ES2822425T3 - Frescura de frutas y/o verduras - Google Patents

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Abstract

Un sistema de iluminación que comprende: una lámpara (8) para iluminar frutas y/o verduras en una instalación de almacenamiento de alimentos, en donde la lámpara está dispuesta para proporcionar dicha iluminación con una primera salida de luz y una segunda salida de luz, teniendo la primera salida de luz una intensidad más alta y al menos un espectro de polarización roja con respecto a la segunda salida de luz; y un controlador (12) para controlar la iluminación controlando la lámpara, en donde el controlador está configurado para aplicar la iluminación en una secuencia que comprende un período de oscuridad, seguido de la primera salida de luz durante un primer período, seguido después de la segunda salida de luz durante un segundo período; en donde el controlador está configurado para aplicar dicha secuencia en un ciclo diario.

Description

DESCRIPCIÓN
Frescura de frutas y/o verduras
Campo técnico
La presente divulgación se refiere a las condiciones bajo las cuales se almacenan y/o transportan frutas y verduras, con el fin de mantenerlas frescas.
Antecedentes
En los mercados minoristas y de consumo, el mayor desperdicio de alimentos se encuentra en las frutas y verduras frescas. En un momento en el que la industria de la horticultura está luchando por producir más para la creciente población mundial, los residuos no se gestionan bien y, de hecho, los residuos de alimentos parecen ir en aumento. Por lo tanto, mejorar el almacenamiento de los alimentos frescos es una preocupación creciente y una necesidad para el futuro.
La mayoría de las frutas y verduras del mundo se cultivan bajo un ritmo circadiano, vinculado al ciclo diario de luz y oscuridad. Este ritmo regula los carbohidratos y otros metabolitos secundarios en frutas y verduras durante el crecimiento y durante el almacenamiento tras la cosecha. En la cadena alimentaria, el ritmo circadiano se altera durante el transporte y almacenamiento, así como en el refrigerador del consumidor.
Los investigadores de la Universidad de Rice (EE.UU.) estudiaron recientemente el ritmo circadiano de frutas y verduras tras la cosecha [Goodspeed D., 2013, "Postharvest Circadian Entrainment Enhances Crop Pest Resistance and Phytochemical Cycling", Current Biology 23, 1235-1241, 8 de julio de 2013, Elsevier Ltd]. Descubrieron que cuando el repollo se almacenaba bajo ciclos de luz-oscuridad de 12 horas, esto proporciona de dos a tres veces más fitoquímicos si se consume de cuatro a ocho horas después del comienzo del período de luz que si el repollo se almacenaba bajo luz u oscuridad constante. Se encontraron respuestas comparables en la lechuga, espinaca, calabacín, batatas, zanahorias y arándanos. Se descubrió que la respuesta era similar a la forma en la que los ciclos de luz y oscuridad en el campo, desencadenan el metabolismo celular para disminuir el daño de los insectos a las frutas y verduras.
En la bibliografía hay otra evidencia de que las verduras de hoja fresca y algunas frutas se beneficiarían de una exposición a la luz después de la cosecha para mantener la calidad. Esta bibliografía incluye documentos que describen formas para mantener los alimentos frescos en los estantes refrigerados de los supermercados o en el refrigerador de una casa. Por ejemplo, véase el documento US20070104841 ["Refrigerator and method for keeping food using the same", LG Electronics].
El documento JP 2006 329614 A desvela un refrigerador que comprende luces que pueden programarse para encenderse por la noche y describe además que se puede variar un perfil de iluminación de una pluralidad de luces según se desee la fotosíntesis y/o la síntesis de polifenoles. El documento también desvela un LED naranja que tiene una intensidad de 2000 lux y un LED azul que tiene una intensidad de 100-300 lux, que se pueden encender o apagar simultáneamente, individualmente o de forma pulsada. El documento EP 2 128 546 A1 desvela un refrigerador con una luz verde y azul. Estas luces se eligen por su capacidad para penetrar frutas y verduras, y para mejorar la estética del usuario. El documento WO 2008/004743 A1 desvela un refrigerador con luces configuradas para encenderse y apagarse en sincronía con el día y la noche. Este documento desvela además los LED de diferentes longitudes de onda de 450-500 nm y 600-650nm, cuyas intensidades se controlan de forma manual para adaptarse a diferentes tipos de madurez de las verduras. El documento US 2007/268682 A1 desvela un refrigerador que tiene luces amarillas, verdes y blancas. Un perfil de iluminación, determinado por la entrada del usuario, depende de la naturaleza de los alimentos almacenados en el refrigerador.
A pesar de la bibliografía existente en este campo para mostrar que el efecto existe, persiste cierta incertidumbre sobre el mecanismo subyacente y, de manera más práctica, cómo se puede aprovechar de manera más eficaz.
Sumario
Los inventores creen que la fotosíntesis no está involucrada (o al menos no exclusivamente) cuando se aplica luz para mantener frescas las frutas y verduras por más tiempo, sino que están funcionando otros mecanismos de la planta. Una razón para creer esto es que la baja intensidad de luz también parece tener un efecto positivo, mientras que a baja intensidad se midió que la actividad fotosintética era inexistente. Esto llevó a pensar que habría espacio para la innovación en esta área, porque la mayoría de los sistemas anteriores hasta ahora se basan en la hipótesis de un proceso fotosintético.
