KR20240024343A - 식품 코팅물 - Google Patents

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KR20240024343A
KR20240024343A KR1020247004763A KR20247004763A KR20240024343A KR 20240024343 A KR20240024343 A KR 20240024343A KR 1020247004763 A KR1020247004763 A KR 1020247004763A KR 20247004763 A KR20247004763 A KR 20247004763A KR 20240024343 A KR20240024343 A KR 20240024343A
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KR
South Korea
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cellulose
coating
fatty acid
wet basis
coating composition
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KR1020247004763A
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Inventor
주연 정
존 사이먼슨
얀윈 짜오
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오리건 스테이트 유니버시티
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09D101/00—Coating compositions based on cellulose, modified cellulose, or cellulose derivatives
    • C09D101/02—Cellulose; Modified cellulose
    • A—HUMAN NECESSITIES
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Abstract

셀룰로오스 나노물질 및 에멀젼 시스템을 포함하는 코팅 조성물의 구현예가 본원에 개시되어 있다. 상기 코팅 조성물은 과일 표면 상에 개선된 수분 장벽 및 습윤성을 제공하고, 주변 저장 동안 과일과 같은 식품의 생리 활성을 억제하고 저장성을 향상시킬 수 있다. 또한, 건조되고 실질적으로 건조된 코팅물, 필름, 코팅 조성물로 제조된 제품, 및 본원에 기재된 코팅 조성물을 제조 및 사용하는 방법의 구현예들이 본원에 개시되어 있다.

Description

식품 코팅물{Food product coatings}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 1월 31일자로 출원된 미국 가출원 제62/452,897호의 우선 출원일의 이익을 주장하며, 이는 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
분야
식품류용(foodstuffs) 코팅 조성물 및 필름, 및 이를 제조하고 사용하는 방법의 구현예가 개시되어 있다.
캐번디시 바나나 (무사 아쿠미나타)는 비타민 및 생활성 화합물 (에를 들어, 식이 섬유 및 페놀 화합물)의 풍부한 공급원이며, 전세계에서 주로 소비되는 과일 중 하나이다. 그러나, 전환기성 과일(climacteric fruit)로서, 바나나는 생리 장애, 수확후 장애 및 노화와 관련하여 비교적 짧은 저장 수명을 갖는다. 바나나는 전형적으로 음식의 저장 수명을 보존하기 위해 외부 변형이 필요한 음식의 일례일 뿐이다. 다양한 음식 품목, 예컨대 부패하기 쉬운 음식, 식물 및 식물 일부의 저장 수명 및/또는 수확 전 완전성을 향상시킬 수 있는 개선된 조성물 및 코팅물이 당업계에 필요하다.
본원에는 셀룰로스 나노물질, 및 소수성제 (예를 들어, 지방산)와 계면 활성제를 포함하는 에멀젼 시스템을 포함하는 코팅 조성물의 구현예가 개시되어 있다. 상기 코팅 조성물은 기능제, 가소제, 또는 임의의 이들의 조합물을 추가로 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 셀룰로오스 나노물질은 셀룰로오스 나노결정 또는 셀룰로오스 나노피브릴을 포함할 수 있다.
또한 본원에는 셀룰로오스 나노물질, 및 소수성제와 계면활성제를 포함하는 에멀젼 시스템을 포함하고 실질적으로 수분이 없는 건조된 (또는 실질적으로 건조된) 코팅물의 구현예가 개시되어 있다. 일부 구현예에서, 상기 코팅 조성물 또는 건조된 (또는 실질적으로) 건조된 코팅물을 사용하여 식품류, 예컨대 식물 또는 식물 일부를 코팅할 수 있다.
또한 본원에는 식물 또는 식물 일부를 본원에 기술된 코팅 조성물로 코팅 또는 실질적으로 코팅하는 단계를 포함하는 방법의 구현예가 개시되어 있다.
본 개시물의 전술한 목적 및 기타 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 진행되는 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본원에 기재된 상이한 코팅 조성물 구현예의 성장 메커니즘(development mechanisms) 및 수확후 바나나의 에틸렌 생합성 지연에 대한 이들의 효과를 나타내는 개략도이다.
도 2a는 25±2℃ 및 50±5% 상대 습도에서 10일 저장 기간 동안 바나나 엽록소 분해에 대한 상이한 코팅 조성물의 효과를 나타내는 그래프로, "Ctrl"은 비코팅된 샘플을 나타내고; "Semp"는 1.2% 상업용 셈퍼후레쉬(Semperfresh)TM 용액으로 코팅된 샘플을 나타내며; "CNC"는 셀룰로오스 나노결정 (습량 기준 0.2% w/w), 키토산 (습량 기준 2% w/w), 및 글리세롤 (0.4% w/w 습량 기준)을 포함하는 조성물로부터 형성된 코팅물을 나타내며, "CNF"는 셀룰로오스 나노피브릴 (습량 기준 0.3% w/w)을 포함하는 조성물로부터 형성된 코팅물을 나타내며, 둘 다는 다음의 에멀젼 시스템을 갖는다: Tween 80 단독 ("CNCA" 및 "CNFA"); Tween 80 및 올레산 ("CNCB" 및 "CNFB"); 및 지방산의 수크로스 에스테르 및 올레산 ("CNCC" 및 "CNFC").
도 2b는 25±2℃ 및 50±5% 상대 습도에서 10일 저장 기간 동안 바나나 중량 손실에 대한 상이한 코팅 조성물의 효과를 나타내는 그래프로, "Ctrl"은 비코팅된 샘플을 나타내고; "Semp"는 1.2% 상업용 SemperfreshTM 용액으로 코팅된 샘플을 나타내며; "CNC"는 셀룰로오스 나노결정 (습량 기준 0.2% w/w), 키토산 (습량 기준 2% w/w), 및 글리세롤 (0.4% w/w 습량 기준)을 포함하는 조성물로부터 형성된 코팅물을 나타내며, "CNF"는 셀룰로오스 나노피브릴 (습량 기준 0.3% w/w)을 포함하는 조성물로부터 형성된 코팅물을 나타내며, 둘 다는 다음의 에멀젼 시스템을 갖는다: Tween 80 단독 ("CNCA" 및 "CNFA"); Tween 80 및 올레산 ("CNCB" 및 "CNFB"); 및 지방산의 수크로스 에스테르 및 올레산 ("CNCC" 및 "CNFC").
도 2c는 25±2℃ 및 50±5% 상대 습도에서 10일 저장 기간 동안 바나나 시장성에 대한 상이한 코팅 조성물의 효과를 나타내는 그래프로, "Ctrl"은 비코팅된 샘플을 나타내고; "Semp"는 1.2% 상업용 SemperfreshTM 용액으로 코팅된 샘플을 나타내며; "CNC"는 셀룰로오스 나노결정 (습량 기준 0.2% w/w), 키토산 (습량 기준 2% w/w), 및 글리세롤 (0.4% w/w 습량 기준)을 포함하는 조성물로부터 형성된 코팅물을 나타내며, "CNF"는 셀룰로오스 나노피브릴 (습량 기준 0.3% w/w)을 포함하는 조성물로부터 형성된 코팅물을 나타내며, 둘 다는 다음의 에멀젼 시스템을 갖는다: Tween 80 단독 ("CNCA" 및 "CNFA"); Tween 80 및 올레산 ("CNCB" 및 "CNFB"); 및 지방산의 수크로스 에스테르 및 올레산 ("CNCC" 및 "CNFC").
도 3a는 비코팅된 바나나와 코팅된 바나나 간의 에틸렌 생성의 비교를 나타내는 막대 그래프로, 상기 코팅된 샘플은 SemperfreshTM ("셈퍼후레쉬 처리 (Semperfresh Treatments)")로 제조된 코팅물 또는 0.3% w/w (습량 기준) CNF, 1% w/w 지방산의 수크로스 에스테르 및 1% w/w 올레산 (습량 기준)을 포함하는 조성물로부터 제조된 셀룰로오스 나노섬유 코팅물 ("CNFC")의 구현예를 포함하며, 에틸렌 생성은 1.5 L 단지(jar)에서 48시간의 바나나 저장 후에 측정되었다.
도 3b는 비코팅된 바나나와 코팅된 바나나 간의 CO2 및 O2 생성의 비교를 나타내는 막대 그래프로, 상기 코팅된 샘플은 SemperfreshTM ("셈퍼후레쉬 처리")로 제조된 코팅물 또는 0.3% w/w (습량 기준) CNF, 1% w/w 지방산의 수크로스 에스테르 및 1% w/w 올레산 (습량 기준)을 포함하는 조성물로부터 제조된 셀룰로오스 나노섬유 코팅물 ("CNFC")의 구현예를 포함하며, O2 및 CO2 생성은 1.5 L 단지에서 24시간의 바나나 저장 후에 측정되었다.
