), 1299-1320).
La publicación de Nordby, H. E., & McDonald, R. E. (1990). Squalene applied to grapefruit prevents chilling injury.HortScience,25(9), 1094, describe una composición en aerosol para la prevención del daño por frío en frutas cítricas, específicamente pomelos, que consiste en escualeno entre el 5-10% disuelto en hexano. Las frutas tratadas se almacenaron a 5°C por cuatro semanas y en ellas se observó una disminución entre un 69-80% de incidencia en el daño por frío.
El escualano (nombre IUPAC 2,6,10,15,19,23-hexametiltetracosano) es un compuesto orgánico triterpénico de fórmula química C30H62 que posee diferentes propiedades. Es un aceite hidrocarbonado incoloro, inodoro e insípido que posee una alta estabilidad física y química, y una gran resistencia a la oxidación química. El escualano es producido naturalmente en pequeñas cantidades en la piel y es un componente importante del sebo, ayudando a mantener la piel humectada. Por esta razón, el escualano ha sido utilizado ampliamente como un importante ingrediente en la industria cosmética (Camin, F. et al. (2010). Stable isotope ratios of carbon and hydrogen to distinguish olive oil from shark squalene-squalane.Rapid communications in mass spectrometry,24(12), 1810-1816).
Tradicionalmente, el escualano se produce a partir de la hidrogenación catalítica del escualeno. Debido a que el escualeno en su estructura química posee múltiples dobles enlaces entre átomos de carbono, al entrar en contacto con el aire se oxida y genera compuestos con propiedades indeseables. Por el contrario, el escualano no posee dobles enlaces en su estructura química, lo que lo hace más estable en comparación con el escualeno (Brunner, G. et al. (2009). Phase Equilibrium of Hydrogen, Carbon Dioxide, Squalene, and Squalane.Journal of Chemical & Engineering Data,54(5), 1598-1609). La Figura 1 muestra las estructuras químicas del escualeno y del escualano.
En dependencia de la fuente desde donde se obtenga el escualeno como materia prima para la producción de escualano, el producto obtenido poseerá diferentes tipos de impurezas. De acuerdo a lo señalado por McPhee, D. et al. (2014). Squalane from Sugarcane.Cosmetics & Toiletries magazine,Vol. 129, No.6, el escualano, incluso 100% puro, contiene impurezas. El escualeno de origen animal obtenido de hígado de tiburón puede contener agentes contaminantes ambientales tales como bifenilos policlorados (PCBs), dioxinas y metales pesados que se acumulan en el hígado, los cuales se mantienen luego de obtener escualano. Por el contrario, el escualano obtenido a partir de escualeno de materias primas de origen vegetal, particularmente de aceite de oliva y de caña de azúcar no presenta este tipo de contaminantes, en cambio posee moléculas tales como ésteres de fitoesterol y ceras de cadena hidrocarbonada larga.
La patente US 4,921,715 describe un método para proteger frutas cítricas del daño por frío, que comprende aplicar un medio que contiene escualeno o un derivado de escualeno tal como el escualano (Sigma Chemical Company). Se describe en un ensayo experimental que estos compuestos al aplicarse en frutas cítricas son efectivos en la reducción del daño por frío, lo que permite almacenarlas a bajas temperaturas por un tiempo extendido. Particularmente, describe un experimento en donde se tomaron pomelos y se rociaron con Tritón X-100 suplementado con escualano al 1% o escualeno al 0,25%, y luego se almacenaron a 40°F (aproximadamente 4,4 °C) durante 3 a 5 semanas. Se encontró que la aplicación de estas soluciones a las frutas cítricas incrementó significativamente la resistencia al daño por frío.
La patente US 5,376,391 describe un método y una composición para aumentar la estabilidad de las frutas, vegetales u hongos que comprende al menos un polímero de tipo polisacárido, un agente preservante y un acidulante. Como divulgación general indica que la composición puede incluir opcionalmente un agente para prevenir daño causado por el frío, como es escualeno.
En consecuencia, aún no se cuenta con una solución óptima para combatir el escaldado superficial en manzanas y peras, que permita su protección a largo plazo y a la vez mantenga la calidad de las frutas.
Sumario de la Invención
La invención se describe en el siguiente pliego de reivindicaciones.
Breve descripción de las figuras
La Figura 1 describe la estructura química del escualeno y del escualano.
