CN104320974A - 用于植物物质的可食用涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明公开用于减少收获后的可食用的植物物质的重量损失和/或保存收获后的可食用的植物物质的天然光泽的组合物和方法。特别地，所述方法包括把组合物应用到所述植物物质的表面，所述组合物包含：具有低于70℃的熔化温度的食用蜡、水胶体、脂肪酸、乳化剂以及水，其中所述食用蜡以所述组合物的总重量的从约10％到约25％范围内的重量百分比存在。

Description

用于植物物质的可食用涂层
发明领域
本发明涉及用于通过减少可食用的植物物质特别是水果和蔬菜在收获后的重量损失同时保存所述植物物质的外部光泽外观来延长所述植物物质的保存期限的组合物和方法。
发明背景
利用被限定为被应用到食物表面的蜡或其他物质的薄层的可食用涂层来增加食物的保存期限已经有800多年了。在美国，自20世纪30年代以来蜡涂层就已经在商业上被利用，在那时橙子用熔化的固体石蜡涂覆。这些早期的涂层被用来产生光泽表皮的外观。近年来，涂层已经被用来保存与水果和蔬菜的质量相关并且提供保存期限的延长的属性，这涉及重量损失和呼吸率的减小同时提供有光泽的外观并且可能防止由昆虫穿透诱发的损害(Nussinovitch在Modern biopolymer science:bridging the dividebetween fundamental treatise and industrial application,Kasapis等(编辑),New York Academic Press,Elsevier Inc.,295–326,2009)。
辣椒果实(pepper fruit)(川椒(Capsicum annuum)L.)天然地是空心的并且因此以有限的贮水容量为特征。因此，少量水分流失可能导致新鲜度和坚实度的损失、导致果实质量、保存期限以及市场价值的减少(Maalekuu等人,J.Am.Soc.Horticult.Sci.,130,735–741,2005)。缩短柿子椒收获后的寿命的主要因素是水分流失(Maalekuu等,Adv.Horticult.Sci.,17,187–191,2003)。在果实被收获时，其组织可以迅速地脱水，因为量化周围空气的含水量的水势(Ψ)远低于植物组织的水势(Ψ)，因此引起水从果实组织扩散到环境。因此，果实收获后的皱缩发生(Dijkink等人,Postharvest Biol.Technol.,32,311–320,2004)。松软(flaccidity)、皱缩、萎蔫以及腐烂是减弱适销性和消费者对收获后的柿子椒果实的接受度的主要问题。松软也与在存储期间发生呼吸以及水扩散通过表皮时的水分流失直接相关。皱缩和萎蔫是在5％或更多的水分流失中是明显的过程。因此，减少特别是通过表皮扩散的水分流失将有助于保持果实的质构品质和外部外观，因此改进其保存期。
已经采用通过单个密封、收缩包裹物或改变氛围的包装(MAP)在果实周围获得水饱和的氛围。单个地包裹在塑料薄膜中的柿子椒示出在重量损失以及软化上的显著减少，这导致延长的保存期限。虽然单个密封和MAP似乎减少柿子椒果实的水分流失，但是大量的限制抑制商业用途。已经遇到的一种限制是因为在存储或运输期间由温度波动引起的水冷凝而形成好氧微生物。注意的是，与未包裹的辣椒相比，薄膜包裹增加在柿子椒中细菌性软腐病的发生率。还已知的是，如与未包裹的辣椒相比，收缩包裹的辣椒形成更高种群的总的好氧微生物、酵母以及霉菌。另一种限制涉及关于使用塑料材料的环境担忧。因此，从环保的角度看，用可食用的或可生物降解的材料代替塑料薄膜是有吸引力的。
如今用于减少收获后果实的水分流失的最常用的方法包括降低温度和/或升高存储环境的相对湿度(RH)。然而，这些存储环境可以引起冷却损伤、增强疾病发展并且增加果实腐烂的发生率。通常，如与其他果实相比，保存收获后的柿子椒的质量是相对难的，因为辣椒对低温(<7℃)、水分流失以及腐败发展的敏感性(Meir等人,Postharvest Biol.and Technol.,5,303–3091995)。
可食用涂层和薄膜在水果和蔬菜中的应用已经受到了全世界对改进收获后寿命的认识(Lerdthanangkul等人,J.Food Sci.,61,176–179,1996；Conforti等人,Food Chem.Toxicol.,67,1360–1363,2002；等人,Euro.Food Res.Technol.,214,320–326,2002；Ayranci等人,Food Chem.,87,339–342,2004；Beaulieu等人,Indust.Crops and Products,30,271–275,2009；Sabularse等人,Int.J.Food Sci.Nutri.,60,206–218,2009)。然而，尽管有其优点，用于果实的可食用的涂层也可能不利地影响其质量。例如，被用来降低水分流失速率的可食用涂层可以干扰果实的呼吸，导致异味(off-flavor)(Park,Trends Food Sci.Technol.,10,254–260,1999；Chen等人,FoodHydrocolloids,14,561–568,2000)。此外，食物的表面光泽是非常重要的参数，因为在消费者眼中其反映出它的质量。与其他果实相比，柿子椒具有非常高的天然光泽水平(Nussinovitch等人,Lebensmittel-Wissenschaftund-Technologie,29,184–186,1995)。当用可利用的涂层制剂来处理非常有光泽的表面比如红柿子椒的那些时，其天然的光亮可以被减小。
本发明的发明人之一的美国专利第6,299,915号和第6,068,867号公开用于食物和/或农业产品的水胶体(hyrdrocolloid)保护涂层，所述水胶体保护涂层包含干燥的水胶体凝胶、与所述产品的表面隔离的一种或更多种天然化合物或基本上与其等效的化合物以及其他任选的添加剂。保护涂层提供产品的改进的保护，从而延长其保存期限。
美国专利申请第2004/0146617号和美国专利第7,222,455号公开用于在水果或蔬菜比如樱桃中压制裂化、茎的褐化、以及水分流失的方法。方法包括把某种量的蜡乳液应用到水果或蔬菜，所述蜡乳液包含复合烃、一种或更多种乳化试剂以及水的基质。在某些实施方案中，蜡乳液包含从约0.125％到约25％(重量/重量)的巴西棕榈蜡、从约0.1％到约16％(重量/重量)的油酸、以及从约0.03％到约6％(重量/重量)的吗啉、以及从约53％到约99.7％(重量/重量)的水。
在果实上可食用涂层可以充当气体屏障或水分屏障。其可以有助于减小水分损失，和/或减少果实从环境中的摄氧量并且因此放慢呼吸。可食用涂层已经被报道在多种水果和蔬菜上是有效的(美国专利第7,771,763号和第7,169,423号)。壳聚糖涂层减少在13℃和20℃下在85％RH下的存储期间柿子椒的重量损失、呼吸率、颜色损失、萎蔫、以及真菌感染(El Ghaouth等人,Journal of Food Processing and Preservation,15(5),359–368,1991)。虽然已经进行若干尝试以设计用于柿子椒果实的可食用涂层，两个主要的问题仍然是未解决的。首先，涂层在涂覆的商品的重量损失上提供仅仅～4％的减少，并且其次，涂层减弱辣椒的天然光泽。
在本领域中仍然有对柿子椒的可食用涂层的未满足的需求，所述可食用涂层提供其保存期限的延长而不损害其天然光泽和味道。
发明概述
本发明提供可用于涂覆植物物质特别是具有高的天然光泽和有限的贮水容量的水果或蔬菜的可食用的基于水胶体-蜡的组合物，所述组合物包含具有低于70℃的熔化温度的食用蜡、水胶体、脂肪酸以及乳化剂。本发明的组合物通过减少植物收获后的水分流失延长用组合物涂覆的植物物质的保存期限，同时优选地通过刷净(brushing)或擦亮涂覆的商品保持植物物质的天然光泽外观。
本发明部分地基于意外的发现：用组合物涂覆具有天然光泽的水果和蔬菜明显地减少水果和蔬菜在收获后的水分流失而不影响其味道并且仅仅最低限度地影响其天然光泽，所述组合物包含按重量计组合物的至少10％的量的具有低于70℃的熔化温度的蜡和少于1％的非胶凝的水胶体。出人意料地，如与未涂覆的辣椒相比，本发明的组合物把涂覆的辣椒的重量损失减少了～50％，因此使涂覆的辣椒的保存期限相对于未涂覆的辣椒的保存期限加倍。虽然在用本发明的组合物涂覆时辣椒的天然光泽通常被减少了约25％，但是辣椒的刷净恢复其天然光亮，同时使涂覆的辣椒的重量损失保持明显低于未涂覆的辣椒的重量损失。
本发明的组合物是高度有利的，因为其恢复收获后的水果和蔬菜的天然光泽并且明显地减少其水分流失并且保存其悦人的味道。应理解的是，凭借本发明的组合物的成分的特定组合，获得三种效果，即：收获后的水果和蔬菜的天然光泽的恢复、水分流失的减少、以及味道的保存。虽然已知的涂覆组合物能够恢复收获后的水果和蔬菜的天然光泽，但它们通常危害这些水果和蔬菜的悦人的味道。因此，本发明的组合物首次提供用于涂覆收获后的水果和蔬菜的手段，所述手段恢复其天然光泽、减少其水分流失、并且保存其悦人的味道，从而延长其保存期限而不损害其吸引人的外观。
根据第一方面，本发明提供用于涂覆具有天然光泽的可食用的植物物质的组合物，所述组合物包含具有低于70℃的熔化温度的食用蜡、水胶体聚合物、脂肪酸、乳化剂以及水，其中食用蜡以大于湿的涂覆组合物的总重量的10％(w/w)并且优选地以等于或大于湿的涂覆组合物的总重量的15％(w/w)的量存在，其中组合物中的所述量的蜡减少了植物由于水蒸发造成的重量损失，同时保持植物物质的悦人的味道和天然光泽，如与用含有等于或低于10％的量的食用蜡或含有具有高于70℃的熔化温度的食用蜡的相同组合物涂覆的植物物质相比。根据某些实施方案，食用蜡应当构成湿的涂覆组合物的重量的约10％到约25％(w/w)并且优选地构成湿的涂覆组合物的重量的15％和25％(w/w)之间。因此，在使可食用植物表面上的涂层干燥之后，食用蜡将构成干燥的组合物的55％-80％(w/w)之间并且优选地60％-80％(w/w)之间。应强调的是，在涂覆植物物质之后，蜡-水胶体涂层被静置干燥，优选地在室温下。优选地，涂层的干燥得到具有低水分活度的水胶体-蜡涂层。通常，在植物物质表面上干燥的涂覆组合物包含至多10％的水、优选地至多5％的水、优选地至多3％的水并且更优选地至多2％的水。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。
根据某些实施方案，食用蜡具有至多75℃的熔化温度。根据某些实施方案，食用蜡具有在45℃和75℃之间的熔化温度。根据某些实施方案，食用蜡具有至多70℃的熔化温度。根据某些实施方案，食用蜡具有在50℃和70℃之间的熔化温度。根据某些实施方案，食用蜡选自动物蜡、昆虫蜡、植物蜡及其混合物；每种可能性代表本发明的单独的实施方案。根据某些实施方案，食用蜡是动物蜡或昆虫蜡。在某些优选的实施方案中，动物蜡或昆虫蜡是蜂蜡。在还某些另外的实施方案中，食用蜡是植物蜡。植物蜡的非限制性实例包括小烛树蜡、日本蜡、大豆蜡、杨梅蜡、蓖麻蜡及其混合物。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。根据还另外的实施方案，食用蜡选自矿蜡，比如但不限于蒙丹蜡。根据还另外的实施方案，食用蜡选自石油蜡。根据某些实施方案，石油蜡选自由以下组成的组：微晶蜡、石蜡及其混合物。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。