도 3c는 25±2℃ 및 50±5% 상대 습도에서 10일 저장 기간 동안 모니터링된 ACC 농도를 나타내는 그래프로, 비코팅된 바나나와 코팅된 바나나를 평가하였고, 상기 코팅된 바나나는 SemperfreshTM ("셈퍼후레쉬 처리")로 제조된 코팅물 또는 0.3% w/w (습량 기준) CNF, 1% w/w 지방산의 수크로스 에스테르 및 1% w/w 올레산 (습량 기준)을 포함하는 조성물로부터 제조된 셀룰로오스 나노섬유 코팅물 ("CNFC")의 구현예를 포함한다.
도 3d는 25±2℃ 및 50±5% 상대 습도에서 10일 저장 기간 동안 모니터링된 ACS 활성을 나타내는 그래프로, 비코팅된 바나나와 코팅된 바나나를 평가하였고, 상기 코팅된 바나나는 SemperfreshTM ("셈퍼후레쉬 처리")로 제조된 코팅물 또는 0.3% w/w (습량 기준) CNF, 1% w/w 수크로스 에스테르 및 1% w/w 올레산 (습량 기준)을 포함하는 조성물로부터 제조된 셀룰로오스 나노섬유 코팅물 ("CNFC")의 구현예를 포함한다.
도 4a는 2개의 상이한 해상도, 100 ㎛ (상부 이미지) 및 5 ㎛ (하부 이미지)에서 비코팅된 바나나의 표면 형태학적 성질들을 나타내는 SEM 이미지를 포함한다.
도 4b는 2개의 상이한 해상도, 100 ㎛ (상부 이미지) 및 5 ㎛ (하부 이미지)에서 1.2% SemperfreshTM 코팅물로 코팅된 바나나의 표면 형태학적 성질들을 나타내는 SEM 이미지를 포함한다.
도 4c는 2개의 상이한 해상도, 100 ㎛ (상부 이미지) 및 5 ㎛ (하부 이미지)에서 0.3% w/w (습량 기준) CNF, 1% w/w (습량 기준) 지방산의 수크로스 에스테르 및 1% w/w (습량 기준) 올레산을 포함하는 CNFC 코팅 조성물로부터 형성된 코팅물로 코팅된 바나나의 표면 형태학적 성질들을 나타내는 SEM 이미지를 포함한다.
도 5a는 25±2℃ 및 50±5% 상대 습도에서 10일 저장 동안 비코팅된 바나나 (왼쪽 이미지), SemperfreshTM-코팅된 바나나 (중간 이미지), 및 CNFC-코팅된 바나나 (오른쪽 이미지) 바나나의 외관 사이의 비교를 나타내는 사진 이미지를 제공하는 것으로, 상기 CNFC-코팅된 바나나는 0.3% w/w (습량 기준) CNF, 1% w/w (습량 기준) 지방산의 수크로스 에스테르 및 1% w/w (습량 기준) 올레산을 포함하는 조성물로부터 형성된 코팅물을 포함한다.
도 5b는 25±2℃ 및 50±5% 상대 습도에서 10일 저장 동안 비코팅된 바나나, SemperfreshTM-코팅된 바나나, 및 CNFC-코팅된 바나나 간의 비교를 나타내는 막대 그래프로, 상기 CNFC-코팅된 바나나는 0.3% w/w (습량 기준) CNF, 1% w/w (습량 기준) 지방산의 수크로스 에스테르 및 1% w/w (습량 기준) 올레산을 포함하는 조성물로부터 형성된 코팅물을 포함한다.
도 5c는 25±2℃ 및 50±5% 상대 습도에서 10일 저장 동안 비코팅된 바나나, SemperfreshTM-코팅된 바나나, 및 CNFC-코팅된 바나나의 가용성 고체 함량 사이의 비교를 나타내는 막대 그래프로, 상기 CNFC-코팅된 바나나는 0.3% w/w (습량 기준) CNF, 1% w/w (습량 기준) 지방산의 수크로스 에스테르 및 1% w/w (습량 기준) 올레산을 포함하는 조성물로부터 형성된 코팅물을 포함한다.
도 5d는 25±2℃ 및 50±5% 상대 습도에서 10일 저장 동안 비코팅된 바나나, SemperfreshTM-코팅된 바나나, 및 CNFC-코팅된 바나나의 적정 산도 간의 비교를 나타내는 막대 그래프로, 상기 CNFC-코팅된 바나나는 0.3% w/w (습량 기준) CNF, 1% w/w (습량 기준) 지방산의 수크로스 에스테르 및 1% w/w (습량 기준) 올레산을 포함하는 조성물로부터 형성된 코팅물을 포함한다.
도 6은 코팅물을 포함하지 않는 ("대조군)" 및 0.3% w/w (습량 기준) CNF, 1% w/w (습량 기준) 지방산의 수크로스 에스테르 및 1% w/w (습량 기준) 올레산을 포함하는 조성물로부터 형성된 코팅물을 포함하는 ("코팅된") 상이한 과일의 외관, 중량 손실, 및 견고성을 비교한 사진 이미지를 나타낸다.
도 7은 저장 12일 후 망고의 외부 및 내부 외관을 비교한 사진 이미지를 나타내는 것으로, 상기 망고는 코팅되지 않거나 ("비코팅된 샘플") 또는 0.3% w/w (습량 기준) CNF, 1% w/w (습량 기준) 지방산의 수크로스 에스테르 및 1% w/w (습량 기준) 올레산을 포함하는 조성물로부터 형성된 코팅물로 코팅된다 ("코팅된 샘플").
도 8a는 저장 전 (가장 왼쪽 이미지) 및 5-7℃에서 1주 동안 저장된 후 (여기서, 왼쪽으로부터 두 번째 이미지는 CNF만을 포함하는 필름을 사용하며, 왼쪽으로부터 세 번째 이미지는 저분자량 키토산으로 변형된 CNF를 포함하는 필름을 사용하며, 가장 오른쪽 이미지는 CNF 및 고분자량 CNF를 포함하는 필름을 사용한다) 셀룰로오스 나노물질 조성물을 사용하여 형성된 필름으로 분리된 고기 패티의 사진 이미지를 제공한다.
도 8b는 필름 유형의 함수로서 흡수율 그래프로, 대조군 필름 (CNF)은 2개의 상이한 키토산-변형된 필름 ("CNF-저분자량 CH" 및 "CNF-고분자량 CH")과 비교하였다.
용어들의 개요
다음의 용어들의 설명은 본 개시물을 보다 잘 기술하고 본 개시물의 실시에 있어서 당업자를 안내하기 위해 제공된다. 본원에 사용된 바와 같이, "포함하는(comprising)"은 "포함하는(including)"을 의미하고, 단수 표현("a" 또는 "an" 또는 "the")은 문맥에 명백하게 달리 나타내지 않는 한, 복수의 언급을 포함한다. 용어 "또는"은 문맥에 명백하게 달리 나타내지 않는 한, 언급된 대체 성분의 단일 성분 또는 둘 이상의 성분의 조합을 지칭한다.
달리 설명되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어들은 본 개시물이 속하는 당업자에게 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 기술된 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 개시물의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료는 하기에 기술된다. 재료, 방법 및 구현예는 단지 예시적인 것이며, 달리 나타내지 않는 한, 제한하려는 것은 아니다. 본 개시물의 다른 특징은 다음의 상세한 설명 및 청구범위로부터 명백하다.
달리 나타내지 않는 한, 명세서 또는 청구항에 사용된 성분의 양, 분자량, 백분율, 온도, 시간 등을 표현하는 모든 숫자는 용어 "약"에 의해 변형된 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 나타내지 않는 한, 암시적으로 또는 명시적으로, 제시된 수치 파라미터는 요구되는 원하는 성질 및/또는 표준 시험 조건/방법 하에 검출 한계에 의존할 수 있는 근사치이다. 논의된 선행 기술과 구현예를 직접적으로 및 명시적으로 구별할 때, 구현예 번호는 "약"이라는 단어가 열거되지 않는 한 근사치가 아니다. 또한, 본원에 열거된 모든 대안이 동등한 것은 아니다.
본원에 사용된 용어 "셀룰로오스 나노결정"은 셀룰로오스 나노결정 또는 망상구조형 구조 사이에 분지 또는 얽힘을 나타내지 않는, 주로 결정질 및 파라결정질(paracrystalline) 영역을 함유하는, 적어도 하나의 기본 피브릴로 구성된 셀룰로오스 대상체를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "셀룰로오스 나노피브릴"은 셀룰로오스 나노피브릴 또는 망상구조형 구조 사이의 수직 분할, 얽힘을 나타낼 수 있는 결정질, 파라결정질 및 비정질 영역을 적어도 하나의 기본 피브릴로 구성된 셀룰로오스적 대상을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "가교"는 공유, 이온 및/또는 정전 결합과 같은 화학 결합을 통해 적어도 2개의 분자들 (동일하거나 상이한)을 연결하는 물질 (분자 또는 이온)의 사용을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "기본 피브릴" 또는 "피브릴"은 식물, 동물, 조류 및 세균 종에 특이적인 셀룰로오스 쇄의 구성을 갖는, 단일 말단 효소 복합체로부터 유래하는 셀룰로오스 구조를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "캡슐화"는 캡슐화된 입자 또는 대상체의 내부 또는 외부로 물질의 이동을 명확하게 제어하기 위하여 입자 또는 대상체 주변에 완전 또는 부분 장벽의 형성을 지칭한다.