Los inventores estudiaron recientemente el efecto de la iluminación en la lechuga y el pepino tras la cosecha en su laboratorio para comprobar las afirmaciones de que los ciclos de luz tras la cosecha podían mejorar la frescura y, por otro lado, para ver si podrían encontrar una manera de lograr tales resultados de una forma más práctica, y energéticamente eficaz. Para ello, los inventores llevaron a cabo varios experimentos en una cámara climática (similar a las condiciones de almacenamiento en refrigeración), aplicando luz de diferente intensidad, espectro y ritmos dinámicos.
Se observó que la luz, la intensidad de luz y el espectro tenían un efecto sobre la frescura (medido en términos de varios factores tales como la tonalidad del alimento, el contenido de glucosa y el contenido de fructosa). Además, también se observó que se lograba un efecto bastante fuerte aplicando un régimen de luz dinámica. Por ejemplo, tener lechugas iluminadas durante 2 horas con un nivel de luz medio o alto, y después volver a un nivel de luz de fondo más bajo, tuvo el efecto de mantener la lechuga fresca durante más tiempo. Este régimen de luz dinámica se aplicó después de un período de oscuridad total (por ejemplo, 12 horas), por lo que en este sentido puede denominarse "luz de despertar" en la analogía con la respuesta del ritmo circadiano humano a las lámparas de luz de "despertar".
Basándose en esta observación, a continuación se desvela un arreglo para superar la alteración del ritmo circadiano que puede ocurrir en el transporte y/o almacenamiento de frutas y/o verduras, con el objetivo de mejorar los compuestos nutricionales y mantener los alimentos frescos por más tiempo. La técnica comprende aplicar un régimen de luz dinámica o "receta de luz dinámica" que comprende una fase de "despertar' de luz roja de alta intensidad, seguido de una fase de "día" de baja intensidad "habitual" (por ejemplo, la que se utilizaría para la iluminación habitual de las tiendas).
La invención se define por las reivindicaciones independientes; las reivindicaciones dependientes definen realizaciones ventajosas.
Por lo tanto, de acuerdo con un aspecto desvelado en el presente documento, se proporciona un sistema que comprende una instalación de almacenamiento de alimentos para el almacenamiento de frutas y/o verduras, y una lámpara dispuesta para iluminar las frutas y/o verduras en la instalación de almacenamiento de alimentos. La lámpara funciona para proporcionar la iluminación con una primera salida de luz y una segunda salida de luz, teniendo la primera salida de luz una intensidad más alta y al menos un espectro de polarización roja con respecto a la segunda salida de luz. Además, el sistema comprende un controlador para controlar la iluminación de las frutas y/o verduras en la instalación de almacenamiento de alimentos controlando la lámpara. El controlador está configurado para aplicar la iluminación en una secuencia que comprende un período de oscuridad, seguido de un primer período de la primera salida de luz, seguido después de un segundo período de la segunda salida de luz, y dicho controlador está configurado para aplicar dicha secuencia en un ciclo diario.
De acuerdo con las realizaciones, la primera salida de luz tiene preferentemente un espectro con una longitud de onda máxima de aproximadamente 660 nm, o también un pico en la región roja (aproximadamente 620 a 740 nm) del espectro visible. En realizaciones, la segunda salida de luz tiene un espectro sustancialmente blanco.
En realizaciones, la primera salida de luz (polarización roja) tiene una intensidad en el intervalo de 15 a 50 pmol/s/m2, preferentemente alrededor de 40 pmol/s/m2. En realizaciones, la segunda salida de luz tiene una intensidad de 2 a 15 pmol/s/m2.
De acuerdo con realizaciones adicionales, las salidas de luz primera y segunda son preferentemente canales distintos de la lámpara, aplicándose los distintos espectros y/o intensidad durante un primer período y un segundo período respectivamente. Por ejemplo, el sistema puede utilizar una lámpara de dos canales formada por LED rojos y blancos. Las salidas de luz primera y segunda pueden tener espectros y/o intensidad constantes dentro del respectivo período. En realizaciones, el período de oscuridad, el primer período y el segundo período son contiguos entre sí (uno sigue inmediatamente al otro).
La disposición desvelada se puede aplicar para el almacenamiento y/o el transporte de alimentos frescos al por menor, y/o el almacenamiento de alimentos en el dominio del consumidor (por ejemplo, en el hogar). Por tanto, en las realizaciones, dicha instalación de almacenamiento de alimentos puede comprender un expositor de venta al por menor, o dicha instalación de almacenamiento de alimentos puede comprender el interior de un refrigerador.
De acuerdo con la invención, el controlador está configurado para aplicar dicha secuencia en un ciclo diario. En una de dichas realizaciones, la secuencia comprende: el período de oscuridad que dura de 10 a 12 horas; seguido de la primera salida de luz (roja de alta intensidad) aplicada durante un primer período que dura de 1 a 2 horas; seguida de la segunda salida de luz (por ejemplo, blanca de baja intensidad) aplicada durante un segundo período después del primer período, en donde el segundo período puede durar el resto del ciclo diario, o puede durar un período de 2 a 6 horas que puede estar seguido por un período de luz ambiental de otra parte. Un ejemplo de uso de esta configuración sería en una puesto de venta minorista, en cuyo caso las frutas y/o verduras expuestas se iluminarían con la luz roja de alta intensidad durante un primer período de "despertar" por la mañana, seguido de iluminación "normal" durante el resto del día.