根据某些实施方案，组合物中的所述量的具有低于75℃并且优选地低于70℃的熔化温度的食用蜡足以向用组合物涂覆的收获后的可食用的植物物质提供以下参数：
1.水分流失的减少；
2.悦人味道的保存且没有异味；以及
3.天然光泽的恢复，
如与用在湿的组合物中包含少于10％(w/w)的蜡的组合物涂覆的可食用的植物物质相比，或与用包含相同量的蜡的组合物涂覆的可食用的植物物质(其中蜡具有75℃以上的熔点)相比。
水胶体聚合物通常以低于湿的涂覆组合物的总重量的2％(w/w)、优选地低于湿的涂覆组合物的总重量的1％的量存在。根据某些实施方案，水胶体聚合物在组合物中的重量百分比等于或低于0.5％(w/w)，然而水胶体聚合物的适当的百分比将由使用的实际的水胶体聚合物决定，如本领域技术人员熟知。在干燥水胶体-高蜡组合物之后，水胶体聚合物的重量百分比将相应地上升，并且通常将构成干燥组合物的0.1％到10％的重量百分比。重要地，在本发明的组合物和方法中使用的水胶体可以影响组合物的粘度，但是其不会使湿的组合物胶凝。因此，根据某些实施方案，使用的水胶体聚合物可以选自非胶凝的水胶体聚合物，胶凝的水胶体以低于足够用于使组合物胶凝的量的量添加到组合物或胶凝的水胶体在能够引起组合物胶凝的足够量的交联剂(比如例如钾离子、或钙离子)不存在的情况下添加到组合物。
在某些实施方案中，水胶体是非胶凝的水胶体。在某些实施方案中，非胶凝的水胶体选自由以下组成的组：刺槐豆胶(LBG)、瓜尔胶、黄原酸胶以及λ-卡拉胶。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。在某些实施方案中，水胶体是以低于使本发明的组合物胶凝所需量的量使用的胶凝的水胶体。适合用于本发明的组合物的水胶体的非限制性实例包括：藻酸盐、卡拉胶、琼脂、琼脂糖、阿拉伯木聚糖、羧甲基纤维素、纤维素、凝胶多糖、明胶、结冷胶、β-葡聚糖、果胶、淀粉、阿拉伯胶、黄蓍树胶、罗望子胶、香豆胶、肉桂胶、塔拉胶。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。在例示性的实施方案中，水胶体是刺槐豆胶(LBG)。
不受限于任何特定的理论或作用机理，把水胶体聚合物引入到蜡组合物内改变在其已经在植物物质表面上被干燥之后的蜡在组合物中的有序结构，这允许与大气的更好的气体交换并且因此导致异味产生减弱。因为这样的非均一的或“不完美的”涂层，涂覆的植物物质的呼吸较少地被打扰并且低水平(相对于商品化的蜡基涂层)的乙醇和乙醛在涂覆的植物物质中积聚。
根据另外的实施方案，脂肪酸通常以从约0.2％到约10％(w/w)的范围的量存在于湿的组合物中。乳化剂通常以从约0.1％到约15％(w/w)的范围的量存在于湿的组合物中，优选地从约0.1％到约10％(w/w)，并且更优选地从约0.1％到约5％(w/w)，并且甚至更优选地从约0.1％到约3％(w/w)。根据某些实施方案，乳化剂的量低于湿的涂覆组合物的总重量的2％(w/w)。
在某些实施方案中，脂肪酸包括12个和24个碳原子之间的脂肪链。在某些实施方案中，脂肪链是饱和的。在某些实施方案中，脂肪链是不饱和的。适合用于本发明的涂覆组合物的脂肪酸的非限制性实例包括油酸、硬脂酸、棕榈酸、月桂酸、肉豆蔻酸、山嵛酸、以及异硬脂酸。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。在例示性实施方案中，脂肪酸是油酸。
在某些实施方案中，乳化剂是可食用的乳化剂，所述可食用的乳化剂选自非离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、以及其混合物。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。在某些实施方案中，乳化剂使组合物能够在室温下呈液体的形式。根据某些实施方案，乳化剂利于蜡在组合物中的可溶性。根据某些实施方案，乳化剂充当组合物的pH调节剂。适当的乳化剂的非限制性实例包括吗啉、氨、卵磷脂、单硬脂酸乙二醇酯、月桂基硫酸铵、硬脂酰基-2-乳酸钠、油酸钾、单硬脂酸丙二醇酯、烷基硫酸钠、聚乙二醇。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。在例示性实施方案中，乳化剂是吗啉。
在另外的实施方案中，组合物还可以包括树脂。在某些实施方案中，树脂可以选自由以下组成的组：虫胶、柯巴脂、硬树胶、揽香脂以及其混合物。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。根据某些实施方案，当蜡是植物蜡时，动物或昆虫来源的树脂(比如虫胶)优选地以湿的组合物的总重量的至多5％的重量比被添加到组合物。
本发明的组合物还可以包含另外的物质，所述另外的物质选自由以下组成的组：消泡剂、防腐剂、粘合剂、交联剂、增塑剂、以及表面张力减少剂。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。例示性的另外的物质包括但不限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)、碳酸钾、亚硫酸氢钠、苯甲酸钠、丙酸钠、丙酸钙、苯甲酸、山梨酸钾、聚乙二醇、甘油、丙二醇、山梨醇、甘露醇、高级月桂酸盐芥花油(lauricalTM)、Astral R以及。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。
根据某些实施方案，用于涂覆可食用的植物物质的组合物在湿的组合物中包含：从约10％到约25％(w/w)的食用蜡、至多约2％(w/w)的水胶体聚合物、从约0.5％到约5％(w/w)的脂肪酸、以及从约0.3％到约5％(w/w)的乳化剂。根据某些实施方案，食用蜡是蜂蜡。根据某些实施方案，水胶体聚合物是刺槐豆胶。根据某些实施方案，脂肪酸是油酸。根据某些实施方案，乳化剂是吗啉。
根据某些实施方案，用于涂覆可食用的植物物质的组合物在湿的组合物中包含：从约10％到约25％(w/w)的食用蜡、至多约1％(w/w)的水胶体聚合物、从约0.5％到约5％(w/w)的脂肪酸、以及从约0.3％到约5％(w/w)的乳化剂。根据某些实施方案，食用蜡是蜂蜡。根据某些实施方案，水胶体聚合物是刺槐豆胶。根据某些实施方案，脂肪酸是油酸。根据某些实施方案，乳化剂是吗啉。
根据某些实施方案，用于涂覆可食用的植物物质的组合物包含组合物的总重量的：约10％-约25％(w/w)的蜂蜡、至多约1％(w/w)的水胶体、约0.2％-约10％(w/w)的脂肪酸、约0.1％-约15％(w/w)的乳化剂、以及约49％-约89％的水。
在一个实施方案中，组合物被应用到收获后的可食用的植物物质。
在另一个实施方案中，可食用的植物物质包括具有天然光泽外观的水果或蔬菜。在某些实施方案中，可食用的植物物质包括选自由以下组成的组的水果或蔬菜：辣椒、茄子、樱桃、浆果、李子以及柿子。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。在某些实施方案中，辣椒选自由以下组成的组：柿子椒、甜椒、智利辣椒(chili pepper)、以及匈牙利辣椒(paprikapepper)。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。在例示性的实施方案中，植物物质是柿子椒。在另一个实施方案中，可食用的植物物质包括具有小的或有限的贮水容量的水果或蔬菜。在特定的实施方案中，可食用的植物物质包括具有从约75％到约95％(w/w)的含水量的水果或蔬菜。
根据另一方面，本发明提供用于减少收获后的可食用的植物物质的重量损失和/或保存收获后的可食用的植物物质的天然光泽的方法，所述方法包括把组合物应用到植物物质的表面从而涂覆可食用的植物物质的步骤，所述组合物包含：具有低于约70℃的熔化温度的食用蜡、水胶体聚合物、脂肪酸、乳化剂、以及水，其中食用蜡以从湿的组合物的10％到25％并且从干燥的组合物的50％到85％(w/w)的范围的重量百分比存在。
根据某些实施方案，可能地当植物物质在传送带上移动时，可能地通过使用橡胶手套，通过把组合物擦到植物的表面上、使可食用的植物物质浸渍或浸没在组合物中、把组合物喷涂到可食用的植物物质上、把组合物倾泻到植物物质上，把组合物应用到植物物质的表面。
根据某些实施方案，把本发明的组合物应用到植物物质的表面在室温(25℃±10℃)下进行。根据某些实施方案，当组合物的温度在35℃到70℃之间、优选地在35℃到50℃之间的温度下时，组合物被应用到植物物质的表面和/或植物物质的茎。在把水胶体-蜡组合物应用到植物物质的表面之后，涂层在植物物质的表面上优选地在室温下被静置干燥。
根据某些实施方案，本发明的方法还包括刷净涂覆的可食用的植物物质的步骤。刷净涂覆的植物物质把植物物质的光泽外观恢复到未涂覆的植物物质的天然光泽的至少80％，优选地恢复到未涂覆的植物物质的天然光泽的至少85％并且最优选地恢复到未涂覆的植物物质的天然光泽的约90％。
擦亮或刷净涂层减小其厚度并且使蜡在植物物质的表面上的重新分布，这增加涂覆的植物物质的光泽值。如与用其中蜡具有超过70℃的熔化温度(例如巴西棕榈蜡)的水胶体-蜡组合物涂覆的植物物质相比，擦亮用其中蜡具有低于70℃的熔化温度(例如蜂蜡)的水胶体-蜡组合物涂覆的植物物质产生更有光泽的外观。不受限于任何理论或作用机理，更有光泽的外观可能起因于蜡由于其相对柔软性的更大的重新分布。
根据某些实施方案，在刷净之前涂层的厚度是在20μm和50μm之间厚。根据某些实施方案，在刷净后涂层的厚度被减少了至多50％。根据某些实施方案，涂覆的植物物质的刷净使用包含天然纤维比如马毛纤维的刷子来进行。根据某些实施方案，涂覆的植物物质的刷净使用包含合成纤维比如尼龙或聚乙烯纤维的刷子来进行。根据某些实施方案，刷子包含马毛纤维。根据某些实施方案，涂覆的植物以约100rpm到约300rpm的刷净速度被刷净持续至多20分钟、优选地在1分钟-10分钟之间。
根据某些实施方案，本发明的方法通过减少存储期间的重量损失的程度来提供可食用的植物物质的保存期限的延长。根据某些实施方案，如与在相同的存储条件下的未涂覆的植物物质相比，用本发明的组合物涂覆的植物物质的重量损失被减少了至少20％、优选地至少30％、优选地至少40％、并且最优选地约50％。根据某些实施方案，本发明的方法使相同存储条件下的可食用的植物物质的保存期限延长超过未涂覆的可食用的植物物质的保存期限若干天到若干周之间。根据某些实施方案，如与在相同存储条件下的未涂覆的植物物质的保存期限相比，用本发明的制剂涂覆的可食用的植物物质的保存期限被加倍。
对于涂覆可食用的植物物质，本发明的方法是特别有利的，所述可食用的植物物质包括具有小的贮水容量的水果或蔬菜和/或具有天然光泽外观的水果或蔬菜比如例如辣椒、茄子以及柿子。根据某些目前优选的实施方案，本发明的方法适合用于涂覆辣椒。