용어 "외인성"은 유기체 또는 살아있는 세포 또는 시스템 또는 대상체 내에 존재하거나 그 위에 존재하지만, 내생성인 것과는 반대로 그 유기체/세포/시스템/대상체의 외부로부터 비롯된 임의의 물질을 지칭한다. 본원에 사용된 바와 같이, 외인성은 식물 또는 식물 일부에 의해 생성된 천연 필름 또는 큐티클로부터 본원에 개시된 합성 필름을 구별한다.
본원에 사용된 용어 "침출"은 식물 또는 식물 일부로부터 액체, 예컨대 처리 조성물 또는 다른 적합한 수성 또는 비수성 조성물로의 특정 유기 및 무기 물질의 추출을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "완화(하는)"은 개시된 조성물, 또는 상기 조성물로부터 제조된 건조된 (또는 실질적으로 건조된) 코팅물 또는 필름, 또는 수확 전후의 손상이 발생하는 것을 실질적으로 감소 (예를 들면, 예컨대 약 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% 또는 90% 까지)시키는 조성물을 사용하는 방법의 능력을 지칭한다. 일부 구현예에서, 수확 전후의 손상은 생물적 스트레스, 비생물적 스트레스, 저장 및/또는 처리 (예를 들어, 열처리)에 의해 야기될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "나노섬유"는 나노스케일의 두 가지 외부 치수와 상당히 큰 제3의 치수를 갖는 나노대상체를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "영양소"는 자연 발생적이거나 성장 동안 흡수되는 식물 또는 식물 일부에서 발견되는 임의의 성분을 지칭한다. 영양소는 1차 다량영양소 (primary macronutrient), 예컨대 질소, 인, 칼륨; 2차 다량영양소 (secondary macronutrient), 예컨대 칼슘, 황, 및 마그네슘; 미량영양소 또는 미량 무기질, 예컨대 붕소, 망간, 철, 아연, 구리, 니켈 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
본원에 사용된 용어 "식물"은 임의의 뿌리 구조, 관다발 조직, 식물 조직 및 생식 조직을 포함하는 전체 식물을 지칭한다. "식물 일부"는 식물의 임의의 부분을 포함한다. 예를 들어, 식물을 수확할 때 식물 일부를 얻을 수 있다. 본 개시물에 의해 포함되는 식물 일부는 이들이 유래된 식물 전체보다 작은, 꽃, 과일, 종자, 잎, 채소, 줄기, 뿌리, 가지 및 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
본원에 사용된 용어 "예방(하는)"은 개시된 조성물, 또는 상기 조성물로부터 제조된 건조된 (또는 실질적으로 건조된) 코팅물 또는 필름, 또는 수확 전후의 손상이 발생하는 것을 완전히 또는 실질적으로 중지시키는 조성물을 사용하는 방법의 능력을 지칭한다. 일부 구현예에서, 수확 전후의 손상은 생물적 스트레스, 비생물적 스트레스, 저장, 및/또는 처리 (예를 들어, 열처리)에 의해 야기될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "UV 손상"은 자외선에 의해 야기된 본원에 기재된 대상체에 대한 임의의 종류의 손상을 지칭한다. 일부 구현예에서, 그러한 손상은 시들음, 변색, 수축, 얼룩 등을 포함할 수 있다.
용어 "안정화제"는 코팅 조성물로부터 제조된 건조된 (또는 실질적으로 건조된) 코팅물 또는 필름의 재료 성질, 특히 내수성 및 기계적 성질, 및 셀룰로오스 나노물질과 무기 염 성분 간의 친화성을 개선시킬 수 있는 화합물 또한 지칭한다.
코팅 조성물에 사용될 수 있는 조성 성분의 양은 달리 나타내지 않는 한 습량 기준(wet basis) 중량/중량 %로 표현된다. 조성 성분이 수용액 형태로 또는 수용액으로 조합되는 경우, 성분의 양은 이들 단위가 본질적으로 동일하기 때문에 중량/부피% (w/v %) 또는 중량/중량% (w/v %)로 표현될 수 있다. 단위는 본질적으로 동일하다.
약어
CH 키토산
OA 올레산
SEFA 지방산의 수크로스 에스테르
ACC 1-아미노사이클로프로판-1-카복실산
CNC 셀룰로오스 나노결정
CNF 셀룰로오스 나노섬유
ACS ACC 신타제
CNFC 키토산-함유 나노섬유
CN 셀룰로오스 나노물질
CNCC 키토산-함유 나노 칼슘 카보네이트
NCC 나노 칼슘 카보네이트
SEM 주사 전자 현미경
도입
몇 가지 수확후 기술, 예컨대 저온, 식용 코팅, 및 저압과 조절된 대기 저장(atmosphere storages)이 수확후 저장 동안 과일의 성숙과 품질 저하를 지연시키기 위해 적용되었다. 그러나, 저온 저장은 바나나 과일에 냉기 손상 및 생리적 손상을 초래할 수 있으며, 저압과 조절된 대기 저장은 자본 집약적이며 고비용이다. 식용 코팅물은 과일 및 채소를 위하여 비용면에서 효율적이며 환경-친화적인 수확후 기술로서 광범위하게 적용되었다. 그러한 코팅물은 산소, 이산화탄소, 수분 및 용질 이동에 대한 반투과성 장벽을 생성하여 변형된 대기를 생성할 수 있다.
지질 및/또는 하이드로콜로이드-기반 코팅물이 다양한 과일, 예컨대 수확후 바나나의 저장 수명을 연장하기 위해 사용되었지만, 많은 난제들, 예컨대 당해 기술분야에서 해결되어야 하는 불충분한 수분 및 가스 장벽 및 과일 표면에 대한 불량한 접착력이 존재한다. 본 개시물은 음식 품목 (예를 들어, 포장된 음식, 식물, 및 식물 일부)이 다양한 성질을 유지하도록 돕고 따라서 음식 품목의 전반적인 완전성과 시장성을 향상시키고 유지하는 독특한 코팅 조성물, 코팅물 및 필름을 기재한다. 개시된 조성물, 코팅물 및 필름은 이러한 완전성과 시장성을 유지하는 것을 돕는 셀룰로오스 나노물질 및 에멀젼 시스템의 독특한 조합을 포함한다.
조성물 및 코팅물 구현예
식품 품목, 예컨대 포장된, 부패성 식품, 식물 또는 식물 일부의 외부 표면 상에 코팅물을 형성하기 위해 사용될 수 있는 조성물의 구현예가 본원에 개시되어 있다.
일부 구현예에서, 본원에 기재된 코팅 조성물의 성분은 식용이며 일부 예에서 이들은 미국 식품 의약품 안전청에 의해 제공된 GRAS (generally recognized as safe) 규제 상태를 갖는다. 다른 예에서, 성분들은 환경 보호국의 4A 및 4B 목록에 환경에 안전한 것으로 나열되어 있다.
본원에 기재된 코팅 조성물 구현예는 셀룰로오스 나노물질을 포함한다. 본원에 사용된 셀룰로오스 나노물질은, 나노스케일의 외부 치수 또는 일부 구현예에서 나노스케일의 내부 구조 또는 표면 구조를 갖는, C1과 C4 위치에서 글루코시드 결합에 의해 연결된 약 100개 내지 10000개 이상의 β-D-글루코피라노스 단위의 선형 쇄로 주로 이루어진 셀룰로오스 물질이다. 일부 구현예에서, 셀룰로오스 나노물질은 셀룰로오스 나노피브릴 (본원에서 "CNF"라고도 칭함) 또는 셀룰로오스 나노결정 (본원에서 "CNC"라고도 칭함)을 포함할 수 있다. 일부 독립적인 구현예에서, 그러한 나노물질은 셀룰로오스 미세결정 또는 셀룰로오스 마이크로피브릴의 일부를 함유할 수 있다. 그러한 구현예에 존재하는 셀룰로오스 미세결정 및/또는 셀룰로오스 마이크로피브릴의 양은 셀룰로오스 나노물질을 제조하기 위한 추출 방법 사용에 따라 및/또는 이들 성분이 추출되는 셀룰로오스-함유 종을 변화시킴으로써 감소되거나 증가될 수 있다. 일부 구현예에서, 셀룰로오스 나노물질은 셀룰로오스 나노피브릴 또는 셀룰로오스 나노결정으로 이루어진다. 셀룰로오스 나노물질은 전형적으로 본원에 개시된 다른 물질/성분의 혼입을 위해 투명한 코팅물 및 개선된 매트릭스를 제공하도록 선택된다.