La Figura 2 describe el efecto de la aplicación de escualeno y escualano de origen animal en la superficie de manzanas cv. Granny Smith y la evaluación de la incidencia en el escaldado superficial (ES).
La Figura 3 muestra la reducción de la incidencia en el escaldado superficial de manzanas cv. Granny Smith al ser tratadas con diferentes prototipos de emulsiones cuyo principio activo es escualano de origen vegetal.
La Figura 4 muestra la reducción de la incidencia en el escaldado superficial de peras cv. Packham's Triumph en tres huertos comerciales (A y B) al ser tratadas con una emulsión cuyo principio activo es escualano de origen vegetal.
La Figura 5 muestra la reducción de la presencia de compuestos trienos conjugados en manzanas cv. Granny Smith tratadas con emulsiones de escualano de origen vegetal.
La Figura 6A muestra la cuantificación de la firmeza de la pulpa de manzanas cv. Granny Smith luego de la aplicación de una emulsión de escualano de origen vegetal. La Figura 6B muestra un gráfico del color de la piel de peras Packham's Triumph luego de la aplicación de una emulsión de escualano de origen vegetal.
Descripción detallada de la invención
La presente invención proporciona el uso de una composición para controlar el escaldado en pomáceas, en la que dicha composición comprende escualano de aceite de oliva como ingrediente activo en una concentración de 70% v/v y un vehículo apropiado seleccionado entre:
- ácido oleico como agente emulsionante en una concentración de 20% v/v, amoníaco en una concentración de 4% v/v y agua desionizada en una concentración de 6% v/v; o
- ácido graso de palma como agente emulsionante en una concentración de 20% v/v, amoníaco en una concentración de 4% v/v y agua desionizada en una concentración de 6% v/v; o
- un alcohol primario de 9 a 15 átomos de carbono como agente emulsionante en una concentración del 30% v/v; o
- éster de sorbitano como agente emulsionante en una concentración del 30% v/v;
en donde dicha composición se diluye hasta una concentración de 0,1 -10% v/v.
La invención también se refiere a un método para controlar el escaldado en pomáceas que comprende la aplicación de una composición a base de escualano de aceite de oliva que comprende escualano de aceite de oliva como ingrediente activo en una concentración de 70% v/v y un vehículo apropiado seleccionado entre:
- ácido oleico como agente emulsionante en una concentración del 20% v/v, amoníaco en una concentración del 4% v/v y agua desionizada en una concentración del 6% v/v;
- ácido graso de palma como agente emulsionante en una concentración de 20% v/v, amoníaco en una concentración de 4% v/v y agua desionizada en una concentración de 6% v/v; o
- un alcohol primario de 9 a 15 átomos de carbono como agente emulsionante en una concentración del 30% v/v; o
- éster de sorbitano como agente emulsionante en una concentración del 30% v/v,
y diluido a una concentración de 0,1 - 10% v/v en la superficie de las frutas pomáceas. De esta forma, se evita el trastorno fisiológico que afecta a las frutas cuando se almacenan en condiciones de frío y atmósfera controlada para conservarlas durante largos periodos. Este fenómeno se manifiesta principalmente en forma de manchas oscuras en la superficie o la piel de las frutas, que luego pueden extenderse a la pulpa de la fruta.
De esta forma se evita el trastorno fisiológico que afecta a las frutas al ser almacenadas en refrigeración y atmósfera controlada para conservarlas por períodos prolongados. Este fenómeno se manifiesta principalmente como manchas oscuras en la superficie o piel de las frutas, las que luego pueden extenderse hacia la pulpa del fruto.
En la presente invención, el escualano de aceite de oliva, también llamado fito-escualano, se utiliza como principio o ingrediente activo para una composición anti-escaldante en frutas pomáceas.
La composición debe aplicarse a la superficie de cualquier fruta de tipo pomácea. Se entenderá por pomácea a aquellas frutas de tipo pomo de la familia de las rosáceas, tales como manzanas, peras, membrillos, nísperos, entre otras, incluyendo todas las especies, híbridos y variedades existentes. Preferentemente, las frutas pomáceas son manzanas y peras. En una modalidad preferida, las manzanas pertenecen a las variedades Granny Smith, Golden Delicious, Gala, Fuji, Braeburn, Pink Lady, Rome Beauty, Stayman, Turley y Cortland. En otra modalidad preferida, las peras pertenecen a las variedades Packham's Triumph, Beurré D'Anjou, Red Anjou y Conférence. En otra modalidad preferida, los membrillos pertenecen a las variedades Champion, Común y Wranja. En otra modalidad preferida, los nísperos pertenecen a las variedades Argelino, Tanaka y Golden Nuget.
