KR101362841B1 - 식물 부위의 왁스 코팅 - Google Patents

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Abstract

본 발명은,
(a) 하나 이상의 왁스, 및
(b) 하나 이상의 사이클로프로펜 화합물
을 포함하는 코팅 조성물 층을 식물 부위의 표면에 적용함으로써, 식물 부위의 표면상에 코팅을 형성하는 것을 포함하는 식물 부위의 처리방법에 관한 것이다.

Description

식물 부위의 왁스 코팅{WAXY COATINGS ON PLANT PARTS}
본 발명은 식물 부위의 표면상에 코팅을 형성하는 것을 포함하는 식물 부위의 처리방법에 관한 것이다.
식물 부위를 사이클로프로펜 화합물에 노출시키는 것이 간혹 바람직하다. 예를 들면, 어떠한 경우, 식물 부위를 사이클로프로펜 화합물에 노출시키는 것은 에틸렌의 효과를 억제하고, 이와 같은 억제가 가끔은 바람직하다. 예를 들면, 어떠한 식물 부위는, 그것들이 소비되기에 가장 적합한 시기의 성숙 단계 전의 성숙 단계에 있을 때 수확된다. 다른 예를 들면, 어떠한 식물 부위는 그것들이 소비되기에 가장 적합한 단계나 바로 직전의 성숙 단계에서 수확된다. 각각의 예에 있어서, 이러한 식물 부위들은 저장되고/되거나 운송되어, 저장 및/또는 운송중에 식물 부위들이 소비자들에게 구입되고/되거나 소비되기 전에 과성숙(over-ripe)되지 않도록, 성숙을 지연시키는 것이 바람직하다.
일부의 경우, 특정 과일이나 채소는 일반적으로 운송 및/또는 저장하기 전에 코팅을 실시하게 된다. US 6,165,529에는 가수분해된 폴리비닐 알코올, 가용성 녹말, 및 계면활성제를 함유하는 신선한 농작물을 위한 코팅이 개시되어 있다. 이러한 코팅들의 일부는 과일로부터 수분이 증발하는 것을 억제하여, 과일의 품질을 유지시키고, 중량 손실을 예방하게 된다.
이와 같은 코팅들이 갖는 이점을 제공하면서 사이클로프로펜 화합물 처리에 의한 이점들도 제공하는 식물 부위의 처리법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일면으로서,
(a) 하나 이상의 왁스, 및
(b) 하나 이상의 사이클로프로펜 화합물
을 포함하는 코팅 조성물의 층을 식물 부위의 표면에 적용함으로써, 식물 부위의 표면상에 코팅을 형성하는 것을 포함하는 식물 부위의 처리방법이 제공된다.
본원에서는 다음 정의들이 사용된다. "식물 부위"는 전체 식물로부터 분리되는 식물 부분이다. 식물 부위의 "처리"는 식물 부위를 조성물과 접촉시키는 것을 의미한다. 전체 식물로부터 유용한 식물 부위를 제거하는 것은 "수확"이라 한다. "지방 사슬"은 8개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 사슬이다. 어떠한 지방 사슬도 포함하지 않는 화합물은 "비-지방" 화합물이다. "탄화수소 사슬"은 오로지 탄소와 수소만을 포함하는 공유 결합된 원자의 그룹을 말한다. "액체 조성물"은 적어도 15℃ 내지 40℃ 범위의 온도에서 액체인 것을 의미한다. 어떠한 물질이 1 마이크로미터 또는 그 이상의 고립된 입자로 존재하고, 그 입자들이 연속 매질 전반에 걸쳐 분포되어 있는 경우, 물질이 연속 매질에 "분산"되어 있다고 한다. 조성물 내에서 성분의 "극소량"이란, 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.05 중량% 이하의 양을 말한다.
본원에서 도포성(spreadable) 고체 조성물은, 식물 부위에 층으로 도포할 수 있고, 이것이 적용 공정의 기계적 압력하에 있지 않은 경우, 적어도 15℃ 내지 40℃ 범위의 온도에서 기계적으로 안정한 조성물인 것으로 정의한다. 즉, 이러한 조성물 층이 표면상에 존재하고, 중력 이외의 어떠한 기계적 힘도 가해지지 않는 경우, 그 층은 적어도 15℃ 내지 40℃ 범위의 온도에서 5일 이상 동안 그 모양을 유지한다. 도포성 고체 조성물의 한 가지 타입은 융해성 고체(meltable solid)로서, 이것은 40℃를 넘는 임의의 온도에서 액체가 되고, 그 액체를 식물 부위에 도포한 후 냉각하여 기계적으로 안정하게 할 수 있다. 도포성 고체 조성물의 다른 타입은 준고체(semisolid) 조성물이다.
본원에서 준고체 조성물은, 적어도 15℃ 내지 40℃ 범위의 온도에서 다음과 같은 특성들을 갖는 조성물로 정의한다. 이들 조성물은 어플리케이터(applicator)로 도포할 수 있으나, 이것들이 적용 공정의 기계적 압력하에 있지 않은 경우, 기계적으로 안정하다. 즉, 이러한 조성물 층이 표면상에 존재하고, 중력 이외의 어떠한 힘도 가해지지 않는 경우, 그 층은 5일 이상 동안 모양을 유지한다. 준고체 코팅 조성물은 0.01 sec-1에서 10 Pa*s(100 푸아즈) 이상의 점도를 갖는다. 동일한 조성물을 브러싱(brushing)과 같은 기계적 압력하에 두는 경우, 조성물이 표면상에 플로잉(flowing)되어 층을 형성할 수 있다. 준고체 코팅 조성물은 1,000 sec-1에서 1 Pa*s(10 푸아즈) 이하의 점도를 갖는다.
본 발명의 방법은 식물 부위를 처리하는 것을 포함한다. 바람직한 식물 부위는 식용 및 비-식용 화초, 싹, 꽃, 종자, 가지, 뿌리, 구근, 과일, 채소, 잎 및 이들의 조합이다. 보다 바람직한 것은 식용 식물 부위이고; 보다 바람직한 것은 과일 및 채소이다.