개시된 코팅 조성물의 셀룰로오스 나노물질은 전형적으로 특정 조성물 구현예 및 본원에 개시된 조성물을 사용하는 방법에 사용하기에 적합한 구조 및 적합한 화학적 성질을 갖도록 선택된다. 예를 들어, 셀룰로오스 나노물질은 전형적으로 허용 가능한 투명한 내수성 코팅물을 제공하도록 선택된다. 일부 구현예에서, 셀룰로오스 나노물질 구조 및 화합물 성질들은 결정질 영역과 비정질 영역 둘 다를 포함하는 셀룰로오스 나노물질의 유형을 제공하도록 최정화된다. 일부 구현예에서, 셀룰로오스 나노물질은 폭 3 nm 내지 300 nm의 치수를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 셀룰로오스 나노물질은 15 nm 내지 100,000 nm, 예컨대 50 nm 내지 100,000 nm, 또는 100 nm 내지 10,000 nm, 100 nm 내지 5,000 nm, 100 nm 내지 2,500 nm, 100 nm 내지 2,000 nm, 또는 100 nm 내지 1,000 nm 범위의 길이를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 본원에 개시된 셀룰로오스 나노물질은 식물 세포 벽에서 기본 피브릴을 연상시키는 종횡비를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 셀룰로오스 나노물질은 5 내지 1000, 예컨대 10 내지 1000, 또는 20 내지 1000, 또는 30 내지 1000, 또는 50 내지 1000 범위의 종횡비 (가장 긴 치수 대 가장 짧은 치수의 비)를 갖는다. 이 범위 내의 종횡비를 갖는 예시적인 셀룰로오스 나노물질은 본원에 개시된 셀룰로오스 나노피브릴 물질이다. 다른 구현예에서, 셀룰로오스 나노물질은 5 내지 1000, 예컨대 5 내지 500, 또는 5 내지 250, 또는 5 내지 200, 또는 5 내지 150, 또는 5 내지 100 범위의 종횡비를 가질 수 있다. 이 범위 내의 종횡비를 갖는 예시적인 셀룰로오스 나노물질은 본원에 개시된 셀룰로오스 나노결정 물질이다. 특정 개시된 구현예에서, 셀룰로오스 나노물질은 셀룰로오스 나노피브릴일 수 있는데, 이는 목재 섬유 또는 비-목재 식물 섬유로부터 유래된 셀룰로오스의 기계적 정련에서 화학적 전처리 유무에 따른 피브릴화와 같은 본 개시물의 이점을 가진 당업자에게 공지된 전형적인 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 셀룰로오스 나노 섬유를 제조하기 위해 사용된 방법은 잔류 헤미셀룰로오스를 함유하는 셀룰로오스 나노섬유의 조성물을 제공하거나 제공하지 않을 수 있다. 일부 구현예에서, 셀룰로오스 나노피브릴은 상업적 공급원으로부터 구입하여 개시된 조성물에 사용될 수 있다.
본원에 개시된 코팅 조성물 구현예는 에멀젼 시스템, 기능성 첨가제, 가소제 또는 이들의 임의 조합물을 추가로 포함할 수 있으며 전형적으로 수성 조성물이다. 일부 구현예에서, 에멀젼 시스템은 하나 이상의 소수성제 (예를 들어, 지방산), 하나 이상의 계면활성제, 또는 이들의 임의의 조합물을 포함할 수 있다. 에멀젼 시스템 구현예, 기능성 첨가제, 및 가소제는 하기에 보다 상세하게 기술되어 있다. 특정 개시된 구현예에서, 코팅 조성물은 셀룰로오스 나노물질, 기능성 첨가제 (예를 들어, 키토산, 알로에 베라, 소르브산칼륨, 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA), 4차 암모늄 염, 또는 임의의 이들의 조합물), 가소제 (예를 들어, 글리세롤, 소르비톨, 폴리에틸렌 글리콜 400, 또는 임의의 이들의 조합물), 및 에멀젼 시스템을 포함하거나, 본질적으로 이들로 이루어지거나, 이들로 이루어진다. 대표적인 구현예에서, 코팅 조성물은 셀룰로오스 나노결정, 키토산, 글리세롤, 및 에멀젼 시스템을 포함하거나, 본질적으로 이들로 이루어지거나, 이들로 이루어진다. 추가의 구현예에서, 코팅 조성물은 셀룰로오스 나노물질 및 에멀젼 시스템을 포함하거나, 본질적으로 이들로 이루어지거나, 이들로 이루어진다. 대표적인 구현예에서, 코팅 조성물은 셀룰로오스 나노피브릴 및 에멀젼 시스템을 포함하거나, 본질적으로 이들로 이루어지거나, 이들로 이루어진다. "본질적으로 이루어진" 구현예에서, 코팅 조성물은 그러한 구현예에서 특정된 성분들 이외의 다른 성분들을 포함할 수 있다; 그러나, 이들 부가적인 성분은 식품 상에 코팅물의 습윤성을 감소시키거나, 색상 분해를 증가시키거나, 중량 손실을 증가시키거나, 시장성을 감소시키거나, 에틸렌 생성을 증가시키거나, CO2 농도를 증가시키면서 O2 농도를 감소시키거나, 이들의 임의의 조합에 의한 것과 같이 (그러한 조성물로부터 제조된 코팅물을 포함하는 식품을 코팅물이 없는 식품과 비교함으로서 결정된 바와 같이) 코팅물의 성질에 해로운 영향을 미치지 않는다. 코팅 조성물의 특정 양의 성분이 아래에 기술된다; 이들 양은 전체 조성물의 백분율로서 표시되며, 달리 나타나지 않는 한, 아래에 기술된 백분율은 습량 기준으로 측정된 w/w를 지칭한다.
본원에 개시된 에멀젼 시스템 구현예는 하나 이상의 소수성제, 하나 이상의 계면활성제, 또는 이들의 임의의 조합물을 포함할 수 있거나, 본질적으로 이들로 이루어질 수 있거나, 이들로 이루어질 수 있다. 특정 개시된 구현예에서, 에멀젼은 하나의 계면활성제 및 소수성제를 포함할 수 있거나, 본질적으로 이들로 이루어질 수 있거나, 이들로 이루어질 수 있다. 에멀젼 시스템이 하나 이상의 소수성 성분, 하나 이상의 계면활성제, 또는 이들의 임의의 조합물로 "본질적으로 이루어진" 구현예에서, 에멀젼 시스템은 (예를 들어, 에멀젼 액적 및/또는 다른 유형의 응집체를 형성하기 위한 에멀젼 시스템의 능력을 파괴하는) 에멀젼 시스템에 해로운 영향을 미치지 않는 임의의 성분을 포함하지 않거나 이들을 함유하지 않는다. 예를 들어, 하나 이상의 소수성 성분, 하나 이상의 계면활성제, 또는 이들의 임의의 조합물로 "본질적으로 이루어진" 에멀젼 시스템은 에멀젼 시스템 크리밍 (creaming), 침전, 응집, 유착 또는의 분리를 초래하는 성분이 없다. 에멀젼 시스템이 지방산 및 계면활성제를 포함하는 구현예에서, 계면활성제는 전형적으로 소수성 액적 (또는 다른 유형의 응집된 구조)을 형성하고 친수성 셀룰로오스 나노물질 매트릭스 내로 에멀젼 시스템의 배치를 촉진하고/하거나 에멀젼 코팅물의 안정성, 균일성 및 퍼짐성(spreadability)을 개선하기 위한 코팅 조성물의 표면 장력을 감소시키기 위한 능력에 기반하여 선택된다.