El escualano utilizado como principio activo para el control del escaldado superficial en pomáceas de la presente invención se obtiene a partir del aceite de oliva. Otras fuentes de escualano de origen vegetal que no forman parte de la presente invención son plantas de arroz, palma, amaranto; o azúcares o biomasa celulósica derivada de plantas como la caña de azúcar. Debido al origen vegetal de la materia prima para obtener escualano es que éste último se denomina “escualano de origen vegetal o fito-escualano”. Estas materias primas posteriormente pueden ser tratadas mediante diferentes procesos para la obtención de escualano. En una modalidad preferida de la presente invención, el escualano de origen vegetal se obtiene a partir de la hidrogenación del escualeno proveniente del aceite de oliva. Un ejemplo de dicho procedimiento para la obtención de escualano se especifica en la patente española ES 8,701,701, la cual comprende la hidrogenación de subproductos del refino del aceite de oliva, y en la publicación Ciriminna R. y cols. (2014). Catalytic Hydrogenation of Squalene to Squalane.Organic Process Research & Development,18(9), 1110-1115.
Otra alternativa para obtener escualano que no forma parte de la presente invención y se presenta únicamente a título ilustrativo, es a partir de materia prima obtenida de azúcares de plantas que se fermentan para obtener farneseno, el cual luego es dimerizado e hidrogenado para obtener escualano (F. Laserson (2013). Neossance, 3rd generation squalane.Expression Cosmétique, AZ Guide of Cosmetic Ingredients,pp 325-328).
La composición para el control del escaldado o "antiescaldado" en frutas pomáceas que comprende escualano de aceite de oliva como ingrediente activo en una concentración del 70% v/v, comprende adicionalmente un vehículo apropiado. Dicho vehículo comprende un agente emulsificante y otros compuestos para obtener una emulsión. El vehículo de la composición utilizada en la presente invención se selecciona entre:
- ácido oleico 20% v/v, amoníaco 4% v/v y agua desionizada 6% v/v; o
- ácido graso de palma 20% v/v, amoníaco 4% v/v y agua desionizada 6% v/v; o
- un alcohol primario de 9 a 15 átomos de carbono, preferentemente un alcohol primario de 12 a 14 átomos de carbono etoxilado con óxido de etileno, como Neodol® 30% v/v; o
- éster de sorbitano 30% v/v, preferiblemente polioxietilensorbitano monolaurato (Tween® - 21).
Las diferentes composiciones según la presente invención, se diluyen a 0,1 - 10% v/v en solución acuosa antes de ser aplicadas sobre frutas pomáceas. Preferentemente, el rango de dilución es 1 - 5% v/v en agua.
Opcionalmente, la composición puede comprender un agente estabilizador o un agente regulador del pH (entre 8-11). La composición puede tener forma líquida, gaseosa, en aerosol, en gelatina o en polvo.
La presente invención también proporciona un método para controlar el escaldado en frutas pomáceas que comprende los pasos de (i) proporcionar una composición cuyo principio activo es escualano de aceite de oliva en una concentración de 70% v/v y que además comprende un vehículo apropiado como se ha mencionado anteriormente, (ii) diluir dicha composición hasta una concentración de 0,1 -10% v/v y (iii) aplicar dicha composición diluida de forma que entre en contacto con la superficie de las frutas pomáceas. La aplicación puede realizarse por vía tópica mediante inmersión, nebulización o pulverización, o cualquier otra forma que permita el contacto de la composición con la superficie de las frutas durante al menos el tiempo de un segundo. En una realización preferida, la composición se aplica por inmersión o sumergiendo las frutas pomáceas en la misma durante un periodo de un minuto. En otra realización preferida, la composición se aplica en forma posterior a la cosecha del fruto, en un plazo inferior a 24 horas post-cosecha. La aplicación debe realizarse en forma previa a la conservación en frío.