본 발명의 실시에 사용하기 적합한 다수의 식물 부위는 여러 카테고리 또는 그룹으로 유용하게 분류할 수 있다. 이러한 그룹을 정의하는 하나의 유용한 방법은, "Draft"로서 국제연합 식량 농업 기구(FAO)에서 2006년 3월 23일 또는 그 이전에 발행된 "Definition and Classification of Commodities"이다.
작물 그룹 1은 곡류이다. 작물 그룹 2는 뿌리 및 덩이줄기류(tuber)이다. 작물 그룹 3은 당료 작물류(sugar crops)이다. 작물 그룹 4는 콩과 완두와 같은 두류(pulse)이다. 작물 그룹 5는 견과류이다. 작물 그룹 6은 대두, 땅콩, 올리브 및 캐놀라(canola)와 같은 유지 작물류(oil-bearing crops)이다.
작물 그룹 7은 채소류, 이를 테면, 양배추, 아티초크, 아스파라거스, 상추, 시금치, 카사바 잎, 토마토, 콜리플라워, 박류(cucurbits)(예: 호박, 오이 및 작은 오이(gherkin), 스쿼시, 수박, 캔털루프, 감로, 및 기타 혼합 멜론), 가지, 칠리 및 페퍼류, 봄양파(green onion), 건조 양파, 마늘, 리크, 기타 파속(alliaceous) 채소류, 초록 강낭콩, 푸른 완두콩, 녹색 잠두, 깍지 강낭콩, 당근, 오크라, 연옥수수(green corn), 버섯, 죽순, 사탕무, 근대, 백화채나무(caper), 카르둔, 셀러리, 차빌, 갓, 회향풀, 서양고추냉이(horseradish), 마요나라, 선모(oyster plant), 파슬리, 파스닙, 무, 대황, 순무, 사보리, 쇠채(scorzonera), 괭이밥, 물냉이, 및 기타 채소류이다.
작물 그룹 8은 과일류, 이를 테면, 바나나 및 열대 바나나(plantain); 감귤류 과일; 이과류(pome) 과일; 핵과류(stone) 과일; 딸기류; 포도류; 열대 과일; 여러가지 과일류; 및 기타 과일류이다. 이과류에는, 예를 들면, 사과, 배, 마르멜로(quince), 및 기타 이과류 과일류가 포함된다. 열대 과일에는, 예를 들면, 무화과(fig), 감, 키위, 망고, 아보카도, 파인애플, 대추야자, 캐슈 애플, 파파야, 빵나무 열매, 카람볼라, 크리모야, 두리안, 페이조아, 구아바, 몸빈, 잭푸르츠, 용안(longan), 마미, 망고스틴, 나랑히요(naranjillo), 시계풀 열매, 람부탄, 사포테, 사포딜라, 스타애플, 및 기타 열대 과일류가 포함된다.
작물 그룹 9는 섬유질류이다. 작물 그룹 10은 향신료류(spices)이다. 작물 그룹 11은 사료(fodder) 작물류이다. 작물 그룹 12는 커피 및 홍차와 같은 기호(stimulant) 작물류이다. 작물 그룹 13은 담배 및 고무와 기타 작물류이다.
바람직한 것은 작물 그룹 7과 8이다. 작물 그룹 7에서, 바람직한 것은 토마토 및 박류이고; 보다 바람직한 것은 토마토, 멜론, 및 오이이며; 보다 바람직한 것은 토마토 및 멜론이다. 작물 그룹 8에서, 바람직한 것은 이과류 과일 및 열대 과일류이고; 보다 바람직한 것은 사과, 아보카도, 및 구아바이며; 보다 바람직한 것은 아보카도이다.
본 발명의 실시에 있어서, 식물 부위를 수확한 후에 처리한다.
본 발명의 실시에는 하나 이상의 왁스를 사용하는 것이 포함된다. 본원에서 사용하는 왁스는, 적어도 15℃ 내지 40℃를 포함하는 온도 범위에서 고체 또는 준고체인 지방 화합물(fatty compound)이다. 각각의 지방 사슬은 포화 또는 불포화일 수 있다. 하나 이상의 지방 사슬 외에, 적절한 왁스는 임의의 기타 다양한 화학 작용기를 가질 수 있다. 바람직한 왁스는 탄화수소, 모노에스테르, 멀티-에스테르, 케톤, 알코올, 알데히드, 산, 산염, 스테롤 에스테르, 테르펜, 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.
탄화수소 왁스에는 12 내지 120개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소가 포함된다. 탄화수소 왁스 내의 탄화수소 분자는, 직쇄, 분지쇄, 비방향성환, 또는 이들의 조합일 수 있다. 탄화수소 왁스는 통상적으로 2 이상의 상이한 탄화수소 분자의 혼합물로 존재한다. 탄화수소 왁스에는 원유로부터 분리된 페트롤륨(petroleum) 왁스가 포함된다. 페트롤륨 왁스에는, 파라핀 왁스, 마이크로크리스탈 왁스, 및 페트롤륨이 포함된다. 파라핀은 파라핀의 중량을 기준으로 60 중량% 이상의 직쇄 탄화수소를 갖고, 파라핀 왁스 내의 대부분은 일반적으로 각각 18 내지 45개의 탄소 원자를 갖는다. 마이크로크리스탈 왁스는 파라핀 왁스보다 높은 비율의 분지쇄 및 환형 탄화수소를 갖는다. 페트롤륨은 광유와 잘 혼합된 마이크로크리스탈 왁스의 타입이다. 또한, 탄화수소 왁스는, 20,000 이하의 수평균 분자량을 갖는 폴리에틸렌 폴리머인 폴리에틸렌 왁스를 포함한다. 탄화수소 왁스 중 바람직한 것은 페트롤륨 왁스, 폴리에틸렌류, 및 이들의 혼합물이다.