根据某些另外优选的实施方案，本发明提供用于减少收获后的可食用的植物物质的重量损失和/或保存收获后的可食用的植物物质的天然光泽的方法，所述方法包括把组合物应用到植物物质的表面的步骤，所述组合物包含：蜂蜡，其以从湿的组合物的10％到25％并且从干燥的组合物的50％到85％(w/w)的范围的重量百分比存在；水胶体聚合物；脂肪酸以及乳化剂。根据还另外优选的实施方案，本发明提供用于减少收获后的辣椒(比如柿子椒)的重量损失和/或保存收获后的辣椒(比如柿子椒)的天然光泽的方法，所述方法包括把组合物应用到辣椒的表面的步骤，所述组合物包含：蜂蜡，其以从湿的组合物的10％到25％并且从干燥的组合物的50％到85％(w/w)的范围的重量百分比存在；水胶体聚合物；脂肪酸以及乳化剂。
在另一方面，本发明提供用于制备可用于涂覆植物物质特别是具有有限的贮水容量和高的天然光泽的水果或蔬菜的水胶体-高蜡组合物的方法，方法包括以下步骤：a)添加水胶体到具有在从约55℃到约95℃、更优选地从约75℃到约85℃的范围中的温度的预先加热的水；b)添加脂肪酸和乳化剂到步骤a中获得的混合物；c)添加熔化的蜡到步骤(b)中获得的混合物。
根据下文给出的详细描述，本发明的另外的实施方案和适用性的全部范围将变得显而易见的。然而，应当理解的是，当指出本发明的优选的实施方案时，详细描述和特定的实施例通过仅仅例证的方式被给出，因为根据此详细描述，在本发明的精神和范围之内的多种变化和修改对本领域的技术人员将变得明显。
附图的简要描述
图1A-1B.刷净设备。(图1A)：引擎(1)，旋转刷子(2)，辣椒/板样品(3)，实验室起重器调节手柄(4)；(图1B)：引擎(1)，联轴器(2)，铝箱(3)，辣椒(4)，圆柱形刷子(5)，轴承(6)。
图2A-2C.未涂覆的红柿子椒样品(图2A)、巴西棕榈蜡制剂涂覆的红柿子椒样品(图2B)以及巴西棕榈蜡制剂涂覆&刷净的红柿子椒样品(图2C)的研究级莱卡DMLM显微图。
图3.在存储的7天期间红柿子椒的保留重量(％)。未涂覆(●)，用蜂蜡制剂涂覆(■)，用蜂蜡制剂涂覆并且然后刷净(□)，用巴西棕榈蜡制剂涂覆(▲)，用巴西棕榈蜡制剂涂覆并且然后刷净(Δ)。
图4.在室温下在存储1天(研究小组A)后、在存储1周后(研究小组B)以及在存储2周后(研究小组C)的未涂覆的红柿子椒、蜂蜡制剂涂覆的红柿子椒、以及蜂蜡制剂涂覆并且刷净的红柿子椒的图像。
图5A-5C.未涂覆的红柿子椒样品(图5A)、蜂蜡制剂涂覆的红柿子椒样品(图5B)、以及蜂蜡制剂涂覆并且刷净的红柿子椒样品(图5C)的光显微图(放大x20)。
图6A-6B.(图6A)：在涂覆之前(左边)、在用巴西棕榈蜡制剂涂覆之后(中间)以及在使用马毛刷子以五种不同的速度刷净涂覆的板持续五分钟之后(右边)的铝板的平均光泽度；(图6B)：在用巴西棕榈蜡制剂涂覆之后(左边)以及在使用马毛刷子以五种不同的速度刷净涂覆的板持续五分钟之后(右边)的铝板的平均光泽度。在每列上面的字母代表处理之间的显著性差异。
图7A-7D.三种类型的刷子纤维样品的SEM显微图。(图7A)聚乙烯x2,200，(图7B)软尼龙x2,200，(图7C)马毛x1,200，(图7D)马毛x2,200。
图8.由感官评价研究小组定级的未涂覆的红辣椒、巴西棕榈蜡制剂涂覆的红辣椒以及巴西棕榈蜡制剂涂覆&刷净的红辣椒的平均光泽度等级。
图9.未涂覆的红柿子椒、蜂蜡制剂涂覆的红柿子椒、以及蜂蜡制剂涂覆并且刷净的红柿子椒在60°和85°角度下的光泽度。在相同角度内不同的字母指出处理之间的显著性差异(p≤0.01)。
图10.在室温下在存储的7天期间未涂覆的红柿子椒(左边)、蜂蜡制剂涂覆的红柿子椒(中间)、以及蜂蜡制剂涂覆并且刷净的红柿子椒(右边)的粗糙度(Ra)。在取样日内不同的字母指出处理之间的显著性差异(p≤0.0001)。
图11A-11B.在室温下在存储1天(图11A)和7天(图11B)之后未涂覆的红柿子椒、蜂蜡制剂涂覆的红柿子椒以及蜂蜡制剂涂覆并且刷净的红柿子椒的表面粗糙度简况。
图12.在未涂覆的红柿子椒(左边)、蜂蜡制剂涂覆的红柿子椒(中间)、以及蜂蜡制剂涂覆并且刷净的红柿子椒(右边)的存储期间在穿刺下的变形。在取样日内不同的字母指出处理之间的显著性差异(p≤0.001)。
本发明的详细描述
本发明提供对涂覆植物物质特别是具有高的天然光泽和有限的贮水容量的水果或蔬菜有用的可食用的基于水胶体-蜡的组合物，组合物包含具有低于70℃的熔化温度的食用蜡、水胶体、脂肪酸以及乳化剂。本发明的组合物通过减少植物收获后的水分流失同时优选地通过刷净或擦亮涂覆的商品保持植物物质的天然光泽外观来延长用组合物涂覆的植物物质的保存期限。
如本文使用的术语“具有小的贮水容量的水果或蔬菜”指的是具有从约75％到约90％(w/w)的含水量例如约75％、约80％、约85％、或约90％重量百分比的水的水果或蔬菜。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。具有小的贮水容量的水果和蔬菜还包括空心的水果或蔬菜比如具有小的贮水容量的辣椒。此类水果和蔬菜的另外的非限制性实例是茄子、柿子、葡萄、芒果以及番木瓜。
如本文使用的术语“光泽外观”指的是一种物理性质，所述物理性质是植物物质的视觉外观特性并且对于消费者接受是非常重要的。更特别地，光泽指的是植物物质的表面反射入射光而产生“发光的”或“有光泽的”外观的能力。可以借助目视和仪器两者而以多种方式测量光泽。特别地，光泽可以通过光泽计测量，所述光泽计提供测量光泽强度的可量化方式。光泽计的测量结果与来自具有确定折射率的黑玻璃标准品的反射光的量有关。对于样品的反射光与入射光的比，与对于光泽标准品的比相比，被记录作为光泽单位。通常，光泽可以在三个测量角度即20°、60°或85°下测量，通常基于预期的光泽范围选择用于特定应用的角度。如本文使用的，具有天然光泽的植物物质指的是具有在60°下从平坦表面测量的5GU(光泽单位)或更大、可选择地7GU或更大、可选择地至少10GU的光泽值的植物物质。根据某些实施方案，光泽外观指的是12GU或更大的60°的光泽值。
“光泽单位(GU)”是基于具有在特定的同步角下的100GU的镜面反射率的具有所定义的折射率的高度擦亮的参考黑玻璃品标准的等级。这样的标准品被用来在完全无光泽表面上以0建立的下端点建立100的上端点校准。
如本文使用的术语“恢复光泽外观”、“恢复光泽”、“保持光泽外观”以及“保持光泽”指的是获得未涂覆的植物物质的天然光泽的至少80％的光泽值。
先前已经示出的是，通过把包含蜡和水胶体的组合物应用到柑橘类水果的表面上，收获后的水重量损失可以被明显地减少(S.Chen,A.Nussinovitch,Food hydrocolloids 14,561-568,2000)。被涂覆在柑橘表面上的包含非胶凝的水胶体与食用蜡的组合物提供减小水的蒸发率同时防止发酵和异味形成的涂层。然而，把此类组合物应用到具有天然光泽外观的水果或蔬菜损害植物物质的天然光泽并且减少其商业吸引力。
现在发现增加涂覆组合物中食用蜡的浓度允许涂覆的植物物质的天然光泽仅最低程度的减小。在应用本发明的水胶体-高蜡组合物之后进行适当的刷净恢复植物物质的光泽外观。因此，本发明的组合物通过使用水胶体-高蜡涂层克服已知组合物的缺点，所述水胶体-高蜡涂层减少水的重量损失但不损害可食用的植物物质的光泽和味道。
本发明的组合物包含食用蜡。根据某些实施方案，本发明的组合物包含至少10％(w/w)的食用蜡。根据某些实施方案，组合物包含在约10％和约25％(w/w)之间、并且优选地在约15％和约25％之间的食用蜡。例如，约15、约16、约17、约18、约19、约20、约21、约22、约23、约24、约25的重量百分比的食用蜡。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。如本文使用的术语“食用蜡”指的是适合用于人类消费的合成蜡比如食品级的石油产品、或从植物、昆虫(类似于蜜蜂)或动物获得的天然蜡。植物蜡的非限制性实例包括小烛树蜡、日本蜡、大豆蜡、蓖麻蜡、杨梅蜡以及其混合物。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。优选地，食用蜡选自动物蜡或昆虫蜡比如蜂蜡。食用蜡还可以选自矿蜡比如但不限于蒙丹蜡或选自石油蜡比如但不限于微晶蜡和石蜡。优选地，食用蜡选自具有低于70℃的熔化温度的蜡，比如但不限于具有在62℃-64℃之间的熔化温度的蜂蜡。
根据某些实施方案，蜡包括蜡的混合物。根据某些实施方案，蜡的混合物包含至少一种具有低于70℃的熔化温度的蜡。根据某些实施方案，蜡的混合物包含至少一种具有低于70℃的熔化温度的蜡和至少一种具有高于70℃的熔化温度的蜡。根据某些实施方案，蜡的混合物包含一种或更多种具有低于70℃的熔化温度的蜡，所述一种或更多种具有低于70℃的熔化温度的蜡在组合物中以蜡的总重量的至少50％(w/w)的重量百分比存在、可选择地在组合物中以蜡的总重量的至少60％(w/w)的重量百分比存在、可选择地在组合物中以蜡的总重量的至少70％(w/w)的重量百分比存在、可选择地在组合物中以蜡的总重量的至少80％(w/w)的重量百分比存在、可选择地在组合物中以蜡的总重量的至少90％(w/w)的重量百分比存在、可选择地在组合物中以蜡的总重量的至少95％(w/w)的重量百分比存在、可选择地在组合物中以蜡的总重量的至少98％(w/w)的重量百分比存在、可选择地在组合物中以蜡的总重量的至少99％(w/w)的重量百分比存在。具有高于70℃的熔化温度的蜡的非限制性实例包括：巴西棕榈蜡、米糠蜡、小冠椰子蜡以及茅草蜡。根据一个实施方案，蜡可以包括蜂蜡和巴西棕榈蜡。根据另外的实施方案，蜡可以包括蜂蜡和巴西棕榈蜡以从约1:10到约10:1范围内的重量比的混合物。
用于涂覆可食用的植物物质的组合物包含水胶体。如本文使用的术语“水胶体”指的是通常包含多个羟基并且能够增加组合物的粘度的植物源、动物源、微生物源或合成源的水溶性聚合物。本发明的水胶体允许在其没有胶凝的情况下增稠水性体系。
根据某些实施方案，水胶体是非胶凝的水胶体。根据某些实施方案，水胶体可以是胶凝的水胶体，所述胶凝的水胶体以足够低以致没有引起组合物胶凝的浓度被添加到组合物。根据某些实施方案，胶凝的水胶体可以以低于湿的组合物的0.2％(w/w)、优选地低于湿的组合物的重量的0.1％(w/w)的浓度被添加。然而，水胶体聚合物的适当的百分比将因所使用的实际的水胶体来确定，如本领域技术人员众所周知。适当的非胶凝的水胶体包括但不限于刺槐豆胶(LBG)、瓜尔胶、黄原酸胶、以及黄蓍树胶。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。在本发明的范围之内的其他的非胶凝的水胶体包括但不限于λ-卡拉胶烷基以及羟基烷基纤维素、羧甲基纤维素、阿拉伯胶、刺梧桐树胶、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、罗望子胶以及水解明胶。可用于本发明的组合物中的另外的水胶体包括但不限于罗望子胶、香豆胶、肉桂胶、以及塔拉胶。可以以非胶凝的浓度被使用的适当的胶凝的水胶体包括但不限于琼脂、琼脂糖、藻酸盐、壳多糖、壳聚糖、凝胶多糖、胶凝糖、魔芋甘露聚糖、果胶、以及卡拉胶。
不受任何理论或作用机理束缚，设想水胶体增加组合物的粘度并且在干燥的蜡基层涂覆植物物质的表面中形成间断，从而防止发酵(例如厌氧发酵)和异味的形成或积聚。水胶体还可以充当气体扩散的阻挡物。