일부 구현예에서, 에멀젼 시스템의 하나 이상의 소수성 성분은 오일 또는 지방산일 수 있다. 오일은 타임유, 클로브유, 오레가노유, 레몬그라스유, 마조람유, 시나몬유, 코리앤더유, 또는 이들의 임의의 조합물; 식물유; 올리브유; 아보카도유; 코코넛유; 및 이들의 임의의 조합물과 같은 그러나 이들로 제한되지 않는 에센셜 오일일 수 있다. 특정 개시된 구현예에서, 지방산은 6 내지 12개의 탄소 (포화 또는 불포화)를 포함하는 지방족 테일을 갖는 중간-쇄 지방산, 예컨대 카프르산 및 라우르산; 13 내지 21개의 탄소 (포화 또는 불포화)를 포함하는 지방족 테일을 갖는 장쇄 지방산, 예컨대 올레산, 리놀레산, α-리놀렌산, 팔미트산, 스테아르산, 아라키드산; 또는 임의의 이들의 조합물이다. 일부 구현예에서, 에멀젼 시스템의 하나 이상의 계면활성제는 폴리소르베이트 계면활성제 (예를 들어, "TWEEN 20"으로도 지칭되는 폴리옥시에틸렌 (20) 소르비탄 모노라우레이트; 또는 "Tween 80"으로도 지칭되는 폴리옥시에틸렌 (80) 소르비탄 모노라우레이트), 소르비탄 계면활성제 (예를 들어, "SPAN 20"으로도 지칭되는 소르비탄 모노라우레이트; 또는 "SPAN 80"으로도 지칭되는 소르비탄 모노올레에이트), 지방산의 수크로스 에스테르 (예를 들어, 지방산의 탄화수소 쇄에서 1 내지 8개의 탄소를 갖는 지방산의 수크로스 에스테르, 예컨대 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프릴산 또는 이들의 불포화 버젼의 수크로스 에스테르), 또는 이들의 임의의 조합물로부터 선택될 수 있다. 특정 개시된 구현예에서, 계면활성제는 Tween 80, SEFA, 또는 이들의 조합물이다. 대표적인 구현예에서, 에멀젼 시스템은 TWEEN 80을 포함하거나, 본질적으로 이로 이루어지거나, 이로 이루어진다. 추가의 구현예에서, 에멀젼 시스템은 TWEEN 80 및 올레산을 포함하거나, 본질적으로 이들로 이루어지거나, 이들로 이루어진다. 추가의 구현예에서, 에멀젼 시스템은 SEFA 및 올레산을 포함하거나, 본질적으로 이들로 이루어지거나, 이들로 이루어진다.
일부 추가의 구현예에서, 코팅 조성물은 하나 이상의 부가적인 성분, 예컨대 안정화제 (예를 들어, 알긴산, 알긴산나트륨, 셀룰로오스, 셀룰로오스 유도체, 펙트산 폴리사카라이드, 카복시메틸 덱스트란, 크산탄 검, 카복시메틸 전분, 히알루론산, 덱스트란 설페이트, 펜토산 폴리설페이트, 카라기닌, 후코이단, 또는 이들의 임의의 조합물로부터 선택되지만 이에 제한되지 않는 카복시- 또는 설페이트-함유 폴리사카라이드), 무기 염 (예를 들어, 나트륨-함유 염, 칼륨-함유 염, 칼슘-함유 염, 마그네슘-함유 염, 주석-함유 염, 또는 이들의 임의의 조합물), 산성 화합물 (예를 들어, 아스코르브산 또는 다른 유기산), 또는 이들의 임의의 조합물을 추가로 포함할 수 있다. 임의의 그러한 부가적인 성분을 포함하는 구현예에서, 안정화제는 0.05% w/w (습량 기준) 내지 2% w/w (습량 기준), 예컨대 0.05% w/w (습량 기준) 내지 0.1% w/w (습량 기준), 또는 0.05% w/w (습량 기준) 내지 0.75% w/w (습량 기준), 또는 0.05% w/w (습량 기준) 내지 0.5% w/w (습량 기준), 또는 0.05% w/w (습량 기준) 내지 0.25% w/w (습량 기준) 범위의 양으로 존재할 수 있다. 무기 염은 0.05% w/w (습량 기준) 내지 2% w/w (습량 기준), 예컨대 0.05% w/w (습량 기준) 내지 0.1% w/w (습량 기준), 또는 0.05% w/w (습량 기준) 내지 0.75% w/w (습량 기준), 또는 0.05% w/w (습량 기준) 내지 0.5% w/w (습량 기준), 또는 0.05% w/w (습량 기준) 내지 0.25% w/w (습량 기준) 범위의 양으로 존재할 수 있다. 산성 화합물은 0.5% w/w (습량 기준) 내지 3% w/w (습량 기준), 예컨대 0.5% w/w (습량 기준) 내지 2% w/w (습량 기준), 또는 0.5% w/w (습량 기준) 내지 1.5% w/w (습량 기준), 또는 0.5% w/w (습량 기준) 내지 1.0% w/w (습량 기준), 또는 0.05% w/w (습량 기준) 내지 0.75% w/w (습량 기준) 범위의 양으로 존재할 수 있다. 그러한 성분은 에멀젼 시스템 또는 코팅 조성물의 성질에 해로운 영향을 미치지 않는다.
또한 영양소 (예를 들어, 비료), 성장 자극제, 식물 성장 조절제, 제조체, 살균제, 살충제, 또는 이들의 조합물로부터 선택되는 하나 이상의 농약 제제를 추가로 포함하는 코팅 조성물이 고려된다. 그러한 조성물은 본원에 개시된 임의의 방법을 사용하여 제조될 수 있으며, 작물, 나무, 관목, 덩굴 식물, 채소 식물, 장식용 (ornamental) 및 장식용 (decorative) 식물, 예컨대 그들의 꽃 (예를 들어, 장미, 카네이션, 백합 등) 또는 그들의 장식용 잎 (예를 들어, 아이비, 양치류 등) 등을 위해 재배된 식물 상에 도포될 수 있다. 그러한 코팅 조성물에 사용된 농약 제제의 양은 EPA 지침에 명시된 제한 내에서 선택될 수 있다. 당업자는 선택된 농약 제제에 관한 EPA 지침을 검토하고 이에 제공된 상한 및 하한 내의 양을 선택함으로써 그러한 양이 결정될 수 있음을 인식할 것이다. 일부 그러한 구현예에서, 농약 제제는 전형적으로 1 ppm 내지 5,000 ppm, 예컨대 1 ppm 내지 4,000 ppm, 1 ppm 내지 3,000 ppm, 1 ppm 내지 2,000 ppm, 또는 1 ppm 내지 1,000 ppm 범위의 양으로 제공된다. 제조자가 제안한 적용 수준 이하의 양도 사용될 수 있으며 당업자는 쉽게 인식할 수 있을 것이다.
일부 구현예에서, 코팅 조성물에 사용된 셀룰로오스 나노물질 및 에멀젼 시스템의 양은 1:1 내지 1:20, 예컨대 1:2 내지 1:8, 또는 1:1 내지 1:5 범위인 셀룰로오스 나노물질:에멀젼 시스템의 비를 제공하도록 선택된다. 특정 개시된 구현예에서, 셀룰로오스 나노물질은 셀룰로오스 나노피브릴이며, 이 물질은 1:2 내지 1:20 또는 1:2 내지 1:8의 비로 에멀젼 시스템을 갖는 코팅 조성물에 포함된다. 다른 특정 개시된 구현예에서, 셀룰로오스 나노물질은 셀룰로오스 나노결정 이며, 이 물질은 1:1 내지 1:20 또는 1.1 내지 1:5의 비로 에멀젼 시스템을 갖는 코팅 조성물에 포함된다.
일부 구현예에서, 코팅 조성물에 사용되는 셀룰로오스 나노물질의 양은 0.1% w/w (습량 기준) 내지 1% w/w (습량 기준), 예컨대 0.1% w/w (습량 기준) 내지 0.75% w/w (습량 기준), 또는 0.1% w/w (습량 기준) 내지 0.5% w/w (습량 기준), 또는 0.1% w/w (습량 기준) 내지 0.4% w/w (습량 기준), 또는 0.1% w/w (습량 기준) 내지 0.3% w/w (습량 기준), 또는 0.1% w/w (습량 기준) 내지 0.2% w/w (습량 기준)의 범위이다. 특정 대표적인 구현예에서, 코팅 조성물에 사용되는 셀룰로오스 나노물질의 양은 0.1% w/w (습량 기준), 0.2% w/w (습량 기준), 0.3% w/w (습량 기준), 또는 0.4% w/w (습량 기준)이다. 일부 구현예에서, 코팅 조성물에 사용되는 에멀젼 시스템의 양은 0.03% w/w (습량 기준) 내지 4% w/w (습량 기준), 예컨대 0.03% w/w (습량 기준) 내지 3.5% w/w (습량 기준), 또는 0.03% w/w (습량 기준) 내지 3% w/w (습량 기준), 또는 0.03% w/w (습량 기준) 내지 2.5% w/w (습량 기준), 또는 0.03% w/w (습량 기준) 내지 2% w/w (습량 기준), 또는 0.03% w/w (습량 기준) 내지 1.5% w/w (습량 기준), 또는 0.03% w/w (습량 기준) 내지 1% w/w (습량 기준), 또는 0.03% w/w (습량 기준) 내지 0.5% w/w (습량 기준)의 범위이다. 그러한 구현예에서, 에멀젼 시스템은 하나의 계면활성제를 그러한 양으로 포함할 수 있거나, 계면활성제와 소수성제와의 혼합물을 그러한 양으로 포함할 수 있으며, 여기서, 계면활성제는 0.03% w/w (습량 기준) 내지 5% w/w (습량 기준) (예컨대 0.03% w/w (습량 기준) 내지 2% w/w (습량 기준), 또는 0.03% w/w (습량 기준) 내지 1% w/w (습량 기준), 또는 0.2% w/w (습량 기준) 내지 1% w/w (습량 기준)) 범위의 양으로 혼합물에 존재하며, 소수성제는 0.1% w/w (습량 기준) 내지 5% w/w (습량 기준) (예컨대 0.1% w/w (습량 기준) 내지 4% w/w (습량 기준), 또는 0.1% w/w (습량 기준) 내지 3% w/w (습량 기준), 또는 0.1% w/w (습량 기준) 내지 2% w/w (습량 기준), 또는 0.1% w/w (습량 기준) 내지 1.5% w/w (습량 기준), 또는 0.1% w/w (습량 기준) 내지 1% w/w (습량 기준)) 범위의 양으로 혼합물에 존재한다. 대표적인 구현예에서, 에멀젼 시스템은 0.03% w/w (습량 기준), 또는 0.2% w/w (습량 기준), 또는 1% w/w (습량 기준)의 계면활성제 및/또는 1% w/w (습량 기준)의 소수성제를 포함한다. 기능성 첨가제 및/또는 가소제를 추가로 포함하는 구현예에서, 기능성 첨가제는 0.1% w/w (습량 기준) 내지 3% w/w (습량 기준), 예컨대 0.1% w/w (습량 기준) 내지 2.5% w/w (습량 기준), 또는 0.1% w/w (습량 기준) 내지 2% w/w (습량 기준), 또는 0.1% w/w (습량 기준) 내지 1.5% w/w (습량 기준) 범위의 양으로 사용될 수 있으며, 가소제는 0.02% w/w (습량 기준) 내지 1% w/w (습량 기준), 예컨대 0.02% w/w (습량 기준) 내지 0.5% w/w (습량 기준), 또는 0.02% w/w (습량 기준) 내지 0.4% w/w (습량 기준), 또는 0.02% w/w (습량 기준) 내지 0.3% w/w (습량 기준) 범위의 양으로 존재할 수 있다. 추가의 대표적인 코팅 조성물 및 그러한 조성물에 사용되는 성분의 양은 또한 실시예 섹션 및 본 개시물의 도면에 기술되어 있다.