모노에스테르 왁스에는, 정확히 하나의 에스테르 그룹을 갖는 임의의 왁스가 포함된다. 바람직한 모노에스테르 왁스는, 지방 알코올, 스테롤, 테르페노이드, 하이드로카로테노이드, 비타민 A, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 알코올과 지방산의 에스테르이다. 바람직한 모노에스테르 왁스는 지방산과 지방 알코올의 에스테르이다. 바람직한 모노에스테르 왁스는 15 내지 19개의 탄소원자의 탄화수소 사슬을 갖는 지방산과 29 내지 33개의 탄소원자의 탄화수소 사슬을 갖는 지방 알코올의 에스테르이다.
멀티-에스테르 왁스는 각 분자에 둘 이상의 에스테르 그룹을 포함하는 왁스이다. 이것들은, 예를 들면, 하이드록실화 지방산이 산 및 알코올과 2개의 에스테르 결합을 형성하는 경우에 생성될 수 있다. 기타 멀티-에스테르 왁스는 2 이상의 하이드록실 그룹을 갖는 분지쇄 알코올이 둘 이상의 카복실산과 둘 이상의 에스테르 결합을 형성하는 경우에 생성된다.
지방산 왁스에는, 15 내지 34개의 탄소원자의 탄화수소 사슬을 갖는 지방산이 포함된다. 지방산은 가끔 둘 이상의 서로 다른 지방산의 혼합물로 발견된다. 또한, 지방산은 가끔 모노에스테르 왁스의 혼합물로 발견된다. 또한, 지방산에는 지방산의 염, 및 지방산과 아민 화합물과 같은 염기 화합물의 산-염기 복합체가 포함된다. 바람직한 지방산 왁스는 하나 이상의 지방산과 하나 이상의 아민 화합물을 포함한다. 보다 바람직한 지방산 왁스는 모르폴린 올레에이트이다.
알코올 왁스에는 하나, 둘 이상의 하이드록실 그룹을 갖는 알코올이 포함된다. 일부 알코올 왁스는 19 내지 33개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 갖는다. 케톤 왁스는 각 분자에 하나 이상의 케톤 그룹을 갖는다.
일부 생물학적으로 제조된 왁스는 2가지 타입 이상의 왁스의 혼합물을 포함한다. 생물학적으로 제조된 왁스에는, 식물 또는 동물로부터 직접 얻어지는 왁스 및 식물 또는 동물로부터 얻어지는 물질의 변경(예: 수소화)으로 제조된 왁스가 포함된다. 바람직한 생물학적으로 제조된 왁스는 밀랍(beeswax), 충랍(insect wax), 셀락 왁스, 경랍(spermaceti), 라놀린, 카나우바 왁스, 기타 식물 왁스 및 이들의 혼합물이다.
바람직한 왁스는 페트롤륨 왁스, 지방산 왁스, 모노에스테르 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 및 이들의 혼합물이다.
본 발명의 실시는 하나 이상의 사이클로프로펜 화합물의 사용을 포함한다. 본원에서 사용되는 사이클로프로펜은 하기 화학식을 갖는 임의의 화합물이다.
Figure 112011038766488-pat00001

상기 식에서, R1, R2, R3 및 R4 각각은, H 및 하기 식의 화학 그룹으로 구성된 군으로부터 선택된다:
-(L)n-Z
여기에서, n은 0 내지 12의 정수이고, 각각의 L은 2가 라디칼이다. 적절한 L 그룹에는, 예를 들면, H, B, C, N, O, P, S, Si, 또는 이들의 혼합으로부터 선택되는 하나 이상의 원자를 포함하는 라디칼이 포함된다. L 그룹 내의 원자들은 단일 결합, 이중 결합, 삼중 결합, 또는 이들의 혼합으로, 서로 연결될 수 있다. 각각의 L 그룹은 선형, 분지형, 환형, 또는 이들의 조합일 수 있다. 임의의 하나의 R 그룹(즉, R1, R2, R3 및 R4 중 임의의 하나)에서, 헤테로원자(즉, H나 C가 아닌 원자)의 총 수는 0 내지 6이다. 독립적으로, 임의의 하나의 R 그룹에서, 비-수소 원자의 총 수는 50 이하이다. 각각의 Z는 1가 라디칼이다. 각각의 Z는 수소, 할로, 시아노, 니트로, 아지도, 클로레이트, 브로메이트, 아이오데이트, 이소시아네이토, 이소시아니도, 이소티오시아네이토, 펜타플루오로티오, 및 화학 그룹 G로 구성된 그룹으로부터 독립적으로 선택되고, 여기에서, G는 3 내지 14원 환 시스템이다.
R1, R2, R3 및 R4 그룹은 적당한 그룹으로부터 독립적으로 선택된다. R1, R2, R3 및 R4 그룹 중 하나 이상으로 사용하기 적합한 그룹에는, 예를 들면, 지방족 그룹, 지방족-옥시 그룹, 알킬포스포네이토 그룹, 사이클로지방족 그룹, 사이클로알킬설포닐 그룹, 사이클로알킬아미노 그룹, 헤테로사이클 그룹, 아릴 그룹, 헤테로아릴 그룹, 할로겐, 실릴 그룹, 기타 그룹들, 및 이들의 혼합 내지 조합이 포함된다. R1, R2, R3 및 R4 그룹 중 하나 이상으로 사용하기 적합한 그룹은 치환 또는 비치환될 수 있다.
적절한 R1, R2, R3 및 R4 그룹에는, 예를 들면, 지방족 그룹이 포함된다. 일부 적절한 지방족 그룹에는, 예를 들면, 알킬, 알케닐, 및 알키닐 그룹이 포함된다. 적절한 지방족 그룹은 선형, 분지형, 환형, 또는 이들의 조합일 수 있다. 독립적으로, 적절한 지방족 그룹은 치환 또는 비치환될 수 있다.