本发明的组合物包含脂肪酸。根据某些实施方案，脂肪酸包含在12个和24个碳原子之间的脂肪链。在本发明的范围之内的适当的脂肪酸包括但不限于油酸、硬脂酸、棕榈酸、月桂酸、肉豆蔻酸、山嵛酸、以及异硬脂酸。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。不受任何理论或作用机理束缚，脂肪酸充当疏水性储存器，所述疏水性储存器减小通过蒸发引起的水分流失从而提供水蒸发率的减小。当与组合物中的食用蜡组合时脂肪酸还可以液化制剂并且增强植物物质的光泽外观。
根据某些实施方案，组合物包含从约0.2％到约10％(w/w)的脂肪酸。根据某些实施方案，组合物包含从约0.2％到约5％(w/w)的脂肪酸。根据某些实施方案，组合物包含从约0.5％到约4％(w/w)的脂肪酸。根据某些实施方案，组合物包含从约0.5％到约3％(w/w)的脂肪酸。根据某些实施方案，组合物包含从约0.5％到约2％(w/w)的脂肪酸。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。
本发明的组合物还包含乳化剂。通常，组合物包含从约0.2％到约15％(w/w)的乳化剂。根据某些实施方案，组合物包含在0.2％和10％之间的乳化剂。根据某些实施方案，组合物包含在0.2％和5％之间的乳化剂。根据某些实施方案，组合物包含在0.5％和3％之间的乳化剂。适当的乳化剂包括但不限于可食用的非离子型乳化剂或阴离子型乳化剂，比如吗啉、氨、卵磷脂、单硬脂酸乙二醇酯、月桂基硫酸铵、硬脂酰基-2-乳酸钠、油酸钾、单硬脂酸丙二醇酯、烷基硫酸钠、油酸钠、脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、油酸、以及聚乙二醇。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。在某些实施方案中，乳化剂是含氮乳化剂，例如吗啉。
本发明的组合物可以任选地包含另外的物质，所述另外的物质选自由以下组成的组：消泡剂、防腐剂、粘合剂、交联剂、增塑剂、以及表面张力减少剂。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。例示性的另外的物质包括但不限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)、碳酸钾、亚硫酸氢钠、苯甲酸钠、丙酸钠、丙酸钙、苯甲酸、山梨酸钾、聚乙二醇、甘油、丙二醇、山梨醇、甘露醇、以及。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。
根据本发明的原则，添加另外的物质到组合物被进行以便获得具有期望的性质比如但不限于期望的粘度、可塑性、疏水性、光亮、pH等的蜡-水胶体组合物。例如，添加剂可以向本发明的组合物提供其他的特性、功能、或性质，比如但不限于消毒性质。
根据另一方面，本发明提供用于减少收获后的可食用的植物物质的重量损失和/或保存收获后的可食用的植物物质的天然光泽的方法，所述方法包括把组合物应用到植物物质的表面从而涂覆可食用的植物物质的步骤，所述组合物包含：具有低于70℃的熔化温度的食用蜡；水胶体聚合物；脂肪酸；乳化剂；以及水，其中食用蜡以从湿的组合物的10％到25％并且从干燥的组合物的50％到85％(w/w)范围内的重量百分比存在。根据某些实施方案，组合物包含组合物的总重量的：10％-25％(w/w)的蜂蜡；至多1％(w/w)的水胶体；0.2％-10％(w/w)的脂肪酸；0.1％-15％(w/w)的乳化剂；以及49％-89％的水。根据其他的实施方案，组合物包含组合物的总重量的：15％-25％(w/w)的蜂蜡；至多1％(w/w)的水胶体；约0.2％-3％(w/w)的脂肪酸；约0.1％-5％(w/w)的乳化剂；以及65％-84％的水。
根据某些实施方案，可能地当植物物质在传送带上移动时，可能地通过使用橡胶手套，通过把组合物擦到植物的表面上、使可食用的植物物质浸渍或浸没在组合物中、把组合物喷涂到可食用的植物物质上、把组合物倾泻到植物物质上，把组合物应用到植物物质的表面。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。
组合物可以在某些温度下被应用以提供基本上均匀涂覆的水果或蔬菜。根据某些实施方案，把本发明的组合物应用到植物物质的表面在室温(25℃±10℃)下进行。根据某些实施方案，当组合物的温度在35℃到70℃之间、优选地在35℃到50℃之间的温度下时，组合物被应用到植物物质的表面。本领域的技术人员将认识到的是，本发明的组合物更容易以液体形式应用。因此，组合物可以在其中食用蜡被液化或被部分液化的温度下被应用。
在把水胶体-蜡组合物应用到植物物质的表面之后，涂层在植物物质的表面上被静置干燥。
本发明还提供保持未涂覆的可食用的植物物质的外部光泽外观或恢复涂覆的可食用的植物物质的外部光泽外观的方法，方法包括刷净涂覆的可食用的植物物质。预期的是，如与涂覆的未刷净的可食用的植物物质的光泽外观相比，刷净被进行以增加涂覆的可食用的植物物质的光泽外观。涂覆的可食用的植物物质的刷净把植物物质的光泽外观恢复到未涂覆的植物物质的天然光泽的至少80％、优选地未涂覆的植物物质的天然光泽的至少85％以及最优选地未涂覆的植物物质的天然光泽的约90％。
不受任何理论或作用机理束缚，擦亮或刷净涂层减小其厚度并且引起蜡在植物物质的表面上重新分布，这增加涂覆的植物物质的光泽值。根据某些实施方案，擦亮包含具有低于70℃的熔化温度的蜡的涂层，因为蜡的相对柔软性而产生更大的蜡的重新分布并且以比涂层制剂包含具有较高熔点的蜡时获得的光泽更有光泽的外观为结果。
根据某些实施方案，在刷净之前，涂层厚度在20μm和50μm之间厚。根据某些实施方案，在刷净时涂层厚度被减少了至多50％；因此在刷净之后涂层厚度在约10μm到约40μm之间。根据某些实施方案，使用包含天然纤维或鬃毛比如马毛纤维、山羊毛纤维、公猪毛或公猪鬃毛或猪毛的刷子来进行涂覆的植物物质的刷净。根据某些实施方案，使用包含合成纤维比如尼龙、聚乙烯纤维或人造丝纤维的刷子来进行涂覆的植物物质的刷净。根据某些实施方案，使用非机织的织物或非机织的高松软的介质(highloft media)来进行涂覆的植物物质的刷净。强调的是，只有在水胶体-蜡涂覆组合物已经完全干燥之后进行刷净涂覆的植物物质的步骤。通常，通过允许涂覆的植物物质在室温下干燥来进行涂覆的植物物质的干燥。可选择地，涂覆组合物可以被静置干燥或在其应用到植物物质的表面之后通过由本领域的技术人员决定的任何方法或在本领域已知的任何条件下主动进行干燥。根据某些实施方案，以优选地从约100rpm到约300rpm的任何刷净速度例如约100rpm、约150rpm、约200rpm、约250rpm、或约300rpm刷净涂覆的植物持续至多20分钟，优选地在1-10分钟之间。每种可能性代表本发明的单独的实施方案。
根据某些实施方案，本发明的方法通过减少在存储期间的重量损失的程度来提供可食用的植物物质的保存期限的延长。根据某些实施方案，本发明的方法使相同存储条件下的可食用的植物物质的保存期限延长超过未涂覆的可食用的植物物质的保存期限若干天到若干周之间。根据某些实施方案，用本发明的制剂涂覆的可食用的植物物质的保存期限比在相同存储条件下的未涂覆的植物物质的保存期限高至少20％；可选择地高至少25％；可选择地高至少30％；可选择地高至少35％；可选择地高至少40％。根据某些实施方案，如与在相同存储条件下的未涂覆的植物物质的保存期限相比，用本发明的制剂涂覆的可食用的植物物质的保存期限被加倍。对于涂覆可食用的植物物质，本发明的方法是特别有利的，所述可食用的植物物质包括具有小的贮水容量的水果或蔬菜和/或具有天然光泽外观的水果或蔬菜比如例如辣椒、茄子以及柿子。根据某些目前优选的实施方案，本发明的方法适合用于涂覆辣椒。
根据某些另外优选的实施方案，本发明提供用于减少收获后的可食用的植物物质的重量损失和/或保存收获后的可食用的植物物质的天然光泽的方法，所述方法包括把组合物应用到植物物质的表面的步骤，所述组合物包含：蜂蜡，其以从湿的组合物的10％到25％并且从干燥的组合物的50％到85％(w/w)的范围的重量百分比存在；水胶体聚合物；脂肪酸以及乳化剂。根据还另外优选的实施方案，本发明提供用于减少收获后的辣椒(比如柿子椒)的重量损失和/或保存收获后的辣椒(比如柿子椒)的天然光泽的方法，所述方法包括把组合物应用到辣椒的表面的步骤，所述组合物包含：蜂蜡，其以从湿的组合物的10％到25％并且从干燥的组合物的50％到85％(w/w)的范围的重量百分比存在；水胶体聚合物；脂肪酸以及乳化剂。
在另一方面，本发明提供用于制备用于涂覆植物物质特别是具有有限的贮水容量和高的天然光泽的水果或蔬菜的水胶体-高蜡组合物的方法，方法包括以下步骤：
a)添加水胶体到具有在从约55℃到约95℃、优选地从约75℃到约85℃范围中的温度的预先加热的水；
b)添加脂肪酸和乳化剂到步骤a中获得的混合物；
c)添加熔化的蜡到步骤b中获得的混合物。
根据某些实施方案，通常在步骤a之后是剧烈搅拌溶液持续任何时间长度直到水胶体被溶解，通常在约1分钟和约30分钟之间。方法还包括添加脂肪酸和乳化剂到热的水胶体溶液中。在制备之后添加先前熔化的蜡到溶液并且使组合物均质化持续任何时间长度通常在约1分钟和约15分钟之间。为了消除泡沫，组合物被进一步搅拌。根据某些实施方案，通过添加消泡剂到组合物可以减少或甚至防止泡沫的形成。根据某些实施方案，获得的组合物的粘度是在70s-1的剪切率下并且在25℃的温度下的约5cP到约500cP。
根据某些实施方案，蜡-水胶体组合物是乳液。根据某些实施方案，蜡-水胶体组合物是被乳化剂稳定化的乳液。根据目前优选的实施方案，蜡-水胶体组合物是被吗啉稳定化的乳液。根据某些实施方案，乳液是水包油型乳液。
除非内容另有明确规定，否则如本文使用并且在所附权利要求中的单数形式“一(a)”、“一(an)”以及“所述(the)”包括复数指示物。应当注意的是，除非内容另有明确规定，否则术语“和”或术语“或”通常以其意义被利用，包括“和/或”。
以下的实施例被呈现以便更充分地例证本发明的某些实施方案。然而，其决不应被理解成限制本发明的宽范围。本领域的技术人员可以容易地设计本文公开的原则的多种变型和修改而不脱离本发明的范围。
实施例
实施例1：材料和方法
制剂
包含水胶体和食用蜡的制剂被呈现在表1中。
表1.水胶体-高蜡组合物制剂。
制剂1-3A包含巴西棕榈蜡作为食用蜡，其中在组合物中蜡的重量百分比是在从10％到18％(w/w)的范围中。制剂4-7包含蜂蜡作为食用蜡，其中在组合物中蜡的重量百分比是在从5％到20％(w/w)的范围中。
水胶体-高蜡制剂的制备
制剂2(巴西棕榈蜡)
刺槐豆胶(LBG；Sigma Chemical Co.,St.Louis,MO)在剧烈搅拌下以0.5％(w/w)被添加到77.3％(w/w)的预先加热的水(85℃)持续15min。油酸(1.8％w/w)(Aldrich Chemical Company,Inc.,Milwaukee,WI)和2.4％(w/w)的吗啉(Sigma)也被添加到热的混合物中，随后添加15％(w/w)的先前熔化的(95℃)巴西棕榈蜡(Aldrich)和3％(w/w)的虫胶(Safe-Pack,Inc.,Kfar Saba,以色列)。
制剂3(巴西棕榈蜡)
