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