본원에서 사용함에 있어서, 관심 있는 화학 작용기의 하나 이상의 수소 원자가 치환기로 대체되는 경우, 그 작용기는 "치환"된 것이라고 한다.
적절한 R1, R2, R3 및 R4 그룹에는, 예를 들면, 옥시 그룹, 아미노 그룹, 카보닐 그룹, 또는 설포닐 그룹을 통해 사이클로프로펜 화합물에 연결되는 치환 및 비치환된 헤테로사이클 그룹이 포함되고; 이와 같은 R1, R2, R3 및 R4 그룹의 예로서, 헤테로사이클릴옥시, 헤테로사이클릴카보닐, 디헤테로사이클릴아미노 및 디헤테로사이클릴아미노설포닐을 들 수 있다.
또한, 적절한 R1, R2, R3 및 R4 그룹에는, 예를 들면, 옥시 그룹, 아미노 그룹, 카보닐 그룹, 설포닐 그룹, 티오알킬 그룹, 또는 아미노설포닐 그룹을 통해 사이클로프로펜 화합물에 연결되는 치환 및 비치환된 헤테로사이클 그룹이 포함되고; 이와 같은 R1, R2, R3 및 R4 그룹 그룹의 예로서, 디헤테로아릴아미노, 헤테로아릴티오알킬, 및 디헤테로아릴아미노설포닐을 들 수 있다.
또한, 적절한 R1, R2, R3 및 R4 그룹에는, 예를 들면, 수소, 플루오로, 클로로, 브로모, 아이오도, 시아노, 니트로, 니트로소, 아지도, 클로레이토, 브로메이토, 아이오데이토, 이소시아네이토, 이소시아니도, 이소티오시아네이토, 펜타플루오로티오; 아세톡시, 카보에톡시, 시아네이토, 니트레이토, 니트리토, 퍼클로레이토, 알레닐, 부틸머캅토, 디에틸포스포네이토, 디메틸페닐실릴, 이소퀴놀릴, 머캅토, 나프틸, 페녹시, 페닐, 피페리디노, 피리딜, 퀴놀릴, 트리에틸실릴, 트리메틸실릴; 및 이들의 치환된 유사체가 포함된다.
본원에서 사용되는 화학 그룹 G는 3 내지 14원 환 시스템이다. 화학 그룹 G로 사용하기 적합한 환 시스템은 치환 또는 비치환될 수 있고; 이들은 방향족(예: 페닐 및 나프틸) 또는 지방족(예: 불포화 지방족, 부분적으로 포화된 지방족, 또는 포화 지방족)일 수 있으며; 이들은 카보사이클릭 또는 헤테로사이클릭일 수 있다. 헤테로사이클릭 G 그룹 중에서, 일부 적절한 헤테로원자는, 예를 들면, 질소, 황, 산소, 및 이들의 조합이다. 화학 그룹 G로 사용하기 적합한 환 시스템은 모노사이클릭, 바이사이클릭, 트리사이클릭, 폴리사이클릭, 스피로, 또는 융합환일 수 있고; 화학 그룹 G로 사용하기 적합한, 바이사이클릭, 트리사이클릭, 또는 융합된 환 시스템에서, 단일의 화학 그룹 G의 다양한 환이, 모두 동일한 타입이거나 둘 이상의 타입(예: 방향족 환이 지방족 환과 융합될 수 있음)일 수 있다.
바람직하게, R1, R2, R3 및 R4 그룹 중 하나 이상은 수소 또는 (C1-C10)알킬이다. 보다 바람직하게, 각각의 R1, R2, R3 및 R4은 수소 또는 (C1-C8)알킬이다. 일부 구체예로서, 각각의 R1, R2, R3 및 R4은 수소 또는 (C1-C4)알킬이다. 보다 바람직하게, 각각의 R1, R2, R3 및 R4은 수소 또는 메틸이다. 보다 바람직하게, R1은 (C1-C4)알킬이고, 각각의 R2, R3 및 R4은 수소이다. 보다 바람직하게, R1은 메틸이고, 각각의 각각의 R2, R3 및 R4은 수소이며, 사이클로프로펜 화합물은 "1-MCP"로 공지되어 있다.
바람직하게, 1 대기압에서 50℃ 이하; 또는 25℃ 이하; 도는 15℃ 이하의 끓는점을 갖는 사이클로프로펜 화합물을 사용한다. 독립적으로, 바람직하게, 1 대기압에서 -100℃ 이상; -50℃ 이상; 또는 -25℃ 이상; 또는 0℃ 이상의 끓는점을 갖는 사이클로프로펜을 사용한다.
본 발명의 조성물은, 바람직하게, 하나 이상의 분자 캡슐화제(molecular encapsulating agent)를 포함한다. 보다 바람직하게, 적어도 하나의 분자 캡슐화제는 하나 이상의 사이클로프로펜 화합물 또는 하나 이상의 사이클로프로펜 화합물의 일부를 캡슐화한다. 본원에서 분자 캡슐화제의 분자로 캡슐화된 사이클로프로펜 화합물 분자 또는 사이클로프로펜 화합물 분자의 일부를 "사이클로프로펜 화합물 복합체"라고 한다.
바람직하게, 적어도 하나의 사이클로프로펜 화합물 복합체는 포접 복합체(inclusion complex)로 존재한다. 이러한 포접 복합체에 있어서, 분자 캡슐화제는 공동(cavity)을 형성하고, 사이클로프로펜 화합물 또는 사이클로프로펜 화합물의 일부가 공동 안에 위치하게 된다.
독립적으로, 이와 같은 포접 복합체의 일부에 있어서, 분자 캡슐화제의 공동의 내부는 실질적으로 비극성 또는 소수성 또는 이들 모두이며, 사이클로프로펜 화합물(또는 공동에 위치한 사이클로프로펜 화합물의 일부) 또한 실질적으로 비극성 또는 소수성 또는 이들 모두이다. 본 발명은 임의의 특정 이론 또는 메커니즘에 제한되지 않으나, 반 데르 발스 힘, 또는 소수성 상호작용, 또는 이들 모두에 의해, 사이클로프로펜 화합물 또는 이들의 일부가 분자 캡슐화제의 공동 안에 남아 있는 것으로 생각된다.