En otro ejemplo, el controlador puede estar configurado para que dicha secuencia se acumule en un tiempo de consumo designado, que es designado por un usuario para el consumo de al menos algunas de las frutas y/o verduras.
En una de dichas realizaciones, el controlador se puede configurar para aplicar la segunda salida de luz (por ejemplo, blanca de baja intensidad) durante un segundo período que dura de 2 a 4 horas hasta el momento de consumo, y para aplicar la primera salida de luz (roja de alta intensidad) durante un primer período que dura 1 a 2 horas hasta el segundo período. Por ejemplo, la iluminación se puede incorporar en un refrigerador, con una interfaz de usuario que permite al usuario establecer una hora posterior en la que se necesitarán una o más frutas y/o verduras en el refrigerador para una comida o para la preparación de una comida. La secuencia de iluminación se encendería automáticamente antes de ese tiempo preestablecido, con un período de luz blanca antes de la hora establecida, precedido por un período de la luz roja de "despertar".
De acuerdo con un aspecto adicional desvelado en el presente documento, se puede proporcionar un producto de programa informático incorporado en un dispositivo de almacenamiento legible por ordenador y configurado para que, cuando se ejecute en un procesador, realice operaciones del controlador de acuerdo con cualquiera de las características desveladas en el presente documento. De acuerdo con un aspecto adicional, se puede proporcionar un controlador configurado de acuerdo con cualquiera de las características desveladas en el presente documento. De acuerdo con un aspecto adicional, se puede proporcionar un método correspondiente para iluminar frutas y/o verduras de acuerdo con cualquiera de las características desveladas en el presente documento.
Breve descripción de los dibujos
Para ayudar en la comprensión de la presente divulgación y para mostrar cómo se pueden poner en práctica las realizaciones, se hace referencia a modo de ejemplo a los dibujos adjuntos en los que:
la figura 1 es una representación esquemática de un sistema de iluminación en un entorno minorista, la figura 2 es una representación esquemática de un sistema de iluminación para un refrigerador,
la figura 3 es un gráfico que muestra un cambio en el ángulo de tonalidad en el color de las hojas de una lechuga tratada con un ciclo de iluminación de una lámpara de dos canales;
la figura 4 es un gráfico que muestra un cambio en la capacidad fotosintética de las hojas de una lechuga tratada con un ciclo de iluminación de una lámpara de dos canales;
la figura 5 es un gráfico que muestra un cambio en el contenido en agua de las hojas de una lechuga tratada con un ciclo de iluminación de una lámpara de dos canales;
la figura 6 es un gráfico que muestra un cambio en el crujiente de las hojas de una lechuga tratada con un ciclo de iluminación de una lámpara de dos canales;
la figura 7 es un gráfico que muestra un cambio en el contenido en sacarosa de las hojas de una lechuga tratada con un ciclo de iluminación de una lámpara de dos canales;
la figura 8 es un gráfico que muestra un cambio en el contenido de ácido ascórbico en las hojas de una lechuga tratada con un ciclo de iluminación de una lámpara de dos canales;
la figura 9 es un gráfico que muestra un cambio en el contenido de fructosa en hojas de lechuga tratadas con un ciclo de iluminación de una lámpara de dos canales;
la figura 10 es un gráfico que muestra un cambio en el contenido de glucosa en hojas de lechuga tratadas con un ciclo de iluminación de una lámpara de dos canales; y
la figura 11 es otro gráfico que muestra un cambio en el ángulo de tono en el color de las hojas de una lechuga tratada con un ciclo de iluminación de una lámpara de dos canales.
Descripción detallada de realizaciones
Para estudiar los efectos tratados en el presente documento, las lechugas y pepinos se almacenaron en una cámara climática con temperatura y humedad controladas. El flujo de aire en la cámara tenía una concentración de CO2 alrededor de 700 a 800 ppm. Para las lechugas, la temperatura de almacenamiento fue de 6 °C y la humedad relativa fue del 95 % de HR, pero para los pepinos fue de 12 °C y con una HR del 95 %. Esas condiciones son las recomendadas por el cultivador. Todos los materiales se almacenaron en estas condiciones estables durante 2 semanas para cada experimento. Después de dos semanas, las ensaladas estaban lo suficientemente viejas como para desecharlas, de la misma forma que lo harían en el comercio minorista.
Las Figs. 3 a 11 dan un ejemplo de los resultados obtenidos para hojas maduras de lechuga mantecosa. En este experimento, durante dos horas al día, se aplicó una luz de despertar de alta intensidad de LED rojos, seguido de un período de iluminación blanca de intensidad media a baja o un nivel de luz bajo. La frescura se puede medir de varias formas, tal como por la cantidad de fitoquímicos al principio frente al final de la vida de las verduras, y por el "aspecto" de la lechuga, por ejemplo, midiendo la tonalidad de color de las hojas.
Se descubrió que la luz de despertar funcionaba mejor, en términos de mantener la frescura, cuando va seguido de un período de poca luz, como sería el caso si la cosecha de ensalada está boca abajo (a menudo se hace en los supermercados) o se coloca en los estantes a la sombra del estante de arriba (también muy a menudo es el caso de los estantes del refrigerador). Los gráficos muestran que la tonalidad se puede mantener con el tiempo, así como los azúcares (sacarosa, fructosa, glucosa) y vitamina C.