El uso de la composición para el control del escaldado superficial producido por el frío en frutas pomáceas de la presente invención posee múltiples ventajas. La primera de ellas es que posee una actividad anti-escaldante superior al 90% en manzanas y superior al 98% en peras. El hecho de que el escualano se obtenga a partir de aceite de oliva lo hace compatible para la comercialización como productos orgánicos sustentables y amigables con el medio ambiente. El escualano de origen vegetal es un aceite claro, inodoro, incoloro y muy estable a la oxidación, y soporta además altas temperaturas. Gracias a las propiedades físico-químicas del escualano junto con los vehículos apropiados según la composición de la presente invención, es posible obtener una emulsión compatible y permeable en la superficie lipídica de las cutículas de las frutas cerosas, como es el caso de las pomáceas, al almacenarse en frío (entre -0,5 y 1°C) por períodos prolongados, inclusive por 28 semanas (7 meses) y posteriormente una semana a temperatura ambiente (20°C). A menor grosor de la cutícula, mayor es la efectividad de la composición, como se observa para el caso de las peras.
En comparación a las frutas cítricas, las frutas pomáceas tales como las manzanas, peras, membrillos y nísperos poseen una cáscara comestible. La composición utilizada en la presente invención permite controlar en proporciones significativas el escaldado en dichas frutas, sin presentar efectos adversos para los seres humanos al ser consumida.
Respecto a la calidad de las frutas pomáceas objeto de aplicación de la composición de la presente invención, la aplicación de escualano de aceite de oliva no ocasiona deterioro en la fruta ni altera su madurez.
Habiendo descrito las modalidades preferidas de la invención con referencia a las figuras que acompañan la descripción, se entenderá que la invención no se limita a dichas modalidades preferidas, y que cualquier experto en la materia podría realizar modificaciones, manteniendo la esencia de la invención.
A continuación se presentan ejemplos de realización de la invención, los cuales se han incluido con el objetivo de ilustrar la invención, sus modalidades preferidas y ejemplos comparativos, pero en ningún caso deben considerarse como restrictivas del alcance de la solicitud de patente, el cual sólo está delimitado por el contenido de las reivindicaciones que aquí se adjuntan.
EJEMPLOS
EJEMPLO 1. Efecto de la aplicación de escualeno y escualano de origen animal en frutas pomáceas para el control del escaldado superficial (Ejemplo comparativo).
La elección del escualano de origen vegetal como principio activo anti-escaldante para controlar el escaldado superficial de frutas pomáceas, no es trivial y se fundamenta pues según los resultados que se indican a continuación, el escualano de origen animal no posee actividad anti-escaldante en frutas pomáceas.
Se realizó un estudio en donde se aplicó a manzanas una composición cuyo principio activo fue escualeno (proveedor Merck®, Alemania) de origen animal (hígado de tiburón) o escualano obtenido a partir de la hidrogenación de éste (proveedor Merck®, Alemania), según se indica en la Tabla 1 a continuación.
Tabla 1. Formulación de composiciones en base a escualeno y escualano de origen animal (hígado de tiburón).
Las formulaciones anteriores se diluyeron en agua según se indica en la Tabla 1 y se aplicaron por inmersión por un minuto a la superficie de manzanas sanas de la variedad (cv.) Granny Smith inmediatamente después de la cosecha. Se obtuvieron 100 manzanas desde el Huerto La Alborada (VII Región, Chile) de la temporada 2010/2011 y luego de la aplicación de las composiciones se almacenaron durante 120 y 180 días en frío convencional (sin modificación de gases atmosféricos) entre 0 - 1°C y humedad relativa entre 85-90%. Luego, las frutas se mantuvieron por 7 días en exposición a temperatura ambiente (20°C). Como control o testigo se utilizaron 100 manzanas que no recibieron tratamiento pero que sí fueron sometidas a las mismas condiciones de temperatura señaladas. El análisis estadístico se realizó mediante una prueba de ANOVA y separación de medias o promedios a través del test de Tukey HSD. Las letras distintas indican diferencias significativas. (n.s. no significativo).