분자 캡슐화제의 양은 유용하게, 분자 캡슐화제의 몰 대 사이클로프로펜 화합물의 몰비로 특징 지어질 수 있다. 바람직하게, 분자 캡슐화제의 몰 대 사이클로프로펜 화합물의 몰비는 0.1 이상; 보다 바람직하게, 0.2 이상; 보다 바람직하게 0.5 이상; 보다 바람직하게 0.9 이상; 보다 바람직하게 1.0 이상이다. 독립적으로, 이와 같은 일부 구체예로서, 분자 캡슐화제의 몰 대 사이클로프로펜 화합물의 몰비는 10 이하; 보다 바람직하게 5 이하; 보다 바람직하게 2 이하; 보다 바람직하게 1.5 이하이다.
적절한 분자 캡슐화제에는, 예를 들면, 유기 및 무기 분자 캡슐화제가 포함된다. 적절한 유기 분자 캡슐화제에는, 예를 들면, 치환된 사이클로덱스트린, 비치환된 사이클로덱스트린 및 크라운 에테르가 포함된다. 적절한 무기 분자 캡슐화제에는, 예를 들면, 지올라이트가 포함된다. 적절한 분자 캡슐화제의 혼합물도 역시 적절하다. 바람직하게, 캡슐화제는 알파-사이클로덱스트린, 베타-사이클로덱스트린, 감마-사이클로덱스트린, 또는 이들의 혼합물이다. 본 발명의 일부 구체예로서, 알파-사이클로덱스트린을 사용한다. 바람직한 캡슐화제는 사용되는 사이플로프로펜 화합물 또는 사이클로프로펜 화합물들의 구조에 따라 변할 수 있다. 1-MCP를 사용하는 경우, 바람직한 분자 캡슐화제는 알파-사이클로덱스트린이다. 임의의 사이클로덱스트린 또는 사이클로덱스트린의 혼합물, 사이클로덱스트린 폴리머, 개질된 사이클로덱스트린, 또는 이들의 혼합물 역시 본 발명에 따라서 사용될 수 있다.
본 발명의 실시는 코팅 조성물을 포함한다. 코팅 조성물은, 식물 부위의 표면상에 층으로 적용될 수 있는 조성물이다. 층은 연속 또는 불연속적일 수 있다. 바람직한 것은, 표면에 적용한 직후의 층 두께가 10 마이크로미터 내지 1 mm인 것이다.
코팅 조성물은 왁스 및 하나 이상의 사이클로프로펜 화합물을 포함한다. 모든 사이클로프로펜 화합물의 총 중량 대 모든 왁스의 총 중량의 비("CP/왁스 비")로 특징짓는 것이 유용하다. 상기 비에 대하여 유용한 단위는 "ppm"이고, 왁스 백만 중량부 당 사이클로프로펜의 중량부를 나타낸다. 다른 유용한 단위는 "%"이며, 왁스 100 중량부 당 사이클로프로펜의 중량부를 나타낸다. 바람직한 것은 CP/왁스 비가 0.2 ppm 이상인 코팅 조성물이고; 보다 바람직한 것은 0.5 ppm 이상; 보다 바람직한 것은 1 ppm 이상인 것이다. 독립적으로, 바람직한 것은 CP/왁스 비가 0.5% 이하; 또는 0.2% 이하인 코팅 조성물이다.
바람직한 코팅 조성물은 액체 조성물이거나 도포성 고체 조성물이다. 보다 바람직한 것은 액체 조성물이거나 준고체 조성물이다.
바람직한 액체 코팅 조성물은 조성물의 중량을 기준으로 40 중량% 내지 99 중량%의 연속 액체 매질을 함유한다. 성분들은 연속 액체 매질에 용해되거나 분산된다. 바람직한 연속 액체 매질은 물을 함유하고; 보다 바람직한 것은 연속 액체 매질의 중량을 기준으로 한 물의 양이 50 중량% 이상인 것이고; 보다 바람직하게 80 중량% 이상; 보다 바람직하게 95 중량% 이상인 것이다.
액체 코팅 조성물에 있어서, 연속 액체 매질이 50 중량% 이상의 물을 함유하면, 왁스의 일부 또는 전부가 연속 액체 매질에 분산되어 있는 것이 바람직하다. 왁스가 그렇게 분산되어 있는 경우, 하나 이상의 계면활성제가 액체 코팅 조성물 내에 존재하는 것이 바람직하다.
연속 액체 매질이 물을 함유하는 경우, 액체 코팅 조성물은 바람직하게 하나 이상의 킬레이트제를 함유한다. "킬레이트제"는 금속 원자와 배위 결합을 형성할 수 있는 둘 이상의 전자-공여체(electron-donor) 원자를 함유하는 화합물로서, 단일 분자의 킬레이트제는 단일의 금속 원자와 둘 이상의 배위 결합을 형성할 수 있다. 바람직한 킬레이트제는 아미노카복시산, 1,3-디케톤, 하이드록시카복시산, 폴리아민, 아미노알코올, 방향족 헤테로사이클릭 염기, 페놀, 아미노페놀, 옥심, Shiff 염기, 황 화합물, 및 이들의 혼합물이다. 보다 바람직한 것은 하나 이상의 아미노카복시산, 하나 이상의 하이드록시카복시산, 하나 이상의 옥심, 또는 이들의 혼합물이다. 바람직한 아미노카복시산은 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 하이드록시에틸에틸렌디아민트리아세트산(HEDTA), 니트릴로트리아세트산(NTA), N-디하이드록시에틸글리신(2-HxG), 에틸렌비스(하이드록시페닐글리신)(EHPG), 및 이들의 혼합물이다. 바람직한 하이드록시카복시산은 타르타르산, 시트르산, 글루콘산, 5-설포슬리실산(5-sulfoslicylic acid), 및 이들의 혼합물이다. 보다 바람직한 것은 EDTA이다.