La figura 3 es un gráfico que muestra el cambio en el ángulo de tonalidad observado en hojas de lechuga tratadas con un ciclo diario de luz roja a una intensidad alta de 40 |jmol/s/m2 durante 2 horas como luz de despertar, seguido de luz blanca a una intensidad baja de 2 |jmol/s/m2 (con la etiqueta "40R+2B") o una intensidad media de 15 |jmol/s/m2 ("40R+15B") durante 10 horas (y 12 horas de oscuridad), en un curso de 2 semanas. Los resultados se muestran en el contexto de un control en el que la lechuga se mantuvo oscura todo el día. Un micromol por segundo por metro cuadrado (pmol/s/m2) es el número de fotones que caen sobre un metro cuadrado cada segundo, siendo un mol es 6,02 x 1023 (el número de Avogadro). 10 pmol/m2/ s “ 685 Lux “ 2,18 W/m2 El ángulo de tonalidad se mide en grados, donde 60° es amarillo y 120° es verde. La hoja más amarilla tiene más descomposición de clorofila. Cada valor fue el promedio de tres lugares desde la parte superior, media y el fondo de la hoja.
La figura 4 muestra el resultado del mismo régimen de tratamiento sobre la capacidad fotosintética de las hojas. Cuando los fotones de luz son absorbidos por una molécula de clorofila, provocan un reordenamiento instantáneo de electrones en la molécula y llevan a la molécula de pigmento desde un estado fundamental a un estado excitado con una vida útil de 10-9s. El estado excitado inestable hace que parte de la energía de excitación se convierta en energía vibratoria, se disipe como calor y se reemita como fotones menos energéticos, donde la luz reemitida es fluorescencia de clorofila y tiene un pico de emisión de alrededor de 730 nm. Aparte de la pérdida de energía como calor y fluorescencia, la energía atrapada se puede usar para activar electrones e inicia la cadena de transporte lineal de electrones (LET) en el fotosistema II (PSII) para ser la fuerza impulsora de la fotosíntesis. Cuando una hoja se adapta a las condiciones de oscuridad, la fluorescencia mínima (Fo) se mide con solo una luz de medición débil presente. Cuando se aplica un pulso de saturación, la clorofila apenas puede atrapar energía de la luz repentinamente irradiada del pulso de saturación debido al cierre del centro PSII, de modo que la fluorescencia remitida sea la máxima (Fm). Para una hoja adaptada a la oscuridad, la relación Fv/Fm se define como la eficiencia cuántica máxima de la fotoquímica del PSII donde Fv = Fm-Fü. Un valor más alto de Fv/Fm indica una mayor capacidad fotosintética y una situación más saludable de la hoja. En cada medida, se cortaron una o dos hojas maduras de la cuarta capa exterior de una lechuga para medir la fluorescencia de la clorofila.
Para la capacidad fotosintética durante 2 semanas, los valores se redujeron para todos los tratamientos después de 7 días y se mantuvieron al mismo nivel en la segunda semana. Las lechugas tratadas con blanco extremadamente bajo (2 pmol/s/m2) después de la luz roja de despertar, sin embargo, mantuvo la mayor capacidad fotosintética y hojas más saludables.
Las Figs. 5 y 6 muestran el resultado del tratamiento sobre el contenido de agua y la "altura crujiente" de las hojas. La "altura crujiente" era la altura de 100 gramos de hojas de lechuga recién cortadas en una bolsa de plástico. Un nivel más alto indica que las hojas están más crujientes. Al comienzo de un experimento, se seleccionaron tres lechugas frescas. Para cada lechuga, todas las hojas fueron arrancadas y cortadas con tijeras para obtener rodajas de aproximadamente 1 cm de ancho, y luego se mezclaron adecuadamente. A continuación, se pesaron rodajas de 100 gramos como una muestra y se colocaron en una bolsa de plástico (Bolsas de polietileno de 22x25 cm), y se midió la altura de las hojas cortadas después de agitar en la bolsa plana cerrada. Para cada muestra, la altura crujiente se midió tres veces para obtener un valor promedio. Al final del experimento, se midió la altura crujiente de cada lechuga.
Después de 2 semanas de almacenamiento en la misma cámara climática a 6 °C y con una HR del 95 %, el contenido de agua de las hojas se redujo para todos los tratamientos sin diferencia significativa. Sin embargo, la luz blanca extremadamente baja (2 pmol/s/m2) después del despertar rojo tenía las hojas más crujientes, mientras que el blanco medio (2 pmol/s/m2) después del despertar rojo provocó el ablandamiento más rápido de las hojas de lechuga. La coloración verdosa se mantuvo al mismo nivel que al comienzo del experimento después de una semana de almacenamiento para todos los tratamientos, pero en el día 14 los grupos de almacenamiento en oscuridad y despertar rojo con blanco medio (15 pmol/s/m2) tenían degradación del color verde al amarillo. Las lechugas irradiadas por poca luz blanca (pmol/s/m2) después de 2 horas de despertar con luz roja mantuvieron la mejor coloración de las hojas verdes maduras en comparación con el inicio del experimento.