通过在剧烈搅拌下添加(0.45％,w/w)的刺槐豆胶(LBG,Sigma)到(74％,w/w)的预先加热的水(85℃)持续15分钟来制备涂层制剂。油酸(1.6％w/w)(Aldrich Chemical Company,Inc.)和吗啉(2.2％,w/w)(Sigma Chemical Co,St.Louis,MO)被添加到混合物中，随后添加18％(w/w)的先前熔化的(95℃)巴西棕榈蜡(Aldrich Chemical Company,Inc.,Milwaukee,WI)和3.6％(w/w)的虫胶(Safe-Pack,Inc.,Kfar Saba,以色列)。制剂通过在24,000转每分钟(rpm)下的ultra-turrax(T-25,Janke和Kunkel,德国)被均质化持续5分钟并且被搅拌直到没有泡沫被观察到为止。
制剂3A(巴西棕榈蜡)
通过在剧烈搅拌下添加(0.5％,w/w)的刺槐豆胶(LBG,Sigma)到(74％,w/w)的预先加热的水(85℃)持续15分钟来制备涂层制剂。油酸(1.6％w/w)(Aldrich Chemical Company,Inc.)和吗啉(2.2％,w/w)(Sigma Chemical Co,St.Louis,MO)被添加到混合物中，随后添加18％(w/w)的先前熔化的(95℃)巴西棕榈蜡(Aldrich Chemical Company,Inc.,Milwaukee,WI)和3.6％(w/w)的虫胶(Safe-Pack,Inc.,Kfar Saba,以色列)。0.01％(w/w)的聚二甲基硅氧烷(PDMS；Dow Corning,Belgium)被添加到制剂。制剂通过在24,000转每分钟(rpm)下的ultra-turrax(T-25,Janke和Kunkel,德国)被均质化持续5分钟并且被搅拌直到没有泡沫被观察到为止。
制剂6(蜂蜡)
刺槐豆胶(LBG；Sigma Chemical Co.,St.Louis,MO)在剧烈搅拌下以0.5％(w/w)被添加到82％(w/w)的预先加热的水(85℃)持续15min。油酸(1.8％w/w)(Aldrich Chemical Company,Inc.,Milwaukee,WI)和0.75％(w/w)的吗啉(Sigma)被添加到热的混合物中，随后添加15％(w/w)的先前熔化的(65℃)蜂蜡(New Zealand Beeswax Ltd.,Orari,South Canterbury,NewZealand)。当必要时，消泡剂比如聚二甲基硅氧烷(PDMS；Dow Corning,Belgium)被添加到制剂。
制剂性质的评价
使用数字pH计(El-Hama,以色列)/(Hanna Instruments,Liemena,Padua,Italy)、数字折射计(PR-100,Atago,Japan)以及Brookfield DV-III流变计(Brookfield,Massachusetts,USA)分别测量制剂2、3以及6的pH、°白利糖度以及粘度。所有的参数在25℃的室温下被测量。
板以及果实样品的涂覆
通过用手(使用橡胶手套)把40μL的制剂3擦到表面上来涂覆正方形的擦亮的铝板(10x10cm)，如在Hagenmaier等,J.Food Sci.,61:562-565,1996中描述的。涂覆的板在室温下被静置干燥。
从当地市场获得的红柿子椒在水中洗涤并且使用非常柔软的纸巾(Hogla,Hadera,以色列)轻轻地干燥。每个果实被切开并且被平整成正方形的样品(10x10cm)。通过用手(使用橡胶手套)把40μL的制剂1擦到果实样品表面上来应用水胶体-高蜡涂层。涂覆的果实然后在室温下被静置干燥。
果实的涂覆
通过用手(使用橡胶手套)把300μL的制剂1-7人工擦到果实样品表面上来涂覆红柿子椒果实(川椒(Capsicum annuum)cv.Cannon)(Zeraim,Gedera,以色列)。涂覆的果实然后在室温下被静置干燥。
板以及果实样品的刷净
在用制剂3涂覆之后，每个果实样品通过定制的立式刷净设备(图1A)被一个一个地刷净。使用包括马毛纤维、聚乙烯纤维或软尼龙纤维的三种不同类型的刷子来刷净样品。使用数显卡尺(Mitutoyo,Tokyo,Japan)测量刷子的物理性质比如长度和厚度。五种不同的旋转速度和三种不同的刷净时间段被研究。刷净程序被概括在表2中并且刷子的物理性质被概括在表3中。
表2.刷净方案。在不同的刷子类型(马毛、尼龙、聚乙烯)、刷净时间间隔(分钟)以及旋转速度(转每分钟)下的用于铝板和辣椒果实样品的刷净程序。
表3.三种刷子类型的物理性质。
厚度(mm)* 长度(cm) 刷子类型
0.176±0.03 5 马毛
0.284±0.02 5 聚乙烯
0.174±0.01 5 尼龙
*每种结果是3种测定的平均数±标准偏差。
果实的刷净
在用制剂1、2、以及6涂覆之后，每个辣椒果实通过定制的卧式刷净设备(图1B)被一个一个地刷净。使用两个圆柱形的马毛刷子在100rpm下刷净果实持续3min。在用制剂3涂覆之后，通过定制的卧式刷净设备(图1B)使用两个圆柱形的马毛刷子在300rpm下各个地刷净每个辣椒果实持续5min。
扫描电子显微镜(SEM)
使用JEOL JSM-5410LV SEM(Tokyo,Japan)获得三种类型的刷子纤维样品(聚乙烯、软尼龙以及马毛)的SEM显微图。在通过JEOL JSM-5410LVSEM(Tokyo,Japan)观察并且拍照后，通过Polaron E5150溅射涂布机(Hertfordshire,UK)使本研究中使用的三种类型的刷子纤维的样品镀金(约的涂层厚度)。
厚度测量
对于每次处理(未涂覆、用制剂3涂覆以及涂覆(用制剂1)&刷净)，使用涂层厚度计(Elcometer 355,Manchester,UK)测量铝板的厚度。获得板表面上的任意选择的地方的三次测量结果。结果被提供为平均值±标准偏差(SD)。
随制剂中蜡的重量百分比变化的重量损失(试验组A)
包含十五个(15)红柿子椒果实(川椒cv.Cannon)(Zeraim,Gedera,以色列)的试验组A被用来比较随制剂中蜡的重量百分比变化的重量损失率。因为重量损失受果实尺寸和表面积影响(Díaz-Pérez等,J.Sci.Food andAgri.,87,68–73,2007)，被选择用于本研究的辣椒具有大约相同的尺寸，具有195±22g的平均重量。辣椒被如下分成七个处理组：(1)未涂覆的对照，(2)用制剂1(10％(w/w)巴西棕榈蜡制剂)涂覆，(3)用制剂2(15％(w/w)巴西棕榈蜡制剂)涂覆，(4)用制剂4(5％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，(5)用制剂5(10％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，(6)用制剂6(15％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，以及(7)用制剂7(20％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆。使用STANDARD Series 165BJ1000C天平(Precisa Gravimetrics AG,Dietikon,Switzerland)每隔24小时称重(±0.01g)每个果实持续7天。天平被连接到电脑并且使用BALINT V5.00软件(Balanceinterface for Windows,Precisa Instruments AG,Dietikon,Switzerland)收集数据。结果被表示为平均的(W0-Wt)x 100/W0，其中W0是在时间零的重量(即初始重量)并且Wt是在实耗时间t之后辣椒的重量。所有的辣椒在21℃和50％RH下存储。作为空气中水分的量和当其被饱和时空气可以保留的水分的量之间的差别的蒸气压差(VPD)是1.24kPa。在存储期间使用数码相机(Nikon Coolpix 600,Tokyo,Japan)拍下辣椒的图片。
随制剂中蜡的类型和刷净变化的重量损失(试验组B)
包含七十五个(75)红柿子椒果实(川椒cv.Cannon)(Zeraim,Gedera,以色列)的试验组B被用来评价蜡的类型和刷净对重量损失率的影响。被选择用于本研究的辣椒具有大约相同的尺寸，具有262±17g的平均重量。辣椒被分成五种处理组如下：(1)未涂覆的对照，(2)用制剂6(15％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，(3)用制剂6涂覆、随后刷净，(4)用制剂2(15％(w/w)巴西棕榈蜡制剂)涂覆，以及(5)用制剂2涂覆、随后刷净。使用STANDARD Series165BJ1000C天平(Precisa Gravimetrics AG,Dietikon,Switzerland)每隔24小时称重(±0.01g)每个果实持续7天。天平被连接到电脑并且使用BALINTV5.00软件(Balance interface for Windows,Precisa Instruments AG,Dietikon,Switzerland)收集数据。结果被表示为平均的(W0-Wt)x 100/W0，其中W0是在时间零的重量(即初始重量)并且Wt是在实耗时间t之后辣椒的重量。所有的辣椒在21℃和50％RH下存储。作为空气中水分的量和当其被饱和时空气可以保留的水分的量之间的差别的蒸气压差(VPD)是1.24kPa。在存储期间使用数码相机(Nikon Coolpix 600,Tokyo,Japan)拍下辣椒的图片。
光泽测量(试验组C)
使用能够在20°和60°的同步角下测量光泽的平坦表面混浊度测量仪(Novo-Haze,Rhopoint Instrumentation Ltd.,德国)检查用制剂3涂覆的辣椒果实样品和铝板的光泽。结果以光泽单位(GU)被记录。黑玻璃的高度擦亮的平面充当在不同的同步角下具有100的任意指定的光泽值的标准品。对未涂覆的、涂覆的以及涂覆&刷净时的相同的样品进行光泽测量。每次测量包含在样品表面上的不同的任意选择的点取得的三个读数。所有测量在室温下进行。结果被提供为算术平均值±SD。使用研究级的Leica DMLM显微镜对来自每次用制剂3处理(未涂覆、涂覆以及涂覆&刷净)的辣椒果实表面样品拍照。
光泽测量(试验组D)
包含四十八个(48)红柿子椒果实(川椒cv.Cannon)(Zeraim,Gedera,以色列)的试验组D被用于光泽测量。辣椒被如下分成三个处理组：(1)未涂覆的对照，(2)用制剂6(15％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，以及(3)用制剂6涂覆随后刷净。通过两种类型的光泽计测量用于每次处理的平均光泽。
第一种光泽计是能够在三种角度：20°、60°以及85°下测量光泽的平坦表面光泽计(407Statistical Glossmeter；Elcometer,Rochester Hills,MI)。使用锋利的手术刀片(Bar-Naor Ltd.,Ramat Gan,以色列)把来自每次处理的八个辣椒切成平坦的方形样品(5x10cm)。结果以光泽单位(GU)被记录，所述结果相对于充当标准品的黑玻璃的高度擦亮的平面在20°、60°以及85°下分别为88.9GU、93.5GU以及99.7GU。