Como se puede observar en la Figura 2 los resultados indicaron que sólo a los 120 días de almacenamiento en frío convencional y 7 días de almacenamiento a temperatura ambiente (20°C) el escualeno de origen animal redujo la incidencia (número de fruto enfermos/número de frutos totales) de escaldado superficial de manera significativa en comparación con las manzanas testigos, no así el escualano de origen animal con el que se obtuvo un 60% de frutas escaldadas. Más aún, a los 180 días de almacenamiento en frío convencional y 7 días a temperatura ambiente (20°C) no se observaron diferencias significativas entre los tratamientos con escualeno y escualano de origen animal y el grupo control, en donde además el escualeno de origen animal no tuvo un efecto anti-escaldante significativo. De los resultados anteriores se desprende que el escualano de origen animal no posee actividad anti-escaldante en frutas pomáceas, en donde el 100% de las frutas tratadas con dicho compuesto sufrieron escaldado superficial, al igual que el grupo testigo de manzanas no tratadas.
Cabe destacar que, si bien en este estudio se demuestra que el escualeno de origen animal disminuye la incidencia de escaldado superficial a los 120 días de almacenaje (Figura 2), actualmente la utilización, ya sea de este compuesto o del escualano derivado de él de origen animal, no es viable pues por razones medioambientales y de protección a la fauna marina no se permite utilizar tiburones como materia prima (Spanova, M., & Daum, G. (2011). Squalene-biochemistry, molecular biology, process biotechnology, and applications.European Journal of Lipid Science and Technology,113(11), 1299-1320); y además por su origen hepático pueden contener agentes altamente tóxicos y metales pesados que son dañinos para la salud (McPhee, D. et al. (2014). Squalane from Sugarcane.Cosmetics & Toiletries magazine,Vol. 129, No.6), como se mencionó en el estado de la técnica anteriormente.
EJEMPLO 2. Uso del escualano de origen vegetal como principio activo anti-escaldante en frutas pomáceas.
Se preparó una composición en forma de emulsión cuyo principio activo fue escualano (Phytosqualane, Sophim, Francia) de origen vegetal según se indica en la Tabla 2 a continuación. A dicha composición se le denominó “Prototipo D”.
Tabla 2. Formulación de una composición en base a escualano de origen vegetal.
*: Formulación equivalente al prototipo número 7 de la Tabla 3 que se muestra más adelante.
El escualano utilizado se obtuvo a partir de la hidrogenación de escualeno del refino del aceite de oliva (información disponible en www.sophim.com/en/phytosqualan-0). El efecto de la composición en las diferentes dosis se evaluó en manzanas y peras.
Se tomaron 600 manzanas sanas cv. Granny Smith cosechadas del Huerto La Alborada (VII Región, Chile) de la temporada 2013/2014, se les aplicó por inmersión durante un minuto la composición “Prototipo D” en las diferentes dosis diluidas en agua y se almacenaron por 90 y 180 días en frío convencional entre 0 - 1°C y humedad relativa entre 85-90%, más 7 días de exposición a temperatura ambiente (20°C). Como testigo o control negativo se utilizaron frutas que no recibieron tratamiento pero que se sometieron a las mismas condiciones de temperatura señaladas. Como control positivo se aplicó difenilamina (DPA, 2.000 ppm), mientras que un grupo se trató con la composición Prototipo D (escualano de origen vegetal al 3%) y DPA (300 ppm). En cada grupo se utilizaron entre 50 y 100 manzanas. Posteriormente se evaluó la incidencia en el escaldado superficial de las frutas. El análisis estadístico se realizó mediante una prueba de ANOVA y separación de medias o promedios a través del test de Tukey HSD. Las letras distintas indican diferencias significativas entre los grupos.
Como se muestra en la Figura 3, todas las composiciones ensayadas cuyo principio activo es escualano de origen vegetal redujeron la incidencia al escaldado superficial en más del 98%, lo cual fue estadísticamente significativo en comparación a las frutas usadas como testigo y que no fueron tratadas.
En paralelo se repitió el mismo experimento anterior, esta vez utilizando peras cv. Packham's Triumph de dos huertos comerciales de la temporada 2013/2014. A las frutas se les aplicó superficialmente la composición “Prototipo D” diluida en agua al 2- 4% v/v y cuyo principio activo es escualano de origen vegetal y se almacenaron por 90 y 210 días en frío convencional a -0,5°C y humedad relativa entre 85-90%, más 7 días de exposición a temperatura ambiente (20°C). Como control negativo o testigo se usaron frutas sin tratar. El análisis estadístico se realizó mediante una prueba de ANOVA y separación de medias o promedios a través del test de Tukey HSD. Las letras distintas indican diferencias significativas entre los grupos. Posteriormente se evaluó la incidencia en el escaldado superficial y se encontró que todos los prototipos de composiciones de escualano (Phytosqualan, Sophim, Francia) de origen vegetal en concentraciones entre 2- 4% v/v utilizados disminuyeron la incidencia del escaldado superficial entre un 95-98%, según se muestra en la Figura 4.