Los gráficos de las Figs. 7 a 10 muestran el cambio en el contenido de sacarosa (Fig.7), contenido de ácido ascórbico (Fig. 8), contenido de fructosa (Fig. 9) y contenido de glucosa (Fig. 10), observados en hojas de lechuga tratadas con un ciclo diario de luz roja a una intensidad alta de 40 pmol/s/m2 durante 2 horas como luz de despertar, seguido de luz blanca a una intensidad baja de 2 pmol/s/m2. Estos son los resultados etiquetados como "R+b B". Se muestran en el contexto de un control en el que la lechuga se mantuvo oscura todo el día, y en el que la luz blanca fue igual, de alta intensidad (40 pmol/s/m2) a la luz roja ("R+BA"). El contenido se muestra medido en microgramos por miligramo de lechuga (peso seco, PS).
La intensidad de la luz roja aplicada durante el período de despertar también se puede aumentar a un nivel de intensidad aún mayor de al menos 50 pmol/s/m2. En cuanto al efecto de una luz roja de menor intensidad, cuando el experimento se realizó con un período de luz roja de despertar a una intensidad establecida en un nivel medio de 15 pmol/s/m2 (seguido de nuevo por una luz blanca baja de 2 pmol/s/m2), se descubrió que esto mantenía las hojas con al menos un color más verde. Por lo tanto, un tratamiento que incluya una luz roja de despertar con una intensidad inferior a este nivel de intensidad aún puede ser beneficioso, al menos cosméticamente (por ejemplo, con el propósito de una exposición minorista). Este resultado se muestra en la Fig. 11 (en el contexto de un control de oscuridad y un tratamiento de solo blanco).
Por lo tanto, un régimen de luz suplementaria roja y blanca durante el almacenamiento puede mantener las cualidades poscosecha de las lechugas, incluida la textura crujiente, la coloración verdosa, la capacidad fotosintética y el contenido de azúcar y el nivel de vitamina C. Esta mejora en la frescura proporciona a la ensalada más contenido de nutrientes, más antioxidante para mantenerse fresca por más tiempo y reduce los residuos en la cadena alimentaria. Por lo tanto, existe el potencial de proporcionar una ventaja significativa mediante la aplicación de un régimen de tratamiento de luz dinámica durante el transporte y/o almacenamiento de frutas y/o verduras frescas (particularmente verduras de hoja); específicamente una secuencia que comprende un período de oscuridad seguido de un período de luz roja de despertar de alta intensidad, seguido de un período de luz blanca de menor intensidad. A continuación se analizan ejemplos de oportunidades para aprovechar esto en el entorno minorista y en el hogar.
La figura 1 ilustra una realización implementada en un entorno minorista 2. El sistema comprende una instalación de almacenamiento de alimentos en forma de expositor minorista que comprende uno o más estantes o puestos de una tienda, puesto en el mercado, mostrador de alimentos o similar para almacenar (y al mismo tiempo exponer) uno o más tipos de frutas y/o verduras 6. El sistema comprende además una lámpara 8 dispuesta para iluminar las frutas y/o verduras en el expositor 4, y un controlador 12 conectado a la lámpara 8 y dispuesto para controlar esta iluminación que emite la lámpara. La lámpara 8 tiene (al menos) una salida de dos canales, un canal que proporciona una luz roja de "despertar" de alta intensidad (preferentemente color rojo a aproximadamente 660 nm) y el otro canal que proporciona una iluminación "normal" o de "nivel de fondo" de menor intensidad para el expositor 4 (preferentemente blanca, pero al menos, menos roja). Los dos canales se pueden implementar mediante LED rojos respectivamente LED normales o blancos. Por tanto, los dos canales de la lámpara proporcionan dos salidas de luz distintas, sustancialmente diferentes, dispuestas para iluminar la fruta y/o verduras 6 en el expositor 4 durante diferentes períodos respectivos (preferentemente también siendo constante dentro de cada período). El controlador 12 está configurado para controlar la conmutación entre estos canales (y encender y apagar la lámpara) para proporcionar un régimen de luz dinámico, para mantener la frescura de las frutas y/o verduras 6 mediante la manipulación de su ritmo circadiano.
Con este fin, el controlador 12 comprende un temporizador 14 configurado para activar la hora de inicio de la luz del despertar. En realizaciones, el controlador 12 puede comprender una parte de código del programa informático incorporado en un dispositivo de almacenamiento legible por ordenador (que comprende uno o más medios de almacenamiento) y dispuesto para su ejecución en un procesador (que comprende una o más unidades de procesamiento). Como alternativa, el controlador 12 puede implementarse parcial o totalmente en un circuito de hardware dedicado, o en un circuito configurable o reconfigurable como un PGA o FPGA.
El controlador 12, usando su temporizador 14, está así configurado para controlar la lámpara 8 para iluminar la fruta y/o verdura 6 en el expositor 4 con un régimen de luz dinámico en forma de una secuencia que comprende un período de oscuridad, un primer período de luz de polarización roja de mayor intensidad y un segundo período de luz adicional, como luz blanca o una iluminación minorista regular; por ejemplo, en realizaciones de acuerdo con uno de los siguientes ejemplos.