킬레이트제를 사용하는 경우, 킬레이트제의 바람직한 양은, 물의 중량부를 기준으로 킬레이트제의 중량이, 1 ppm 이상; 보다 바람직하게 5 ppm 이상이다. 독립적으로, 킬레이트제의 바람직한 양은, 물의 중량부를 기준으로 킬레이트제의 중량이, 200 ppm 이하; 보다 바람직하게는 100 ppm 이하; 보다 바람직하게 50 ppm 이하이다.
액체 코팅 조성물에 있어서, 왁스의 바람직한 양은, 액체 코팅 조성물의 중량을 기준으로, 5 중량% 이상; 보다 바람직하게 10 중량% 이상; 보다 바람직하게 15 중량% 이상이다. 독립적으로, 액체 코팅 조성물에 있어서, 왁스의 바람직한 양은, 액체 코팅 조성물의 중량을 기준으로, 60 중량% 이하; 보다 바람직하게 50 중량% 이하; 보다 바람직하게 40 중량% 이하이다.
준고체 코팅 조성물에 있어서, 왁스의 바람직한 양은, 준고체 코팅 조성물의 중량을 기준으로, 61 중량% 이상; 보다 바람직하게 75 중량% 이상; 보다 바람직하게 90 중량% 이상; 보다 바람직하게 95 중량% 이상이다.
준고체 코팅 조성물을 과일이나 채소에 적용하는 경우, 적용되는 양은 바람직하게, 과일 또는 채소의 킬로그램 당 코팅 조성물의 밀리그램으로, 1 mg/kg 이상; 보다 바람직하게 2 mg/kg 이상; 보다 바람직하게 5 mg/kg 이상; 보다 바람직하게 10 mg/kg 이상이다. 독립적으로, 준고체 코팅 조성물을 과일이나 채소에 적용하는 경우, 적용되는 양은 바람직하게, 과일 또는 채소의 킬로그램 당 코팅 조성물의 밀리그램으로, 200 mg/kg 이하; 보다 바람직하게 100 mg/kg 이하이다.
코팅 조성물은 왁스 및 사이클로프로펜 화합물 외에도 하나 이상의 임의 성분을 함유할 수 있다. 또한, 바람직한 코팅 조성물은 하나 이상의 분자 캡슐화제를 함유하고; 보다 바람직한 것은 하나 이상의 사이클로프로펜 화합물을 캡슐화하는 분자 캡슐화제를 함유한다.
코팅 조성물 하나 이상의 임의의 어쥬번트를 함유할 수 있다. 적절한 어쥬번트에는, 예를 들면, 계면활성제, 오일, 킬레이트제, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 적절한 오일은 광유를 포함한다.
바람직한 코팅 조성물은 녹말을 전혀 함유하지 않거나, 함유하더라도 많아야 극소량의 녹말을 함유한다. 보다 바람직한 코팅 조성물은 녹말을 전혀 함유하지 않는다. 바람직한 코팅 조성물은 폴리비닐 알코올을 전혀 함유하지 않거나, 함유하더라도 많아야 극소량의 폴리비닐 알코올을 함유한다. 보다 바람직한 코팅 조성물은 폴리비닐 알코올을 전혀 함유하지 않는다. 바람직한 코팅 조성물은 비-지방 폴리머를 전혀 함유하지 않거나, 함유하더라도 많아야 극소량의 비-지방 폴리머를 함유한다. 보다 바람직한 코팅 조성물은 비-지방 폴리머를 전혀 함유하지 않는다. 바람직한 코팅 조성물은 분자량이 5,000 이상인 비-지방 화합물을 전혀 함유하지 않거나, 함유하더라도 많아야 극소량의 분자량이 5,000 이상인 비-지방 화합물을 함유한다. 보다 바람직한 코팅 조성물은 분자량이 5,000 이상인 비-지방 화합물을 전혀 함유하지 않는다.
코팅 조성물은 임의의 방법으로 식물 부위의 표면에 적용할 수 있다. 바람직한 방법으로는, 식물 부위를 코팅 조성물로 침지하는 것; 코팅 조성물을 식물 부위의 표면상에 분사하는 것; 어플리케이터를 사용하여 코팅 조성물을 식물 부위의 표면에 적용하는 것; 및 이들의 조합 등을 들 수 있다. 바람직한 어플리케이터는 브러시, 블레이드(blade), 로드(rod), 패브릭(fabric), 및 이들의 조합이며; 보다 바람직한 것은 브러시이다.
코팅 조성물을 식물 부위의 표면에 적용하는 바람직한 방법은: 액체 코팅 조성물에 식물 부위를 침지시키는 방법 1, 및 준고체 코팅 조성물을 식물 부위의 표면상에 브러싱하는 방법 2이다.
본 발명의 실시예의 목적을 위하여 본원에 개시된 각각의 조작은 달리 설명하지 않는 한 25℃에서 수행한 것으로 이해해야 할 것이다.
실시예
하기 실시예에 있어서, 다음 약어들이 사용된다:
MCP = 1-메틸사이클로프로펜
DL231 = Decco, Cerexagri 사의 Decco Lustr™ 231 코팅, 모르폴린 올레에이트의 수성 에멀젼, 카나우바 왁스, 및 쉘락
DL202 = Decco, Cerexagri 사의 Decco Lustr™ 220 코팅, 모르폴린 올레에이트의 수성 에멀젼, 파라핀, 및 폴리에틸렌
PNPL251 = Decco, Cerexagri 사의 Peach, Nectarine & Plum Lustr™ 코팅, 모르폴린 올레에이트의 수성 에멀젼, 파라핀, 광유, 및 카나우바 왁스
RH = 상대 습도
P1 = 알파-사이클로덱스트린 및 MCP의 캡슐화 복합체를 함유하는 파우더, 또한 덱스트로스 및 아미노산염을 함유한다.