第二种光泽计是用来自氦氖激光器的光束以60°的入射角度照亮辣椒的弯曲表面光泽计(美国专利第6,018,396号)。半导体板收集来自辣椒表面的所有反射光。被放置成直接面向板的录影机(Sony Handycam video Hi8,Tokyo,Japan)被用来记录图像。记录的图像被转播到电脑，其中它们通过特别的电脑程序被分析，所述电脑程序把它们翻译成光强度(任意单位)对距离或光散射(像素)的测角光度曲线。在半数最大值(50％强度)处的曲线的宽度被测量为光泽的指标(Nussinovitch等,J.Food Sci.,61,383-387,1996)。此设备允许测量完整的果实，即其是非破环性程序。测量的物品可以被放置在测量设备之内而不切割它，或当需要时切割的样品可以被使用。来自每次处理的十二(12)个完整(非切割)的辣椒被测量(n＝36)。结果被记录成在50％强度处的平均曲线宽度。
光泽评价(试验组E)
包含九个(9)辣椒的试验组E被如下分成三个处理组(n＝3)：(1)未涂覆的对照，(2)用制剂3(18％(w/w)巴西棕榈蜡制剂)涂覆，以及(3)用制剂3涂覆、随后刷净。评价研究小组中的每个成员接纳所有的九个辣椒并且被要求把它们按照它们的光泽外观分等级(1-最少光泽外观，9-最有光泽的外观)。
粗糙度(试验组D)
使用便携式表面粗糙度测试仪(Surftest-301,Mitutoyo Corp.,Tokyo,Japan)在来自试验组D中的每个处理组((1)未涂覆的对照，(2)用制剂6(15％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，以及(3)用制剂6涂覆、随后刷净)的四个辣椒的用锋利的手术刀片切割的表面样品(5x10cm)上每隔48小时进行粗糙度测量持续7个连续日。每次测量测试7.5mm的路径。结果被记录为Ra和Rz，其中Ra是使用公式(1)计算的取样长度(lm)内算术平均线和粗糙度简况(y)之间的距离的绝对值的算术平均数；并且Rz是使用公式(2)计算的五个邻近的取样长度的单个峰到谷的高度(Z)的算术平均数。Ra和Rz两者皆以微米被提供。每次测量由沿着样品表面上任意选择的路径取得的三个读数组成。所有的测量在室温下进行。结果被提供为算术平均值±标准偏差(SD)。
( 1 ) - - - Ra = 1 lm &Integral; 0 lm | f ( y ) | dx
( 2 ) - - - Rz = Z 1 + Z 2 + Z 3 + Z 4 + Z 5 5
颜色(试验组F)
包含十个(10)红柿子椒果实(川椒cv.Cannon)(Zeraim,Gedera,以色列)的试验组F被用于颜色评价。辣椒被如下分成五个处理组(n＝2)：(1)未涂覆的对照，(2)用制剂6(15％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，(3)用制剂6涂覆、随后刷净，(4)用制剂2(15％(w/w)巴西棕榈蜡制剂)涂覆，以及(5)用制剂2涂覆、随后刷净。使用Minolta Color Meter CR200(Osaka,Japan)每隔24小时测量来自每个处理组的辣椒的颜色持续7个连续日。在测量之前，仪器用白色(标准表面)板校准。每个辣椒的表面着色变化通过记录在辣椒表面的任意位置取得的三个读数的平均数被补偿。颜色变化通过三个参数来评估：L*代表样品的亮度并且范围从黑色(L*＝0)到白色(L*＝100)，a*代表红色-绿色轴并且范围从用于绿色的-60到用于红色的+60，并且b*代表黄色-蓝色轴并且范围从用于蓝色的-60到用于黄色的+60(Hutchings,Food color andAppearance,Gaithersburg,MD:Aspen Publishers,第二版,227-265,1999)。结果被记录为L*、a*、b*的平均值±SD。
机械性质(试验组D)
通过使用装备有50N测压元件的Instron Universal Testing Machine(UTM)Model 5544(Instron Engineering Corp.,Canton,MA)进行穿刺试验每隔48小时测量来自试验组D中的每个处理组((1)未涂覆的对照，(2)用制剂6(15％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，以及(3)用制剂6涂覆、随后刷净)的四个辣椒的坚实度持续7天。使用3mm直径的冲压机在10mm min-1的变形率下穿刺每个果实。用卡把UTM连接到IBM兼容的个人电脑。使用“Merlin”软件(Instron)进行数据采集和把Instron的连续电压对时间转变成数字化的力对变形的关系。结果被提供为算术平均值±SD。
显微术(试验组D)
使用光学显微镜(Leica DMLM,Wetzlar,Hesse,德国)的数码相机附件在存储的第一天对来自试验组D中的每个处理组((1)未涂覆的对照，(2)用制剂6(15％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，以及(3)用制剂6涂覆、随后刷净)的用锋利的手术刀片切割的辣椒果实表面样品(1x1cm)拍照(20X放大)。
存储条件和市场条件的模拟(试验组G和H)
各自包含九十六个(96)红柿子椒果实(川椒cv.Cannon)(Zeraim,Gedera,以色列)的试验组G和H被用于模拟存储条件和市场条件。在每个试验组中辣椒被如下分成三个处理组(n＝32)：(1)未涂覆的对照，(2)用制剂6(15％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，以及(3)用制剂6涂覆、随后刷净。组G在7℃和95％RH(VPD＝0.05kPa)下存储3周并且组H在相同的温度和RH条件下存储5周。在其各自的存储时期之后，辣椒被转移到模拟超市条件的20℃和75％RH(VPD＝0.58kPa)持续3天(Goren等,Adv.Horticultural Sci.,25,26–31,2011)。在冷藏之前以及之后以及在室温存储的3天之后再次称重每个果实。重量损失被记录并且被分析，如上文描述。
感官评价
五个感官评价试验对未涂覆的和处理的(制剂2&6)的红柿子椒进行。
1.初始味道评价
辣椒果实的味道由18个成员的研究小组在研究的第一天评价。这样的第一次味道评价试验的目的是研究15％(w/w)蜂蜡涂层制剂(制剂6)是否改变果实的滋味。因此，三角盲测(blind triangle)试验被进行，其中每个研究小组成员接纳三个果实样品：两个未涂覆的果实和一个涂覆的果实，或两个涂覆的果实和一个未涂覆的果实。研究小组成员必须仅仅基于味道区分样品。
2.光泽评价
光泽评价的目的是确定在消费者眼中涂覆的商品是否将不同于未涂覆的商品。每个研究小组成员接纳六个辣椒，其中两个来自试验组D中的每个处理组((1)未涂覆的对照，(2)用制剂6(15％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，以及(3)用制剂6涂覆、随后刷净)，并且被要求把果实根据其光泽分等级，且1表示最少光泽外观并且6表示最有光泽的辣椒外观(Marcilla等,Spanish J.Agri.Res.,7,181–189,2009)。
3.在存储之后的味道评价
在21℃和50％RH下存储1周之后，另外的感官评价试验由13个成员的研究小组进行。另一个味道试验被进行以确定用蜂蜡涂覆果实是否因为在存储期间正常呼吸过程的变化已经产生异味。三角试验如上文描述被进行并且此外，试验员被要求描述把选择的样品与另外两个样品区分的味道。
4.在存储之后的感官坚实度评价
此外，在21℃和50％RH下存储1周之后，坚实度评价试验被进行。研究小组成员被要求把六个辣椒根据其硬度分等级，且1是最柔软的并且6是最坚实的。
5.最终的感官评价
最终的感官评价试验被设计以分析消费者偏好，这把所有的质量参数一起考虑。这样的试验由10个辣椒组成，其中两个来自试验组B中的每个处理组((1)未涂覆的对照，(2)用制剂6(15％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，(3)用制剂6涂覆、随后刷净，(4)用制剂2(15％(w/w)巴西棕榈蜡制剂)涂覆，以及(5)用制剂2涂覆、随后刷净)。每个研究小组成员被要求选择他/她将在超市购买的三种辣椒。
统计学分析
用JMP软件(SAS Institute,2007,Cary,NC)进行统计学分析，所述统计学分析包括用于比较平均值的三向ANOVA t-检验和Tukey-Kramer真正显著性差异(HSD)检验，且p≤0.05被认为是显著性的。
实施例2：制剂2、3以及6的性质
制剂2、3以及6的性质被评价。测量的pH、°白利糖度以及粘度被呈现在表4中。
表4.水胶体-高蜡制剂的物理性质。
实施例3：涂层的厚度(制剂3)
本研究中使用的未涂覆的铝板的厚度是999±17微米。在板被涂覆之后，1032±22微米的厚度被测量并且在刷净涂覆的板之后其厚度是1015±19微米。因此，设想在金属上的蜡-水胶体涂层的厚度是大约30微米，并且刷净涂覆的材料使涂层厚度减小了一半。因为如与果实相比，金属板对涂层制剂不同地反应，因此并不确定在金属板上的涂层的厚度类似果实涂层的厚度。此外，对板进行的测量并不能对果实样品进行，因为以下原因：在不同辣椒的厚度之间有大的多样性，不同尺寸的辣椒具有涂层在其上遍布的不同的表面积，并且收获后的果实继续进行代谢过程比如呼吸、酶活动等(MacRae等,Planta,188,314-323,1992)。因此，果实样品的厚度随时间变化并且不可以被用于涂层厚度测量。然而，根据从对未涂覆、涂覆以及涂覆&刷净的辣椒样品(图2A-2C)的表面积拍下的显微图，明显的是，当应用刷净程序时辣椒果实上的涂层的厚度变小。在图2A中表面细胞的侧影可以被清楚地看见，其中在图2B中细胞的表面被涂层覆盖。在样品刷净之后，涂层的厚度减小，这通过表面细胞的侧影是明显的，所述表面细胞的侧影与涂层巢穴(lair)一起再次可见(图2C)。
实施例4：重量损失-蜡的重量百分比的影响(试验组A)
在来自以下处理组：(1)未涂覆，(2)用制剂1(10％(w/w)巴西棕榈蜡制剂)涂覆，以及(3)用制剂2(15％(w/w)巴西棕榈蜡制剂)涂覆的处理组(1)未涂覆和被包含巴西棕榈蜡的制剂涂覆的辣椒中的重量损失随存储时间变化的的斜率和确定系数(R2)被概括在表5中。
表5.被包含具有不同重量百分比(10％和15％(w/w))的巴西棕榈蜡的制剂涂覆的辣椒的重量损失率。
在每种处理中斜率表示重量损失率。用在用于重量损失测试的巴西棕榈蜡制剂中具有最高蜡含量(15％(w/w))的制剂2涂覆的果实具有比另外两组(p≤0.05)明显更小的斜率(更低的重量损失率)。其重量损失率比未涂覆的果实的重量损失率低25％，其中制剂2(10％巴西棕榈蜡)的重量损失比未涂覆的果实的重量损失仅仅低12％。因此，可以推断的是，把制剂中的蜡含量升高超过10％(w/w)提供明显地减小涂覆的果实辣椒的重量损失。
在来自以下处理组：(4)用制剂4(5％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，(5)用制剂5(10％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，(6)用制剂6(15％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，以及(7)用制剂7(20％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆的处理组(1)未涂覆和被包含蜂蜡的制剂涂覆的辣椒中的重量损失随存储时间变化的斜率和确定系数(R2)被概括在表6中。