El régimen de luz se aplica a diario, en ciclo de 24 horas. En realizaciones, la luz roja de despertar de alta intensidad (preferentemente alrededor de 660 nm) se enciende después de un largo período de oscuridad (por ejemplo, de 10 a 12 horas), y preferentemente se aplica durante un período de entre 1 y 2 horas. Después de la luz del despertar, la lámpara de doble canal 8 se conmuta a iluminación minorista "normal" durante el resto del día (es decir, hasta 13 horas), hasta que el ciclo comienza de nuevo con el siguiente período de oscuridad y así sucesivamente.
En una alternativa, después de un largo período de oscuridad (por ejemplo, de 10 a 12 horas), la luz roja de despertar se enciende durante 1 a 2 horas, seguida de 2 a 6 horas de luz blanca baja. En algunos escenarios, las 1-2 horas más las 2-6 horas pueden representar la duración total del día, en el extremo norte o sur, el día puede durar de 2 a 8 horas en invierno. En otras estaciones o latitudes, sin embargo, el día puede durar más de 8 horas. Por lo tanto, si la luz roja de despertar de 1-2 horas más la luz blanca de 2-6 horas aplicadas de manera específica o deliberada, no representa un ciclo completo de 24 horas, las frutas y/o verduras 6 pueden seguir iluminadas por luz ambiental durante el resto del día, es decir, luz compuesta de luz artificial de uso general que se encuentra en el ambiente (por ejemplo, luz de la habitación) o luz natural (luz solar, por ejemplo, entrar a través de un escaparate en el caso de un escaparate minorista).
El ciclo se puede aplicar sustancialmente en sincronización con el ciclo del día, con el período de oscuridad programado para coincidir con la noche, la luz del despertar empieza por la mañana y la segunda luz "normal" y/o ambiental se aplica durante el resto del día. Como alternativa, el ciclo podría aplicarse fuera de sincronización con el ciclo del día (para simular artificialmente una hora diferente del día), por ejemplo, en una tienda o puesto que funciona de noche o que no está sincronizado con el día, como en un aeropuerto o en una tienda de conveniencia abierta toda la noche. Además, en realizaciones, el ciclo puede adaptarse a la duración del día de la temporada actual, o adaptarse fuera de sincronización con la temporada actual (para simular artificialmente una época diferente del año), o puede permanecer constante a pesar de la temporada.
La figura 2 ilustra otra realización, implementada en un refrigerador 16. En este caso, la instalación de almacenamiento de alimentos es el refrigerador 16 y la lámpara 8 está dispuesta dentro del refrigerador 16 para iluminar su interior, o al menos uno o más compartimentos, estantes o regiones donde se van a almacenar una o más frutas y/o verduras 6. La lámpara 8 es nuevamente una lámpara de dos canales operable para iluminar las frutas y/o verduras 6 con una luz roja de despertar de alta intensidad y una luz blanca de menor intensidad durante diferentes períodos respectivos, siendo controlado de nuevo por un controlador 12 que comprende un temporizador 14. Por otro lado, el controlador 12 comprende una interfaz de usuario que comprende un medio de entrada de usuario 18 y opcionalmente una pantalla 20. Por ejemplo, la interfaz de usuario puede comprender un teclado, pantalla táctil o un puerto (por ejemplo, USB, Wi-Fi, Zigbee o Bluetooth) para recibir una entrada desde una ordenador de escritorio o portátil, tableta o smartphone. La interfaz de usuario puede estar integrada en el refrigerador 16 o puede ser externa a él.
La interfaz de usuario permite al usuario establecer el tiempo del régimen de iluminación aplicado al alimento 6 por la lámpara 8, por ejemplo tal como sigue.
Como se ha mencionado, los investigadores de la Universidad de Rice (EE.UU.) descubrieron que cuando el repollo se almacenaba en ciclos de luz-oscuridad de 12 horas (12 horas de oscuridad, 12 horas de luz blanca), esto proporcionaba de dos a tres veces más fitoquímicos si se consumía de cuatro a ocho horas después del comienzo del período de luz que si el repollo se almacenaba bajo luz u oscuridad constante. Por lo tanto, basándose en esto, en una realización alternativa desvelada en el presente documento, la luz roja de despertar se utiliza para cambiar el reloj circadiano de las frutas y/o verduras en función del tiempo estimado de consumo. Por ejemplo, un refrigerador doméstico puede estar provisto de un controlador/temporizador y de una lámpara para iluminar la fruta y/o las verduras con luz de baja intensidad durante un período de un par de horas antes del consumo estimado, precedido por la luz de despertar de alta intensidad durante 1 a 2 horas. Este esquema de iluminación dinámica proporcionaría una cantidad máxima de fitoquímicos y nutrientes en el momento de su consumo.
Dado que las frutas y/o verduras están con el consumidor y se puede conocer el momento de consumo, el controlador 12 está configurado para permitir al consumidor ingresar una hora en la que desea que la fruta y/o verdura esté en un estado óptimo (la hora de la cena, por ejemplo) de tal manera que se adapte el ritmo circadiano tener un máximo de concentración de fitoquímicos en el momento del consumo (o preparación). El controlador 12 está equipado con un reloj 14 y botones 18 de programación y reinicio (u otra forma de dispositivo de entrada de usuario). Los botones de programa se pueden utilizar para programar el controlador 12 para que memorice el momento en el que las verduras deben ser óptimas. La pantalla 20 asociada con el reloj puede mostrar el ritmo circadiano que se programará para encender y apagar los LED de la lámpara, por ejemplo: nivel alto (1 a 2 horas) y nivel inferior (2 a 4 horas). Después de ese ciclo el fitoquímico y la frescura de la ensalada son aproximadamente óptimos para el consumo. El controlador 12 también podría tener una opción de recuento de días para informar al usuario sobre el estado de frescura en función del tiempo y dar consejos sobre si las verduras todavía están lo suficientemente frescas para ser consumidas.