P2 = 알파-사이클로덱스트린 및 MCP의 캡슐화 복합체를 함유하는 파우더, 또한 덱스트로스를 함유한다.
P3 = 알파-사이클로덱스트린 및 MCP의 캡슐화 복합체를 함유.
실시예 1: 아보카도 상에 왁스 코팅
해스 아보카도(hass avocado)는 프리미엄 등급, 색 단계 1(100% 연녹색)이었고, 미국 캘리포니아주 옥스나드의 상업적 재배자로부터 캘리포니아주 데이비스의 테스트 실험실로 운반하였다. 도착한 날에 처리 과정을 실시하였다.
EDTA(물 백만 중량부 당 10 중량부)를 첨가한 후, (사용한 경우) 제조자로부터 공급된 왁스 에멀젼을 첨가하고, 5분간 혼합하여 코팅 조성물을 제조하였다. 물 대 왁스 에멀젼의 비는 다음과 같았다:
샘플 번호 왁스 에멀젼 공급된 왁스 에멀젼 의 중량부 물의 중량부
1-1C 없음 - -
1-2C 없음 - -
1-3 DL231 2 1
1-4 DL202 1 4
1-5 PNPL251 1 4
샘플 1-1C는 비교예(건조 대조군, 전혀 침지되지 않음)였다. 샘플 1-2C는 왁스가 전혀 함유되지 않은 파우더 P2와 물의 침지 용액이었고, 파우더 P2의 양은 침지 용액 1리터 당 300 마이크로그램의 1-MCP을 수득할 수 있을 만큼이었다.
샘플 1-3, 1-4, 및 1-5를 제조하기 위하여, 물을 코팅제와 아미노산염과 혼합하고 1-2C와 동일한 농도의 아미노산염을 수득하였다. 그 후, 파우더 P1을 첨가하여 침지 용액 1리터 당 300 마이크로그램의 1-MCP를 수득하고, 조성물을 2분간 혼합한 후, 5분간 그대로 두었다. 그 후, 아보카도를 침지 용액에 침지시키고, 5분간 유지하여, 실온에서 선반 위에 셋팅하고 건조시켰다. 건조 아보카도를 21℃ 및 65-75% RH에서 냉각기에 두었다. 대조 아보카도는 침지시키지 않고, 동일한 온도 및 상대습도에서 다른 냉각기에 두었다.
3일 후, 기호 척도(hedonic scale)를 사용하여 과일 색상에 매일 다음과 같이 평점을 매겼다: 1 = 100% 녹색, 2 = 75% 녹색, 3 = 50% 녹색-퍼플, 4 = 100% 퍼플. 5일 및 10일째에 과일의 견고도(firmness)(뉴턴 및 파운드)를 5 mm 깊이까지 침투하는 8-mm 탐침이 있는 과일 물성 분석기(Fruit Texture Analyzer; FTA)를 사용하여 측정하였다. 견고도를 측정하기 전에 스킨을 제거하고, 각 과일당 2회 측정을 실시하였다.
처리 후 매일, 손으로 느낀 견고도와 외형을 관찰하여 성숙도를 기록하고, 이와 같은 관찰로부터 성숙하기까지의 일수를 계산하였다.
아보카도의 발색 현상(color development)를 분석하였다. 샘플 1-3 및 1-5는 건조 대조군보다는 느리게 발색이 전개되었으나, MCP 에만 침지한 샘플보다는 빠르게 전개되었다. 모든것들 중에서 샘플 1-4가 가장 느리게 발색이 전개되었다.
아보카도의 견고도를 분석하였다. 결과를 아래에 나타내었다. 모든 실시예의 처리는 비교 처리보다 우수한 견고도를 부여하였다.
5일째 견고도 10일째 견고도
실시예 뉴턴( Newtons ) 파운드( lb ) 뉴턴( Newtons ) 파운드( lb )
1-1C 3.27 0.74 2.19 0.49
1-2C 3.72 0.84 3.10 0.70
1-3 6.81 1.53 5.13 1.15
1-4 14.41 3.23 11.22 2.52
1-5 5.75 1.29 4.68 1.05
아보카도의 성숙하기까지의 일수도 분석하였다. 모든 실시예들이 비교예에 비하여, 성숙하기까지 동일하거나 더 많은 날이 걸렸다. 따라서, 실시예들은 코팅을 이점을 가지면서 적어도 1-2C 만큼의 성숙 지연도를 나타내었다.
실시예 성숙하기까지의 일수
1-1C 3
1-2C 6
1-3 7
1-4 12
1-5 6
비교예 2: 비-왁스 코팅
토스카나 멜론(tuscan melon)을 미국 캘리포니아주 캔투아 크릭에서 수확하여 냉각시킨 후, 다음날 캘리포티아주 데이비스의 테스트 시설로 운송하였다. 도착시 펄프 온도는 11℃ 내지 12℃였다. 과일을 밤새 5℃로 냉각시킨 후, 다음날 품질 평가를 실시하고 처리하였다. 처리후, 과일을 5℃, 80% 내지 90% RH에서 8일간 저장하고, 8일간 실온으로 운반한 후, 평가하였다.
BASF의 Freshseal™ 코팅은 비-지방 폴리머를 함유할 것으로 생각되는 수성 코팅이다.
다음과 같이 처리하였다. 하기 나타낸 성분들로 액체 코팅 조성물을 제조하였다. 과일을 코팅 조성물에 침지시켜, 하기 나타낸 시간 동안 유지시켰다. "코팅 고체"는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 한 코팅 조성물 고체의 중량 퍼센트이다. MCP의 양이 코팅 조성물 백만 중량부 당 MCP 1 중량부가 되도록, 파우더 P1을 코팅 조성물에 첨가하였다. 다음과 같은 기준에 대하여 샘플을 평가하였다:
ㆍ 중량 손실
ㆍ 외부색상, 5-포인트 척도를 사용(1 = 100% 녹색, 및 5 = 100% 황색)
ㆍ 침하된 변색 영역(sunken discolored area; SDA)의 평균수
ㆍ 견고도, 실시예 1에서 측정
결과는 다음과 같았다.