De los resultados anteriores se desprende que el escualano de origen vegetal como ingrediente activo posee una actividad anti-escaldante efectiva para evitar la aparición de las indeseables manchas pardas oscuras que se producen al almacenar las frutas pomáceas en frío. En particular, en el caso de las manzanas, las composiciones ensayadas permitieron reducir la incidencia en el escaldado superficial en más de un 98% a los 180 días (Figura 3); mientras que en el caso de las peras, las composiciones en base a escualano de origen vegetal redujeron la incidencia en el escaldado entre un 95- 98% a los 210 días (7 meses) (Figura 4).
EJEMPLO 3. Composiciones que comprenden escualano de origen vegetal como principio activo antiescaldante para frutas pomáceas.
Las aplicaciones de los aceites en forma pura no son comercialmente viables, son muy tóxicas para la fruta, pues causan daño en las lenticelas y necrosis posterior a la aplicación. Por lo tanto, es preferente obtener una composición de escualano que además contenga un vehículo apropiado como para formar una emulsión y de esta forma estabilizar el principio activo antes de aplicarlo a la superficie de las frutas pomáceas.
Se ensayaron diferentes composiciones que comprenden escualano de origen vegetal como principio o ingrediente activo como anti-escaldante para frutas pomáceas, para lo cual se testearon diferentes agentes estabilizantes, emulgadores o emulsificantes para obtener una emulsión. El escualano utilizado se obtuvo a partir de la hidrogenación de escualeno del refino del aceite de oliva (información disponible en www.sophim.com/en/phytosqualan-0).
En la Tabla 3 se indican las proporciones de escualano de origen vegetal y los distintos emulsificantes evaluados, destacando aquellos prototipos que sí formaron una emulsión (7, 11, 13 y 22).
Tabla 3. Proporción (%) de emulsificantes e ingrediente activo en los diferentes prototipos evaluados.
Tabla 3 (continuación). Proporción (%) de emulsificantes e ingrediente activo en los diferentes prototipos evaluados.
De la Tabla 3 se desprende que no es trivial obtener una emulsión de escualano de origen vegetal, en donde los agentes emulsificantes preferidos son ácido oleico, ácido graso de palma, un alcohol primario surfactante como Neodol®, y un éster de sorbitano como Tween® - 21.
EJEMPLO 4. Evaluación de parámetros de calidad de frutas pomáceas tratadas con emulsiones de escualano de origen vegetal.
Dentro de los síntomas del escaldado superficial en pomáceas se encuentran manchas pardas o café en la piel de las frutas cuyo origen se atribuye a la oxidación del a-farneseno, compuesto natural presente en la fruta, y origina tríenos conjugados reactivos. Estos compuestos incluso pueden llegar a causar la muerte de las células vegetales hipodermales en caso de daño severo (Moggia, C., Moya-León, M. A., Pereira, M., Yuri, J. A., & Lobos, G. A. (2010). Effect of DPA [Diphenylamine] and 1-MCP [1-methylcyclopropene] on chemical compounds related to superficial scald of Granny Smith apples.Spanish Journal of Agricultural Research,8(1), 178-187).
La concentración de trienos conjugados fue estimada mediante espectrofotometría a diferentes longitudes de onda. La medición consistió en extraer muestras de piel de un área conocida y sumergirlas en n-hexano por 3 minutos para luego tomar una alícuota y leer a diferentes longitudes en un espectrofotómetro. Los tratamientos consistieron en la aplicación de una emulsión de escualano de origen vegetal y ácido oleico diluida al 2-4% en agua (Prototipo D o 7, según Tabla 3) y un grupo testigo sin tratar. Las mediciones se realizaron luego de 90 y 180 días de almacenamiento en frío convencional (sin modificación de gases atmosféricos) más un día de exposición a temperatura ambiente (20°C). Como control positivo se aplicó difenilamina (2.000 ppm) y como control negativo se utilizaron manzanas sin tratar. Uno de los grupos tratamientos consistió en aplicar una mezcla de difenialmina (300 ppm) y la emulsión de escualano vegetal diluida en agua al 3%. El análisis estadístico se realizó mediante una prueba de ANOVA y separación de medias o promedios a través del test de Tukey HSD. Las letras distintas indican diferencias significativas entre los grupos.