하나의 대표적인 구현예에서, 셀룰로오스 나노피브릴, 및 올레산과 지방산의 수크로스 에스테르를 포함하는 에멀젼 시스템을 포함하는 코팅 조성물은 생리 활성 조절 및 과일 표면에 코팅물의 접착력 개선을 통해 주변 저장 동안 바나나 과일의 수확후 저장성을 향상시키는데 특히 효과적이었다. 일부 구현예에서, 에멀젼 시스템은 과일 표면에 코팅물의 소수성, 안정성 및 습윤성을 향상시켰다. 그러한 코팅 조성물은 또한 에틸렌 생합성 경로를 지연시키고 과일의 에틸렌 및 CO2의 생성을 감소시켰을 뿐만 아니라 보다 균일한 코팅 커버리지를 제공하기 위해 과일 표면 형태를 변형시켰다. 또한, 그러한 코팅 구현예는 바나나 껍질의 엽록소 분해 및 과일의 중량 손실 및 견고성을 감소시키기에 효과적이며, 따라서 주변 저장 동안 시장성과 저장성을 향상시킨다.
또한 본원에 기재된 코팅 조성물 구현예로부터 형성된 코팅물이 본원에 개시되어 있다. 본원에 사용된 용어 "코팅물(coating)"은 식품, 예컨대 식물 또는 식물 일부의 외부에 생성된 조성물의 층을 지칭한다. 상기 층은 균일한 두께를 가질 필요가 없거나 조성이 완전히 균질일 필요는 없다. 이들 코팅 조성물은 건조되어 이하에서 기술된 바와 같이 건조된 (또는 실질적으로 건조된) 코팅물을 형성할 수 있다. 또한 개시된 조성물 구현예를 사용하여 제조될 수 있는 필름의 구현예가 본원에 개시되어 있다. 그러한 필름 구현예는 다양한 부패성 식품, 예컨대 고기, 해산물 등에 대한 가요성 포장 구성요소 (예를 들어, 생분해성 판, 필름, 및 패키지)로서 사용될 수 있다. 필름의 구현예는 식용이며 따라서 식품 안전에 대한 소비자의 우려를 피한다. 일부 구현예에서, 필름은 섬유질이거나 결정질일 수 있으며, 코팅되는 대상체 위에 내구성 있고 불활성인 내수성 코팅물을 형성할 수 있다. 일부 구현예에서, 필름은 셀룰로오스 나노물질 및 기능제, 예컨대 키토산을 포함한다.
코팅물, 건조된 (또는 실질적으로 건조된) 코팅물, 또는 필름은 코팅물이 도포되는 전체 대상체를 덮을 필요는 없다. 일부 구현예에서, 코팅물 또는 필름은 실질적으로 대상체를 코팅할 수 있다. 그러한 구현예에서, 필름 또는 코팅물은 대상체의 표면적의 0%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 90%를 덮을 수 있다. 다른 구현예에서, 필름 또는 코팅물은 대상체를 완전히 코팅할 수 있다 - 즉 대상체의 100%를 덮을 수 있다. 일부 구현예에서, 필름 또는 코팅물은 대상체에 대해 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 90%씩 변화하는 두께를 가질 수 있다.
개시된 코팅 조성물의 구현예로부터 제조된 코팅물 및/또는 필름은 내수성이 뛰어나고 강하다. 코팅물 및 필름은 조성물의 비-셀룰로오스 성분의 독특한 작용을 유지하면서 내수성 및 장벽 성질을 제공할 수 있다. 본원에 기재된 코팅물 및 필름은 증산 및/또는 동결-해동 관련 드립 손실 (drip loss)에 의해 야기되는 수분 손실로부터의 보호를 제공하며, 조성물의 비-셀룰로오스 성분의 독특한 작용을 유지하면서 내수성 및 장벽 성질을 개선시킨다. 추가의 구현예에서, 코팅물 및 필름은 셀룰로오스 나노물질 및 소수성 표면 (예를 들어, 소수성 과일 표면) 사이의 향상된 접착력을 나타낸다.
식물, 식물 일부 또는 다른 식품류의 표적 표면에 도포될 때, 개시된 조성물은 건조 후에 강한 외부 장벽을 형성한다. 상기 조성물은 건조되어 코팅 조성물 중의 수분이 증발됨으로써 건조된 (또는 실질적으로 건조된) 코팅물을 형성할 수 있다. 일부 구현예에서, 코팅물은 열을 사용하여 건조시켜 코팅 조성물의 보다 빠른 건조를 촉진함으로써 산소 및 광에 대한 장기 노출을 방지하거나 완화시킨다. 30℃ 내지 35℃ 범위의 온도를 사용하여 대상체에 도포한 후 조성물을 건조시킬 수 있다. 일부 구현예에서, 코팅 조성물을 대상체에 도포한 후에 열풍 건조 기술을 사용하여 코팅 조성물을 (적어도 부분적으로) 건조시킬 수 있다. 그러한 열풍 건조 기술은 2분에서 10분 범위의 기간 동안 60℃ 내지 90℃ 범위의 온도를 사용할 수 있다. 개시된 코팅 조성물의 구현예를 사용하여 제조된 코팅물은 안토시아닌 및 기타 생물학적 안료 (예를 들어, 베타레인), 영양소 및 수용성 화합물의 침출과 관련된 색상 외관 및 물리적 완전성의 손실을 완화할 수 있다. 식물 및 식품류에서, 수확 전후의 수분 손실을 방지하는 것이 제품의 시장성에 중요하다. 개시된 조성물 및 그러한 조성물로부터 형성된 코팅물은 감수성이 있는 식물 및 다른 식품류에서 그러한 수분 손실을 방지하기 위해 사용될 수 있다.
특정 개시된 구현예에서, 본원에 개시된 조성물로부터 제조된 코팅물을 포함하는 식물 또는 식물 일부는 그러한 코팅물을 포함하지 않는 동등한 식물 또는 식물 일부 (즉, 동일한 변형되지 않은 식물 또는 식물 일부)에 의해 나타내지 않을 성질을 나타낸다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 개시된 조성물로부터 형성된 코팅물을 포함하는 식물 또는 식물 일부는 그러한 코팅물로 코팅되지 않은 동등한 식물 또는 식물 일부에 비해 해동 후 감소된 중량 손실 (예컨대 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 90% 감소)을 나타낸다. 일부 구현예에서, 식물 또는 식물 일부는 코팅물로 코팅되지 않은 동등한 식물 또는 식물 일부에 비해 감소된 형태학적 결함 (예컨대 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 100% 감소)을 나타낸다. 다른 구현예에서, 개시된 조성물로부터 제조된 코팅물을 포함하는 식물 또는 식물 일부는 코팅물로 코팅되지 않은 동등한 식물 또는 식물 일부에 비해 견고성의 손실이 적음을 나타낸다 (예컨대 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 90% 미만의 견고성 손실).
방법 구현예
본원에 기재된 코팅 조성물 구현예를 제조하고 이를 사용하는 방법 구현예가 본원에 개시되어 있다.