Se apreciará que las realizaciones anteriores se han descrito solo a modo de ejemplo.
Por ejemplo, aunque por encima del ciclo diario se ha revelado en el contexto de una exposición minorista, esto también se podría usar en un refrigerador o cualquier otra instalación de almacenamiento de alimentos para el almacenamiento de frutas y/o verduras. Contrariamente, la idea de una secuencia programada para acumularse en un tiempo de preparación o consumo programado se podría utilizar en un entorno minorista, por ejemplo, una barra de ensaladas de un restaurante, cafetería o cantina con una secuencia de despertar programada para que se encienda antes de la hora de apertura, la hora del almuerzo o la cena o en una hora de pico de negocios.
Generalmente, los tratamientos descritos anteriormente se pueden utilizar para el almacenamiento de frutas y/o verduras después de la cosecha o el desprendimiento. Las frutas o verduras desprendidas incluyen aquellas que se cosechan antes de lo normal pero continúan madurando y/o creciendo mientras están desprendidas de la planta principal, de las raíces o del árbol. Como alternativa o adicionalmente, el tratamiento se puede utilizar para el almacenamiento de frutas y/o verduras "precosechadas", es decir, poco antes de la cosecha (por ejemplo, 48 horas aproximadamente). Por ejemplo, algunas lechugas se venden con las raíces en macetas, al igual que Basillicum y otras hierbas.
Si bien lo anterior se ha descrito en términos de una lámpara que comprende uno o más LED, otros tipos de fuente de luz se podrían utilizar de forma alternativa o adicional para implementar la lámpara. Las principales ventajas de usar LED son resultado de la posibilidad de controlar la composición espectral de la luz para que coincida con los fotorreceptores de las plantas para proporcionar una producción más óptima, para influir en la morfología y composición de las plantas y mejorar la calidad de los productos. Otras ventajas del uso de LED están relacionadas con un mejor control de la producción de calor y la libertad de distribuirlos para optimizar la uniformidad de la iluminación, y una vida útil más larga para mantener la salida de luz útil durante años sin reemplazo. También promete un consumo de energía reducido y la reducción de costes asociados. No obstante, también se podrían usar otros tipos de lámpara para crear la intensidad y el espectro deseados (por ejemplo, una bombilla de filamento blanco o un tubo fluorescente más filtro). Obsérvese también que el término lámpara no implica necesariamente una única fuente de luz y, en general, la lámpara a la que se hace referencia en el presente documento puede comprender una o más fuentes de luz de uno o más tipos implementados en una o más unidades o carcasas.
Basado en los experimentos realizados, la luz blanca puede estar en el intervalo de 2 a 15 pmol/s/m2 y es preferentemente menor de 15 |jmol/s/m2 en realizaciones, 10 |jmol/s/m2 o menos. La luz roja de despertar es preferentemente de 40 |jmol/s/m2 pero en las realizaciones podría estar en el intervalo de 15 a 5o |jmol/s/m2 o más alto. También entre las realizaciones tratadas anteriormente, el período de oscuridad puede ser de 10 a 12 horas, el primer período (de luz roja de despertar) puede ser de 1 a 2 horas después del período de oscuridad, y el segundo período (el período de luz de polarización blanca o no roja normal después de la luz roja de despertar) puede ser de 2 a 13 horas después del primer período (y puede haber o no un período de luz ambiental entre el segundo período y el siguiente período de oscuridad). No obstante, el experto en la materia puede elegir otros períodos y/o combinaciones de intensidad y longitudes de onda habiendo recibido los conceptos desvelados en el presente documento. Por ejemplo, el período de oscuridad podría ser más corto, por ejemplo, tan bajo como 8 o incluso 6 horas; o el período de despertar rojo podría ser más largo, por ejemplo, hasta 3 o incluso 4 horas.
En las formas de realización, la luz roja de despertar primero tiene preferentemente un espectro con una longitud de onda máxima de aproximadamente 660 nm, pero en general puede tener cualquier espectro con sesgo rojo, por ejemplo, tener un pico en la región roja (aproximadamente 620 a 740 nm) del espectro visible, o una distribución de densidad espectral que se pondera hacia el extremo rojo del espectro visible. Además, cuando se dice que la segunda salida de luz tiene un espectro sustancialmente blanco, se pueden utilizar diferentes tipos de luz blanca, por ejemplo, tibio o tibio o frío. La luz blanca podría formarse a partir de una densidad espectral uniforme "estrictamente blanca" en todo el espectro visible o, como alternativa, un espectro no uniforme que sea sustancialmente blanco, por ejemplo, con componentes distintos pero con una mezcla sustancial de componentes en todo el espectro visible. Sin embargo, preferentemente, la luz blanca consiste únicamente en luz en el espectro visible, o al menos sustancialmente sin UV que pueda dañar los tejidos, y/o sustancialmente sin compuestos infrarrojos que generarían calor y por lo tanto deshidratación.