Según los resultados indicados en la Figura 5, la aplicación de la formulación en base a escualano de origen vegetal de la presente invención redujo significativamente la acumulación de compuestos trienos conjugados a los 90 y 180 días, siendo en este caso significativamente inferior a la difenilamina.
Posteriormente, en otro ensayo durante la temporada 2013/2014, se evaluaron parámetros de madurez, tales como firmeza de la pulpa y color de piel tanto en manzanas y peras. La firmeza de la pulpa se midió con un presionómetro automático (Fruit texture Analyzer, Modelo G-15, Guss) y el color de piel con un colorímetro (Minolta, CR 20°, Japón). Las evaluaciones se realizaron luego de la aplicación mediante inmersión de las frutas en una emulsión de escualano de origen vegetal y ácido oleico (Prototipo D o 7, según Tabla 3) y almacenamiento por 90 y 210 días en frío convencional más 1 ó 7 días a temperatura ambiente (20°C). El análisis estadístico se realizó mediante una prueba de ANOVA y separación de medias o promedios a través del test de Tukey HSD. Las letras distintas indican diferencias significativas entre los grupos.
Como se observa en la Figura 6, tanto en manzanas y peras la aplicación de la emulsión anti-escaldante en base a escualano de origen vegetal mostró efectos positivos en los parámetros de calidad del fruto, tales como mayor firmeza (A) y menos degradación del color de la piel (B) en comparación a las frutas controles o testigo no tratadas con la emulsión, pero sometidas a las mismas condiciones de temperatura señaladas.
Claims (10)
1. Uso de una composición que comprende escualano de aceite de oliva para controlar el escaldado en frutas pomáceas, en donde la composición comprende escualano en una concentración del 70% v/v y un vehículo seleccionado entre:
- ácido oleico como agente emulsionante en una concentración de 20% v/v, amoníaco en una concentración de 4% v/v y agua desionizada en una concentración de 6% v/v; o
- ácido graso de palma como agente emulsionante en una concentración de 20% v/v, amoníaco en una concentración de 4% v/v y agua desionizada en una concentración de 6% v/v; o
- un alcohol primario de 9 a 15 átomos de carbono como agente emulsionante en una concentración del 30% v/v; o
- éster de sorbitano como agente emulsionante en una concentración del 30% v/v;
en donde dicha composición se diluye para su uso hasta una concentración de 0,1 -10% v/v.
2. El uso de la reivindicación 1, en donde el alcohol primario es un alcohol primario de 12 a 14 átomos de carbono etoxilado con óxido de etileno.
3. El uso de la reivindicación 1, en donde el éster de sorbitano es polioxietilensorbitano monolaurato.
4. El uso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la composición se diluye a una concentración de 1 - 5% v/v.
5. El uso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las frutas pomáceas son manzanas o peras.
6. Un método para el control del escaldado en frutas pomáceas que comprende los siguientes pasos:
i) proporcionar una composición que comprende escualano de aceite de oliva en una concentración del 70% v/v y un vehículo seleccionado entre:
- ácido oleico como agente emulsionante en una concentración de 20% v/v, amoníaco en una concentración de 4% v/v y agua desionizada en una concentración de 6% v/v; o - ácido graso de palma como agente emulsionante en una concentración de 20% v/v, amoníaco en una concentración de 4% v/v y agua desionizada en una concentración de 6% v/v; o - un alcohol primario de 9 a 15 átomos de carbono como agente emulsionante en una concentración del 30% v/v; o
- éster de sorbitano como agente emulsionante en una concentración del 30% v/v;
ii) diluir dicha composición hasta una concentración de 0,1 -10% v/v; y
iii) poner en contacto dicha composición diluida con la superficie de las frutas pomáceas.
7. El método de la reivindicación 6, en donde el contacto entre la composición diluida y la superficie de las frutas pomáceas se realiza mediante inmersión, nebulización o pulverización.
8. El método de la reivindicación 6, en donde el contacto entre la composición diluida y la superficie de las frutas pomáceas se realiza durante al menos un segundo.
9. El método de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en donde las frutas pomáceas son manzanas o peras.
10. El método de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en donde en el paso ii) la composición se diluye a una concentración de 1 - 5% v/v.
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