개시된 조성물을 제조하는 방법의 구현예는 본원에 개시된 적절한 양의 각 조성물 성분을 물 (탈이온화, 정제될 수 있는 등)에 분산시키는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 조성물 성분은 동시에 물에 첨가될 수 있다. 다른 구현예에서, 각 성분은 동일한 수용액에 순차적으로 첨가될 수 있다. 다른 구현예에서, 각 성분의 분리된 수용액을 제조한 다음, 함께 혼합할 수 있다. 특정 성분은 혼합 전에 물에 분산될 필요가 없으므로 다른 성분을 함유하는 하나 이상의 용액에 깔끔하게 첨가될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "혼합"은 당업계에 공지된 임의의 수단에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 기계적으로 교반, 진탕 또는 동시-분무 구성요소를 사용하여 본원에 기재된 성분을 "혼합"할 수 있다. 특정 개시된 구현예에서, 에멀젼 시스템은 우선 셀룰로오스 나노물질과 별도로 제조한 다음, 셀룰로오스 나노물질 (기능성 첨가제 및/또는 가소제와 같은 상기 기술된 부가적인 성분과 함께 제형화될 수 있음)과 결합시킨다. 특정 개시된 구현예에서, 에멀젼 시스템은 주위 온도에서 또는 보다 높은 온도 (예를 들어, 70℃)에서 계면활성제를 물에 현탁시킴으로써 제조된다. 소수성제 (예를 들어, 지방산)를 추가로 포함하는 에멀젼 시스템 구현예에서, 소수성제를 계면활성제 용액에 첨가한 후에 균질화시킬 수 있다. 코팅 조성물이 기능성 첨가제 및/또는 가소제를 포함하는 구현예에서, 기능성 첨가제는 전처리 (예를 들어, 산성 용액에 용해됨) 후에 가소제 및/또는 셀룰로오스 나노물질과 결합될 수 있다.
일단 각 성분이 물에 분산되면 (함께 또는 별도로), 용액은 저 전단 또는 고 전단에서 균질화기를 사용하여 균질화된다. 사용된 전단 수준은 사용된 코팅 조성물의 유형에 따라 변형될 수 있다. 용액은 전형적으로 주위 온도에서 물에 성분을 완전히 용해, 분산 및/또는 유화시키기에 적합한 기간 동안 균질화된다. 이어서, 최종 조성물은 침지, 분무 코팅, 침지, 엔로빙(enrobing) 또는 본원에 개시된 바와 같은 대상체에 조성물을 적용하기 위한 임의의 다른 적절한 기술에 의한 투여를 위해 제형화될 수 있다. 추가의 코팅 조성물을 제조하기 위한 대표적인 방법은 본 개시물의 실시예 섹션에 기재되어 있다.
일부 구현예에서, 예를 들어, 조성물이 장래 판매를 위해 포장되는 경우, 조성물은 즉시 사용하도록 의도되지는 않는다. 그러한 조성물은 저장 안정성이 있어서 저장 5, 10, 20, 30 또는 60일 후에 조성물의 20%, 30%, 40% 또는 50% 미만이 분리될 것이다. 심지어 더 긴 저장 기간도 고려된다. 저장-안정성 조성물을 제조하는 방법은 조성물에 첨가되는 적절한 안정제를 선택하는 것을 포함할 수 있음을 당업자는 인식할 것이다.
본원에 개시된 조성물은 식물 또는 그 일부에 대한 수확 전 및 수확 후의 손상을 방지하여 저장 수명을 연장시키고 신선한 농산물의 시장성을 증가시키는데 사용될 수 있다. 상기 조성물은 또한 음식 품목, 특히 부패성 품목의 저장 및 외관을 촉진시키기 위한 식품류에 사용될 수 있다. 본원에 개시된 코팅 조성물로부터 형성된 코팅물 및/또는 필름은 판매 전에 쉽게 제거될 수 있고, 단순히 소비자에 의해 벗겨지고, 심지어 안전하게 섭취될 수 있다.
일부 구현예에서, 본원에 개시된 코팅물 및 처리 조성물은 과일 및/또는 채소로부터 침출되는 색 및 영양소를 감소시키고 방지하는데 사용될 수 있다. 개시된 조성물은 또한 드립 손실을 방지하고 해동 동안 완전성을 유지하기 위해 식품 코팅물 및 냉동 음식의 제조에 유용하다. 식품류는 이액현상 (즉, 해동 후 수분 손실) 및 증발로 인해 동결 및 해동 과정 동안에 상당한 수분 손실을 경험한다; 본원에 기재된 조성물로부터 형성된 필름은 이러한 수분 손실을 완화시킬 수 있다. 예를 들어, 개시된 조성물은 저장 (저온 또는 대기) 동안 베이커리 제품 (예를 들어, 쿠키, 페이스트리, 및 빵) 및/또는 고기의 수분 손실/이득을 감소시키는 데 사용될 수 있다. 일부 구현예는 저장 (저온 또는 대기) 동안 사탕 및 다른 과자의 수분 손실/이득 및/또는 부착을 감소시키는 데 사용될 수 있다. 다른 구현예에서, 개시된 조성물은 저장 동안 그리고 선반에 있는 동안 환경에서 공기와 함께 다양한 음식 또는 다른 유기 물질의 유해 가스 (예를 들어, 에틸렌 가스)에 대한 가스 (예를 들어, O2 및 CO2) 교환 또는 노출을 감소시키는 데 사용될 수 있다.
본원에 개시된 조성물은 또한 수확 전후에 생물적 및/또는 비생물적 스트레스에 대해 식물 일부 (예를 들어, 농작물 종자), 식물 및/또는 묘목을 보호하기 위해 농업 환경에서 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 본원에 기재된 조성물은 곤충, 선충 및/또는 미생물 감염과 같은 생물적 스트레스를 억제하고 또한 환경 스트레스와 같은 비생물적 스트레스에 저항하기 위해 단독으로 하나 이상의 농약 제제와 조합될 수 있다. 당업자는 본원에 기재된 조성물의 적용에 기인한 감염의 감소를 결정하는데 사용될 수 있는 몇 가지 방법이 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 미생물 수준의 경우 배양을 실시하고, 콜로니 형성 단위 (CFU)의 수를 결정하고, 조성물로 처리되지 않은 식물 일부 (예를 들어, 농작물 종자), 식물 및/또는 묘목과 비교할 수 있다. 마찬가지로, 곤충이나 곤충 유충의 수를 계산할 수 있으며, 본원에 기재된 조성물로 처리된 식물 일부 (예를 들어, 농작물 종자), 식물 및/또는 묘목은 처리되지 않은 동일한 지형에서 유사한 식물 일부 (예를 들어, 농작물 종자), 식물 및/또는 묘목과 비교될 수 있다. 일반적으로, 처리된 식물은 대조군 식물 일부 (예를 들어, 농작물 종자), 식물 및/또는 묘목과 비교하여 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 90% 더 적은 미생물, 선충 및/또는 곤충 감염을 나타낼 것이다.
일부 예에서, 코팅 조성물은 중량 손실, 성형 및/또는 견고성 손실을 방지 또는 완화시키는데 사용된다. 단지 예시로서, 개시된 조성물의 구현예는 식물 일부 (예를 들어, 과일), 예컨대 열대 과일의 성형 및/또는 형태학적 변화를 방지하기 위해 사용될 수 있다. 본원에 개시된 코팅 조성물로 코팅될 수 있는 예시적인 식물 일부는 아보카도, 칸탈루프, 파파야, 망고, 감로 멜론 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
상기 조성물은 또한 음식에 어떠한 현저한 냄새 또는 맛도 주지 않고 또한 UV 노출로 인한 과일의 변색 또는 다른 손상을 방지하는 안전하고 시각적으로 투명한 코팅물을 제공한다. 필름은 또한 열 및/또는 햇빛에 의해 초래되는 수분 손실을 방지할 수 있다.
생분해성 제품, 예컨대 판, 필름 및 패키지의 물성을 변형시킴으로써, 예를 들어 분해에 대한 증가된 저항성, 개선된 장벽 성질 및/또는 개선된 강도를 제공하는 것은 본원에 기재된 조성물로부터 제조된 필름에 대한 또 다른 적용이다. 본원에 제공된 필름, 건조된 (또는 실질적으로 건조된) 코팅물, 및 코팅 조성물이 운송 및 취급 동안 손상을 감소시키거나 방지하기 위한 것과 같이 내구성 있는 재료에 대한 보호 표면 처리 또는 코팅물로서 사용될 수 있다는 것 또한 고려된다. 식품 산업에서 대부분의 가요성 포장재는 석유-유도된 폴리머이다. 지속 가능성이 부족하고 독성 잔류물에 대한 우려로 인해 소비자에게 호소력이 감소된다. 대체 천연 물질 (예를 들어, 셀룰로오스 및 키토산)은 내수성이 부족하다. 본원에 개시된 필름은 이러한 한계를 해결하는 코팅물을 제공하는데 사용될 수 있다.