表6.被包含具有不同重量百分比(5％、10％、15％以及20％(w/w))的蜂蜡的制剂涂覆的辣椒的重量损失率。
与未涂覆的果实相比，用分别包含5％(w/w)蜂蜡和10％(w/w)蜂蜡的制剂4和5涂覆的果实显示出37％的存储重量损失的减小。与未涂覆的果实(p＜0.05)相比，包含更高的蜂蜡含量的制剂6和7在辣椒果实重量损失上分别允许46％和48％的减少。因此，升高包含蜂蜡的制剂中的蜡含量减小涂覆的辣椒的重量损失，其中包含超过10％(w/w)蜡浓度的制剂允许重量损失变小了几乎50％。
实施例5：重量损失-蜡的类型和刷净的影响(试验组B)
在存储的7天期间来自试验组B(制剂2&6)的辣椒果实的保留重量(％)被呈现在图3中。Maalekuu等(J.Am.Soc.Horticultural Sci.,130,735–741,2005)建立辣椒重量损失与实耗时间之间的线性关系。类似的关系在这里被发现。在来自以下处理组：(1)未涂覆的对照，(2)用制剂6(15％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，(3)用制剂6涂覆、随后刷净，(4)用制剂2(15％(w/w)巴西棕榈蜡制剂)涂覆，以及(5)用制剂2涂覆、随后刷净的处理组(1)未涂覆和被包含15％(w/w)巴西棕榈蜡或15％(w/w)蜂蜡的制剂涂覆的辣椒中的重量损失随存储时间变化的斜率和确定系数(R2)被概括在表7中。
表7.在刷净和没有刷净的情况下被包含15％(w)巴西棕榈蜡或15％(w/w)蜂蜡的制剂涂覆的辣椒的重量损失率。
在每种处理中斜率表示重量损失率。未涂覆的果实具有比任何其他处理即比任何涂覆的果实更大的斜率(更高的重量损失率)(p≤0.0001)。这表明：无论之后其是否被刷净，具有蜂蜡或巴西棕榈蜡的涂层减少重量损失率并且有助于辣椒的保存期限的延长。蜂蜡制剂导致最低的重量损失，这明显地不同于两种巴西棕榈蜡处理(p≤0.0001)。此外，蜂蜡涂覆和刷净的果实示出比蜂蜡涂覆而不刷净的果实更高的重量损失率(p≤0.05)。这表明刷净技术减小涂层的完整性，即使只是最低限度地，因为蜂蜡涂覆并且刷净的辣椒仍然显示出比对照明显更低的重量损失率。在存储7天之后，如与由蜂蜡涂覆的果实损失的重量相比，未涂覆的果实损失几乎两倍的重量。此外，在室温下在72小时即3天之后未涂覆的辣椒损失其初始重量的超过5％，然而用蜂蜡制剂涂覆的辣椒在144小时(6天)之后才损失这样的量。因此，蜂蜡涂层抑制辣椒皱缩、保留其质量并且使其保存期限加倍。因此，得出如下结论：蜂蜡制剂是用于红柿子椒保存期限延长的迄今为止最适当的制剂。
实施例6：重量损失-视觉外观(试验组B，制剂6)
在室温下在存储期间红柿子椒试验组B(处理组：(1)未涂覆的对照，(2)用制剂6(15％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，以及(3)用制剂6涂覆、随后刷净)的外观差别被呈现在图4中。未涂覆的果实的老化明显发生得比处理的果实远远更快。在室温下在1周后(研究小组B)，未涂覆的辣椒开始皱缩，然而涂覆的辣椒保持其“新鲜的”外观。在存储期间在外观上的这些差别被证实。在2周后(研究小组C)，涂覆并且刷净的辣椒也开始皱缩，然而涂覆的果实保留光滑的表面。这些结果与图3中示出的重量损失率相一致。在图5A-5C中的显微图示出每种处理(1、2&3)中辣椒的表面外观之间的差别。在图5A中，辣椒的细胞可以被容易地观察到，然而在图5B中表面被涂层覆盖并且因此细胞更加几乎不可区别，即使有的话。在图5C中，在辣椒表面上观察到狭缝，这支持刷净损坏涂层的完整性的假设。
实施例7：铝板的光泽(制剂3)
铝是非常发光的化学元素。在本研究中使用的未涂覆的铝板的光泽是250±20光泽单位。在涂覆之后，板的光泽极大地减小到平均60±10光泽单位，这是其涂覆前的光泽的将近20％。在所有刷子类型(马毛、聚乙烯以及软尼龙)中在1分钟和5分钟的刷净时间间隔下、以及在所有五种刷净速度(100rpm、150rpm、200rpm、250rpm以及300rpm)下的刷净过程增加板的光泽但导致非常小并且不明显的效果(图6A-6B)。
实施例8：辣椒果实样品的光泽(试验组C)
表8概括未涂覆的辣椒、涂覆的辣椒以及涂覆&刷净的辣椒的平均光泽。在用包含18％巴西棕榈蜡的制剂3手工涂覆辣椒样品之后，红柿子椒的光泽明显地变小。与涂覆处理后的3.7±0.95光泽单位相比，未处理的辣椒样品的平均光泽是13.2±1.5光泽单位。也就是说，涂层使涂覆的商品的光泽降低至约3.6分之一(降至初始光泽的约30％)。红柿子椒因其天然光泽而闻名，所述天然光泽归因于甾醇和蜡天然涂覆组合物(Nussinovitch等,Lebensm.-Wiss.u.-Technol,29:184-186,1995)。出人意料地，在刷净的时间间隔从1分钟增加到5分钟或10分钟的情况下，另外的现象被观察如下：在1分钟，使用以100rpm的马毛刷子，记录的光泽值是7.8±1.4，然而在刷净5分钟或10分钟后，记录的光泽值分别增加到8.4±1.0和9.5±2.0。因此，以相同的速度和刷子类型擦亮的时间间隔的增加导致光泽值的增加。值得注意的是，在这样的刷子类型和刷净速度下，当把时间间隔从5分钟增加到10分钟时没有观察到明显的差别。虽然比未涂覆的辣椒的值(即13.2)低，但是所测得的最高光泽值(即9.5)仍然代表可以作为天然未涂覆的商品容易销售的光泽的表面。刷净程序的最高贡献在300rpm下被观察到。在这样的刷净速度下，使用马毛刷子、把刷净时间间隔增加到10分钟导致10.3±2.0光泽值的观察到的光泽，这代表从未涂覆的辣椒的初始光泽的～30％增加回到～80％。
当速度从100rpm增加到200rpm或300rpm、使用聚乙烯刷子、在1分钟到10分钟的刷净时间间隔下时，测得在光泽值上的一般性增加。刷净时间间隔越长，测得的光泽值越高。然而，只有刷净持续10分钟导致8.4±1.7光泽单位的感觉上接受的值。当速度从100rpm增加到200rpm或300rpm、使用尼龙刷子、在1分钟到10分钟的刷净时间间隔下时，光泽值未曾明显地改变或示出明显的增加(表8)。
表8.未涂覆、涂覆以及涂覆&刷净(在以三种刷净速度(100rpm、200rpm以及300rpm)、三种刷净时间间隔(1分钟、5分钟以及10分钟)并且使用三种刷子类型(马毛、聚乙烯以及软尼龙)刷净红辣椒样品之后)的平均光泽。
*每种结果是9种测定的平均数±SD。在p≤0.05下差别是显著的。
根据以不同的刷净速度和刷净时间间隔的不同的刷子类型之间的一般性比较，明显的是，马毛刷子是最有效率的刷子类型而尼龙刷子和聚乙烯刷子在恢复辣椒的光泽上是更低效率的。不受任何理论或作用机理束缚，设想如从其横截面扫描电子显微图明显看出马毛刷子的多孔性能够吸收流动性涂抹的蜡-水胶体制剂，这导致在辣椒表面上涂层的更好应用。合成的尼龙刷子和聚乙烯刷子两者皆包含非多孔性纤维。因此，这些刷子不能够吸收任何涂层流体/制剂并且仅仅提供其在表面上的涂抹(图7A-7D)。
在刷净涂覆的商品时，与涂覆的非光泽表面(平均3.7光泽单位)相比，涂覆的果实的光泽的增加被获得。这样的增加不足以恢复辣椒表皮的天然光泽值。在相同的刷净时间间隔(1分钟)并且使用相同的刷子类型(马毛)下，获得以下的光泽单位值：在100rpm的刷净速度下的7.7±1.4、在200rpm的刷净速度下的7.3±1.6以及在300rpm的刷净速度下的6.0±0.3。这些值比涂覆的非光泽的辣椒的值大1.6倍到2.1倍(表8)。
图8中呈现的结果示出每种处理提供在光泽值上的显著性差异。如与其他处理的辣椒相比，未涂覆的辣椒示出最高的光泽值。用包含巴西棕榈蜡的制剂涂覆的辣椒是最少光泽的，并且如与不经受刷净处理的涂覆的辣椒相比，经历刷净处理的用包含巴西棕榈蜡的制剂涂覆的辣椒示出将近双倍的光泽值。因此得出如下结论：涂覆后的刷净处理提供果实光泽的明显高的增加。因此，通过使用刷净程序，可以获得具有其外观的改善性质和较少损坏的辣椒。
实施例9：辣椒果实的光泽(试验组D)
用包含15％蜂蜡的制剂6涂覆的辣椒果实和经历随后的刷净的涂覆的辣椒的光泽被测量。表面光泽计测量的结果被呈现在图9中。在60°和85°角度下进行的测量显示出辣椒的天然光泽在用蜂蜡制剂涂覆之后减小并且在刷净之后增加到不明显地区别于未涂覆的辣椒的天然光泽的水平(p≤0.01)。使用曲面光泽计的光泽测量示出类似的结果。对于涂覆的果实，在全宽度下在半高度下检测到最高值(28.2±1.0)，这明显不同于(p≤0.0001)涂覆并且刷净的辣椒的值(23.9±1.1)。设想在测角光度曲线的半高度下的宽度表明光泽水平的倒转，即在半高度下的宽度越大，测得的光泽值越低。如与未擦亮的辣椒相比，因为刷净的光泽的增加与擦亮的辣椒由于再生的角质蜡层结构的增强的光泽一致(Charles等,Postharvest Bio.Technol.,47,21–26,2008)。因此，即使对于未涂覆的果实最高光泽值被获得，用15％(w/w)制剂涂覆使辣椒的光泽减小了～25％，然而刷净使其再增加～15％，这导致在其天然光泽上仅仅10％的减少。
实施例10：粗糙度(试验组D)
与两种其他涂覆组(处理组(2)用制剂6(15％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆和处理组(3)用制剂6涂覆、随后刷净)相比，由于在存储期间未涂覆的果实的高的重量损失率(图3)，其表面粗糙度随时间迅速地增加(图10)。在存储7天之后，未涂覆的辣椒的平均的Ra和Rz值分别是5.8±1.5μm和19.4±7.3μm，这明显地高于涂覆的辣椒的Ra和Rz值(分别是2.9±0.9μm和12.3±2.7μm)和涂覆并且刷净的辣椒的Ra和Rz值(分别是2.8±0.8μm和11.8±2.1μm)(p≤0.05)。图11A和11B分别示出在存储1天和7天之后来自三种处理即未涂覆、涂覆以及涂覆并且刷净的红柿子椒的表面粗糙度简况。在存储的第一天，所有三种粗糙度简况是类似的。然而，在7天之后，未涂覆的简况(和辣椒的表面)比处理的辣椒的简况更粗糙。这些结果还表明蜂蜡涂覆制剂放慢辣椒的老化过程并且因此延长其保存期限。
实施例11：颜色(试验组F)
在成熟期间红柿子椒改变其颜色，因为主要的叶绿体色素即叶绿素的减小，伴随着多种类胡萝卜素水平的上升，这导致在完全成熟的辣椒中的深红色颜色(Ha等,J.Exp.Botany,58,3135-3144,2007)。在存储的最初的3天期间，三种处理组((1)未涂覆的对照，(2)用制剂6(15％(w/w)蜂蜡制剂)涂覆，以及(3)用制剂6涂覆、随后刷净)示出a*值和b*值的增加：对于未涂覆的果实，分别为从21.6±1.8到28.1±2.0和从10.5±1.5到14.1±1.6；对于蜂蜡涂覆的辣椒，分别为从18.9±2.0到28.7±2.3和从10.0±2.8到16.1±1.2；对于蜂蜡涂覆并且刷净的果实，分别为从19.4±3.3到23.8±1.7和从11.8±1.5到11.8±1.9。从第3天开始，这些水平保持恒定(每隔24小时测量)直到存储的第7天。在存储期间在任何处理中L*没有表现出任何变化，并且具有33.2±1.2的平均值。在存储7天期间收集的这些结果示出在三种处理中在颜色变化上没有显著性差异(p≤0.0001)。因此，蜂蜡涂层制剂不影响来自其在成熟过程期间的天然变化的辣椒的颜色。