Además, las diferentes salidas de luz de la lámpara son preferentemente canales distintos de la lámpara que tienen espectros y/o intensidades distintos entre sí, y en realizaciones, el espectro y/o la intensidad es sustancialmente constante durante todo el período en el que la respectiva salida de luz de cada respectivo canal se emite. No obstante, en realizaciones alternativas, no se excluye que el color de la luz roja de despertar pueda, por ejemplo, desvanecerse en la luz blanca "normal", o la intensidad de la luz de despertar podría descender a la luz normal; o que la luz del despertar podría desvanecerse o aumentar gradualmente desde el período de oscuridad, o que la luz blanca o normal del segundo período podría atenuarse o regresar al siguiente período de oscuridad; o algo así. Además, el período de oscuridad y el primer y segundo período respectivos de estas dos salidas de luz son preferentemente todos contiguos entre sí (el uno comienza inmediatamente después del final del otro). Sin embargo, no se excluye que pueda haber brechas breves u otras luces de "amortiguación" o períodos aplicados en el medio.
Los expertos en la técnica pueden comprender y realizar otras variaciones de las realizaciones descritas al poner en práctica la invención reivindicada, a partir de un estudio de los dibujos, la divulgación y las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, la palabra "que comprende" no excluye otros elementos o etapas, y el artículo indefinido "un" o "una" no excluye una pluralidad. Un único procesador u otra unidad puede cumplir las funciones de varios elementos enunciados en las reivindicaciones. El mero hecho de que determinadas medidas se enuncien en reivindicaciones dependientes mutuamente diferentes no indica que una combinación de estas medidas no se pueda aprovechar. Un programa informático puede almacenarse/distribuirse en un medio adecuado, tal como un medio de almacenamiento óptico o un medio de estado sólido suministrado junto con o como parte de otro hardware, pero también puede distribuirse en otras formas, como a través de Internet u otros sistemas de telecomunicaciones por cable o inalámbricos. No se debería interpretar signo de referencia alguno en las reivindicaciones como limitante del alcance.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de iluminación que comprende:
una lámpara (8) para iluminar frutas y/o verduras en una instalación de almacenamiento de alimentos, en donde la lámpara está dispuesta para proporcionar dicha iluminación con una primera salida de luz y una segunda salida de luz, teniendo la primera salida de luz una intensidad más alta y al menos un espectro de polarización roja con respecto a la segunda salida de luz; y
un controlador (12) para controlar la iluminación controlando la lámpara, en donde el controlador está configurado para aplicar la iluminación en una secuencia que comprende un período de oscuridad, seguido de la primera salida de luz durante un primer período, seguido después de la segunda salida de luz durante un segundo período; en donde el controlador está configurado para aplicar dicha secuencia en un ciclo diario.
2. El sistema de la reivindicación 1, en donde la primera salida de luz tiene un espectro con una longitud de onda máxima de 660 nm.
3. El sistema de la reivindicación 1 o 2, en donde la segunda salida de luz es blanca.
4. El sistema de cualquier reivindicación anterior, en donde la primera salida de luz tiene una intensidad de 15 a 50 pmol/s/m2.
5. El sistema de cualquier reivindicación anterior, en donde la segunda salida de luz tiene una intensidad de 2 a 15 pmol/s/m2.
6. El sistema de cualquier reivindicación anterior, en donde el primer período dura de 1 a 2 horas.
7. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde:
el período de oscuridad dura de 10 a 12 horas; el primer período dura de 1 a 2 horas; y
el segundo período dura el resto del ciclo diario que sigue al primer período, o dura un período de 2 a 6 horas seguido de un período de luz ambiental de otra parte.
8. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el controlador está configurado para cronometrar dicha secuencia para acumularse en un tiempo de consumo designado, que es designado por un usuario, para el consumo de al menos algunas de las frutas y/o verduras.
9. El sistema de la reivindicación 8, en donde el segundo período dura de 2 a 4 horas hasta el momento de consumo, y el primer período dura de 1 a 2 horas hasta el segundo período.
10. El sistema de cualquier reivindicación anterior, en donde las salidas de luz primera y segunda son canales distintos de la lámpara, aplicándose los distintos espectros y/o intensidad durante el primer período y el segundo período respectivamente.
11. El sistema de cualquier reivindicación anterior, en donde la primera y la segunda salidas de luz tienen espectros y/o intensidad constantes dentro del período respectivo.
12. El sistema de cualquier reivindicación anterior, en donde el período de oscuridad, el primer período y el segundo período son contiguos.
13. Un sistema de almacenamiento de alimentos que comprende:
una instalación de almacenamiento de alimentos para el almacenamiento de frutas y/o verduras, y
un sistema de iluminación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
14. Un método para controlar la iluminación de frutas y/o verduras en una instalación de almacenamiento de alimentos, comprendiendo el método aplicar la iluminación en una secuencia que comprende un período de oscuridad, seguido de una primera salida de luz durante un primer período, seguido después de una segunda salida de luz durante un segundo período, teniendo la primera salida de luz una intensidad más alta y al menos un espectro de polarización roja con respecto a la segunda salida de luz; comprendiendo el método aplicar dicha secuencia en un ciclo diario.
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