비교예 코팅 MCP 의 ppm 침지시간 중량손실% 색상 SDA 견고도
( kgf )
초기 0 2.50 0 2.27
2-1C 없음 0 없음 4.53 4.08 2.38 0.55
2-2C 없음 1 5분 4.65 3.58 1.50 0.55
2-3C Freshseal™ 0 5분 5.06 4.50 2.13 0.32
2-4C Freshseal™ 1 5분 4.52 4.21 1.96 0.43
2-5C Freshseal™ 1 1분 4.09 3.88 1.63 0.45
테스트한 샘플들 가운데 중량 손실은 주목할만한 차이를 보이지 않았다. 외부색상, SDA 및 견고도는 모든 코팅된 샘플들이, 코팅 없이 MCP만 있는 샘플 2-2C보다 우수하지 못했다.
실시예 3: 토마토 상에 왁스 코팅
토마토를 Triwax™ 코팅(Tri-Pak Machinery 사)으로 코팅하였다. "MCP" 샘플들을 위하여, 파우더 P3를 Triwax™ 코팅에 첨가하여, 코팅 조성물의 중량을 기준으로 0.09 중량%의 MCP가 되도록 하였다. 코팅 조성물을 천에 적용하여 토마토에 문질러 도포하였다.
토마토를 실온에 저장하고, 색을 측정하였다. 색 측정에서 높은 수치는 색이 보다 녹색을 띈다는 것을 의미한다(즉, 토마토가 덜 익음). 결과를 아래에 나타내었다. 실시예 처리(3-3)가 비교예에 비하여 느리게 성숙하였다.
색
실시예 처리 1일 4일 6일
3-1C 없음 107 68 53
3-2C Tri-wax 만 109 75 57
3-3 Tir-wax + MCP 108 104 98
실시예 4: 토마토 및 구아바 상에 왁스 코팅
코팅 조성물을 제조하였다. 왁스가 존재하는 경우, 왁스는 코팅 조성물의 중량을 기준으로 3.6 중량%의 카나우바 왁스였다. MCP가 존재하는 경우, 충분한 양의 P1을 첨가하여, 리터당 30.7 mg의 MCP가 되도록 하였다. 대조 조성물을 물 뿐이었다. 코팅 조성물을 1분간 천천히 혼합하였다. 과일을 코팅 조성물에 30초간 담갔다. 아래와 같이 처리를 실시하였다.
실시예 조성물
4-1C 물만(water only)
4-2C 수중에 왁스
4-3C 수중에 MCP
4-4 수중에 MCP 및 왁스
과일을 22℃, 80% RH에서 14일까지 처리후 저장하였다.
토마토 품종은 Debora였다. 토마토를 테스트하였을 때, 샘플 4-3C 및 4-4가 서로 비슷한 수준으로 샘플 4-1 및 4-2에 비하여 상당히 성숙이 지연되었다. 4-3C 및 4-4는 왁스 코팅에 의해 주어지는 중량 손실에 대한 내성을 나타낸 것으로 추측된다. 따라서, 샘플 4-4는 단 한번의 담금 처리로 왁스 코팅 및 1-MCP 처리의 이점을 모두 가졌다.
구아바 품종은 Pedro Sato였다. 처리 및 결과는 토마토의 경우와 동일하였다.
실시예 5: 해스 아보카도 상에 왁스 코팅
처리는 실시예 4와 동일하게 하였다. 평점 척도("0"은 100% 녹색, "5"는 100% 검정색을 의미함)를 사용하여 과일의 외부 색상을 평가하였다. 검정색 과일의 퍼센트를 관찰하였다. 외부의 부패 상태를 관찰하였다(총 40개로부터 적어도 하나의 상해를 갖는 과일의 수). 내부의 부패 상태를 평점 척도로 평가하였다("0" = 전혀 부패되지 않음; "1" = 약간 부패됨; "2" = 보통으로 부패됨; "3" = 심하게 부패됨). 40개의 과일은 각각으로 처리되었다. 14일 후 평균치의 결과는 다음과 같았다:
실시예 조성물 외부 색상 검정색 % 외부 부패 내부 부패
5-1C 물만 4.7 70 12 1.7
5-2C 왁스/물 4.2 45 9 1.0
5-3C MCP/물 3.9 22 5 1.8
5-4 MCP/왁스/물 2.3 10 2 0.8
샘플 5-4는 다른 샘플들에 비하여 성숙이 상당히 지연되었다.

Claims (9)

  1. (a) 모르폴린 올레에이트, 파라핀 및 폴리에틸렌으로 이루어진 왁스 성분, 및
    (b) 하나 이상의 사이클로프로펜 화합물
    을 포함하는 코팅 조성물의 층을 식물 부위의 표면에 적용함으로써, 식물 부위의 표면상에 코팅을 형성하는 것을 포함하는 식물 부위의 처리방법.
  2. 제1항에 있어서, 코팅 조성물이 하나 이상의 분자 캡슐화제를 추가로 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 사이클로프로펜의 일부 또는 전부가 분자 캡슐화제 안에 캡슐화되는 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 식물 부위가 과일 및 채소로 구성된 그룹으로부터 선택되는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 식물 부위가 사과, 아보카도, 토마토, 구아바 및 멜론으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 식물 부위가 토마토 및 아보카도로 구성된 그룹으로부터 선택되는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 사이클로프로펜이 1-메틸사이클로프로펜을 포함하는 방법.
  9. 삭제
KR1020110049027A 2010-05-25 2011-05-24 식물 부위의 왁스 코팅 KR101362841B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

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