实施例12：机械性质(试验组D)
对于处理的辣椒和未处理的辣椒，穿刺的力是类似的。获得的未涂覆的、用蜂蜡制剂涂覆的、以及用15％(w/w)蜂蜡制剂涂覆并且然后刷净的值分别是13.3±1.8N、13.6±0.8N以及13.5±0.8N。在存储7天期间这些值没有明显地改变(p≤0.0001)。然而，在存储期间在穿刺下的变形增加：未涂覆的果实经历最大的变化，这导致相对于涂覆(13.1±2.7mm)和涂覆并且刷净(14.7±2.1)的果实的在存储的第7天明显更高(p≤0.001)的变形(20.8±2.4mm)(图12)。这些结果表明在20℃和50％RH下在7天之后未涂覆的果实不如涂覆的果实坚硬。因此，涂覆的果实比未涂覆的果实更硬并且涂层被示出保存果实的机械性质，导致延长的保存期限。
实施例13：存储条件和市场条件的模拟(试验组G和H)
组G和H两者皆示出在7℃和95％RH下在存储之后未处理的果实相对于15％(w/w)蜂蜡制剂涂覆的果实的明显更高的重量损失百分比(p≤0.0001)。在3周之后，与涂覆的果实和涂覆并且刷净的果实中的2.4±0.4％和2.4±0.5％分别相比，组G中未涂覆的果实的重量损失总计为3.0±0.4％。在存储5周之后，与用于涂覆的辣椒和涂覆并且刷净的辣椒的3.4±0.5％和3.5±0.9％分别相比，在组H中未涂覆的果实的重量损失总计为6.2±1.3％。涂覆的辣椒的主要归因于水分流失的重量损失百分比比其他实验远远更低，这示出在冷藏21天后用于涂覆的辣椒的超过10％的水分流失(等,Euro.Food Res.Technol.,214,320–326,2002)。在另外的3天后，在20℃和75％RH下，来自组G的未涂覆的果实、涂覆的果实、以及涂覆并且刷净的果实分别损失1.8±0.3％、1.3±0.2％以及1.4±0.3％的另外的重量。对于组H，在20℃和75％RH下在3天之后(在7℃和95％RH下在5周之后)，未涂覆的辣椒、涂覆的辣椒、以及涂覆并且刷净的辣椒损失其各自重量的1.8±0.4％、1.0±0.2％以及1.0±0.2％的另外的重量。因此，在冷藏5周之后，未涂覆的果实损失其初始重量的6.2±1.3％并且已经是皱缩并且软的，然而涂覆的果实和涂覆并且刷净的果实分别仅仅损失其初始重量的3.4±0.5％和3.5±0.9％，并且保持其“新鲜的”外观和坚实度。
实施例14：感官评价(制剂2和6)
在初始味道评价和存储后味道评价两者中，研究小组成员中的60％不能在涂覆的果实和未涂覆的果实之间区分。在第二次味道试验中，研究小组成员还被要求注意样品之间的任何特定的味道差别：对于任何处理的辣椒，没有发现异味。光泽评价结果与物理测量一致，即研究小组成员确定蜂蜡涂层和巴西棕榈蜡涂层减小辣椒的光泽，然而刷净使其增加到不明显地区别于天然光泽的水平。坚实度评价示出在存储7天之后，处理的辣椒(被制剂2和制剂6涂覆)比未处理的辣椒明显更坚实(p≤0.0001)。在最终的感官试验中，没有选择未涂覆的辣椒；选择的辣椒中的40％是涂覆的并且60％是涂覆并且刷净的。这些结果证实，消费者倾向于优选涂覆的辣椒、并且特别是涂覆并且刷净的辣椒而不是其未涂覆的对应物。
本发明的新颖制剂有助于延长辣椒的保存期限。此外，特别的刷净程序可以在涂覆的果实的光泽因为涂覆过程而减小之后增加涂覆的果实的光泽。
特定实施方案的前述描述将如此充分地揭露本发明的一般性质以致其他人可以通过应用在本领域技术内的知识(包括本文引用的参考文献的内容)在无需过度实验的情况下容易地修改和/或调整此类特定的实施方案用于多种应用而不脱离本发明的一般性概念。因此，基于本文提出的教导和引导，此类调整和修改被意图在公开的实施方案的等效物的含义和范围内。理解的是，本文的措辞或术语是用于描述并且不是限制的目的，使得技术人员根据本文提出的教导和引导结合本领域技术人员的知识来理解本说明书中的术语或措辞。

Claims (44)

1.一种用于减少收获后的可食用的植物物质的重量损失和/或保存收获后的可食用的植物物质的天然光泽的方法，所述方法包括把组合物应用到所述植物物质的表面，从而用所述组合物涂覆所述可食用的植物物质的步骤，所述组合物包含：
a.具有低于约70℃的熔化温度的食用蜡；
b.水胶体聚合物；
c.脂肪酸；
d.乳化剂；以及
e.水，
其中所述食用蜡以所述组合物的总重量的从10％到25％范围内的重量百分比存在。
2.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
i)使所述可食用的植物物质的涂层干燥；以及
ii)刷净所述干燥的被涂覆的可食用的植物物质。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述可食用的植物物质是具有天然光泽外观的水果或蔬菜。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述可食用的植物物质选自由以下组成的组：辣椒、茄子、樱桃、浆果、李子以及柿子。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述可食用的植物物质是辣椒。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述食用蜡的所述熔化温度在约50℃和约70℃之间的范围中。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述食用蜡是动物蜡或昆虫蜡。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述食用蜡是蜂蜡。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述食用蜡以所述组合物的总重量的从约15％到约25％范围内的重量百分比存在。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述水胶体以湿的组合物的至多2％的重量百分比存在。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述水胶体以所述湿的组合物的至多1％的重量百分比存在。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述水胶体选自由以下组成的组：刺槐豆胶(LBG)、瓜尔胶、黄原酸胶、黄蓍树胶及其混合物。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述水胶体是刺槐豆胶。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述脂肪酸选自由以下组成的组：油酸、硬脂酸、棕榈酸、月桂酸、肉豆蔻酸、山嵛酸、异硬脂酸及其混合物。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述脂肪酸是油酸。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述乳化剂选自由以下组成的组：吗啉、氨、卵磷脂、单硬脂酸乙二醇酯、月桂基硫酸铵、硬脂酰基-2-乳酸钠、油酸钾、单硬脂酸丙二醇酯、烷基硫酸钠、聚乙二醇及其混合物。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述乳化剂是吗啉。
18.如权利要求1所述的方法，其中当所述组合物的温度是从约35℃到约50℃时所述组合物被应用到所述植物物质的表面。
19.如权利要求2所述的方法，其中使用包含天然纤维的刷子来进行所述刷净。
20.根据权利要求2所述的方法，其中所述刷子包含马毛纤维。
21.如权利要求2所述的方法，其中所述刷净被进行约1min到约10min。
22.如权利要求2所述的方法，其中所述刷净以约100转每分钟(rpm)到约300rpm的刷净速度被进行。
23.如权利要求1所述的方法，其中所述组合物包含所述组合物的总重量的：
a.10％-25％(w/w)的蜂蜡；
b.至多1％(w/w)的水胶体；
c.0.2％-10％(w/w)的脂肪酸；
d.0.1％-15％(w/w)的乳化剂；以及
e.49％-89％的水。
24.如权利要求1所述的方法，其中所述组合物包含所述组合物的总重量的：
a.15％-25％(w/w)的蜂蜡；
b.至多1％(w/w)的水胶体；
c.约0.2％-约3％(w/w)的脂肪酸；
d.约0.1％-约5％(w/w)的乳化剂；以及
e.65％-84％的水。
25.一种用于涂覆收获后的可食用的植物物质的组合物，所述组合物包含：
a.具有低于约70℃的熔化温度的食用蜡；
b.水胶体聚合物；
c.脂肪酸；
d.乳化剂；以及
e.水，
其中所述食用蜡以所述组合物的总重量的从约10％到约25％范围内的重量百分比存在。
26.如权利要求25所述的组合物，其中所述可食用的植物物质包括具有天然光泽外观的水果或蔬菜。
27.如权利要求26所述的组合物，其中所述可食用的植物物质选自由以下组成的组：辣椒、茄子以及柿子。
28.如权利要求32所述的组合物，其中所述可食用的植物物质是辣椒。
29.如权利要求25所述的组合物，其中所述食用蜡的所述熔化温度在约50℃和约70℃之间的范围中。
30.如权利要求25所述的组合物，其中所述食用蜡是动物蜡。
31.如权利要求25所述的组合物，其中所述食用蜡是蜂蜡。
32.如权利要求25所述的组合物，其中所述食用蜡以所述组合物的总重量的从约15％到约25％范围内的重量百分比存在。
33.如权利要求25所述的组合物，其中所述水胶体以湿的组合物的至多2％的重量百分比存在。
34.如权利要求33所述的组合物，其中所述水胶体以所述湿的组合物的至多1％的重量百分比存在。
35.如权利要求25所述的组合物，其中所述水胶体选自由以下组成的组：刺槐豆胶(LBG)、瓜尔胶、黄原酸胶、黄蓍树胶及其混合物。
36.如权利要求35所述的组合物，其中所述水胶体是刺槐豆胶。
37.如权利要求25所述的组合物，其中所述脂肪酸选自由以下组成的组：油酸、硬脂酸、棕榈酸、月桂酸、肉豆蔻酸、山嵛酸、异硬脂酸及其混合物。
38.如权利要求37所述的组合物，其中所述脂肪酸是油酸。
39.如权利要求25所述的组合物，其中所述乳化剂选自由以下组成的组：吗啉、氨、卵磷脂、单硬脂酸乙二醇酯、月桂基硫酸铵、硬脂酰基-2-乳酸钠、油酸钾、单硬脂酸丙二醇酯、烷基硫酸钠、聚乙二醇及其混合物。
40.根据权利要求39所述的组合物，其中所述乳化剂是吗啉。
41.根据权利要求25所述的组合物，包含所述组合物的总重量的：
a.约10％-约25％(w/w)的蜂蜡；
b.至多约1％(w/w)的水胶体；
c.约0.2％-约10％(w/w)的脂肪酸；
d.约0.1％-约15％(w/w)的乳化剂；以及
e.约49％-约89％的水。
42.根据权利要求41所述的组合物，其中所述水胶体是刺槐豆胶。
43.根据权利要求41所述的组合物，其中所述脂肪酸是油酸。
44.如权利要求41所述的组合物，其中所述乳化剂是吗啉。
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