특정 개시된 구현예에서, 코팅 조성물은 대상체를 부분적으로 또는 전체적으로 코팅하고 건조 후에 코팅물을 형성하기 위한 임의의 적합한 방법을 사용하여 대상체에 도포될 수 있다. 예를 들어, 대상체는 코팅 조성물에 침지될 수 잇다. 다른 구현예에서, 코팅 조성물은 대상체 상에 적하되거나 브러시로 처리될 수 있다. 다른 구현예에서, 대상체는 코팅 조성물을 대상체 상에 분무-코팅함으로써 (부분적으로 또는 전체적으로) 코팅될 수 있다. 대상체는 또한 코팅 조성물을 대상체에 도포하기 위해 기계적 도포기 또는 브러시를 사용하여 (부분적으로 또는 전체적으로) 엔로빙 (enrobing)할 수 있다. 식물 및/또는 식물 일부, 예컨대 과일 및/또는 채소를 코팅하는데 사용되는 조성물에 관한 구현예에서, 조성물은 수확되기 전에 또는 수확 후에 대상체에 첨가될 수 있다. 적합한 분무기 및 엔로버 (enrober)는 당업자에 의해 인식될 것이다. 일부 구현예에서, 코팅 방법은 코팅 조성물의 점도에 기반하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 코팅 조성물이 점성이고 코팅되는 대상체가 수확후 제품 (예를 들어, 과일 또는 채소)인 경우, 도포의 침지 또는 적하 방법들이 전형적으로 사용된다. 수확전의 도포는 전형적으로 분무 방법을 사용하여 식물 또는 이의 식물 일부에 코팅물을 도포하는 것을 포함한다.
많은 대상체는 본원에 개시된 조성물의 구현예와 접촉될 수 있으며, 이에 의해 개선된 제품을 제공할 수 있다. 일부 구현예에서, 대상체는 식품, 예컨대 식물 또는 식물 일부이다. 예시적인 대상체는 과일, 특히 소수성 표면을 갖는 과일 및 채소, 특히 소수성 표면을 갖는 채소를 포함한다.
일반적으로, 조성물에 의해 제조된 코팅물을 포함하는 대상체는 본원에 기재된 바와 같은 성분을 포함하지만, 건조시에 예를 들어 조성물로부터 수분 손실로 인해 성분의 상대적인 농도가 변화된다. 따라서, 코팅 조성물로부터 형성된 건조 된 (또는 실질적으로 건조된) 코팅물은 일반적으로 수분을 덜 함유하고 (비-증발성) 조성 성분의 농도/비가 더 높을 것이다. 실질적으로 건조된 코팅물은 낮은 수준의 수분, 예컨대 0% 초과 내지 10%의 수분, 또는 0% 초과 내지 7%의 수분, 또는 0% 초과 내지 5%의 수분, 또는 0% 초과 내지 4%의 수분, 또는 0% 초과 내지 3%의 수분을 여전히 포함할 수 있다. 표 1은 실질적으로 건조된 코팅물에 존재하는 성분의 양에 대한 대표적인 범위를 제공하며, 건량 기준 % w/w로 표시된다. 대표적인 예에서, 실질적으로 건조된 코팅물은 건량 기준 4.5% w/w 내지 건량 기준 9.8% w/w, 예컨대 건량 기준 5.0% w/w 내지 건량 기준 8.0% w/w 범위의 양으로 존재할 수 있는 셀룰로오스 나노피브릴 또는 셀룰로오스 나노결정을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 실질적으로 건조된 코팅물의 각 성분의 건량 기준은 다음 식으로 계산될 수 있다: (건조된 코팅물 중의 고체의 백분율) × (특정 성분의 백분율)/(습윤 조성물 중의 모든 성분에 대한 백분율의 합). 일부 다른 구현예에서, 건조된 코팅물의 각 성분에 대한 건량 기준은 다음과 같이 계산될 수 있다: W건조 = 성분의 일부/모든 성분의 총합. 단지 예시로서, 셀룰로오스 나노피브릴의 농도가 건량 기준 4.5% w/w 내지 건량 기준 9.3% w/w 범위인 대표적인 구현예에서, 이 범위는 이 계산을 사용하여 얻어졌다 (이는 실질적으로 건조된 코팅물에 5% 수분이 유지되는 것을 설명한다): 각각 95×1.0/21 및 95×0.1/1.02. 일부 구현예에서, 대상체는 0 ㎛ 내지 50 ㎛, 예컨대 1 ㎛ 내지 40 ㎛ 또는 1 ㎛ 내지 30 ㎛ 범위의 두께를 갖는 건조된 또는 실질적으로 건조된 코팅물을 포함할 수 있다.
몇몇 구현예의 개요
*다음을 포함하는 코팅 조성물의 구현예가 본원에 개시되어 있다: 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 1% w/w 범위의 양의 셀룰로오스 나노물질; 및 지방산이 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 5% w/w 범위의 양으로 존재하며 계면활성제가 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 2% w/w의 양으로 존재하는 지방산과 계면활성제를 포함하는 에멀젼 시스템.
일부 구현예에서, 셀룰로오스 나노물질은 셀룰로오스 나노피브릴을 포함한다. 일부 구현예에서, 셀룰로오스 나노피브릴은 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 0.5% w/w 범위의 양으로 존재한다.
일부 구현예에서, 셀룰로오스 나노물질은 셀룰로오스 나노결정을 포함한다. 일부 구현예에서, 셀룰로오스 나노결정은 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 1% w/w 범위의 양으로 존재한다.
상기 구현예 중 어느 하나 또는 모두에서, 지방산은 올레산, 카프르산, 라우르산, 리놀레산, α-리놀렌산, 팔미트산, 스테아르산, 아라키드산, 및 이들의 임의의 조합물이다.
상기 구현예 중 어느 하나 또는 모두에서, 계면활성제는 지방산의 수크로스 에스테르 또는 폴리소르베이트 계면활성제이다.
상기 구현예 중 어느 하나 또는 모두에서, 기능제, 가소제, 또는 이들의 조합물을 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 기능제는 키토산이다.
상기 구현예 중 어느 하나 또는 모두에서, 가소제는 글리세롤이다.
상기 구현예 중 어느 하나 또는 모두에서, 코팅 조성물은 기능제 및 가소제를 포함하며, 상기 기능제는 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 2% w/w 범위의 양으로 존재하며, 상기 가소제는 습량 기준 0.02% w/w 내지 습량 기준 1% w/w 범위의 양으로 존재한다.
일부 구현예에서, 코팅 조성물은 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 1% w/w 범위의 양의 셀룰로오스 나노물질; 및 올레산이 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 5% w/w 범위의 양으로 존재하며 지방산의 수크로스 에스테르가 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 2% w/w 범위의 양으로 존재하는 올레산과 지방산의 수크로스 에스테르를 포함하는 에멀젼 시스템을 포함한다.
일부 구현예에서, 셀룰로오스 나노물질은 셀룰로오스 나노피브릴을 포함한다.
일부 구현예에서, 코팅 조성물은 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 1% w/w 범위의 양의 셀룰로오스 나노물질; 및 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 2% w/w 범위의 양으로 존재하는 폴리소르베이트 계면활성제를 포함하는 에멀젼 시스템; 및 기능제, 가소제, 또는 이들의 조합물을 포함한다.
일부 구현예에서, 셀룰로오스 나노물질은 셀룰로오스 나노결정을 포함한다.
상기 구현예 중 어느 하나 또는 모두에서, 기능제는 키토산이며, 가소제는 글리세롤이다.
또한 셀룰로오스 나노물질, 및 지방산과 계면활성제를 포함하는 에멀젼 시스템을 포함하는 실질적으로 건조된 코팅물의 구현예가 본원에 개시되어 있다.
일부 구현예에서, 셀룰로오스 나노물질은 건량 기준 4.5% w/w 내지 건량 기준 9.8% w/w 범위의 양으로 존재한다.
상기 구현예 중 어느 하나 또는 모두에서, 지방산은 건량 기준 9.5% w/w 내지 건량 기준 23% w/w 범위의 양으로 존재한다.
상기 구현예 중 어느 하나 또는 모두에서, 계면활성제는 건량 기준 9.5% w/w 내지 건량 기준 9.8% w/w 범위의 양으로 존재한다.
상기 구현예 중 어느 하나 또는 모두에서, 셀룰로오스 나노물질은 셀룰로오스 나노피브릴을 포함한다.
상기 구현예 중 어느 하나 또는 모두에서, 셀룰로오스 나노물질은 셀룰로오스 나노결정을 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 조성물은 건량 기준 9.5% w/w 내지 건량 기준 9.8% w/w 범위의 양의 키토산을 추가로 포함한다.
상기 구현예 중 어느 하나 또는 모두에서, 상기 조성물은 건량 기준 2% w/w 내지 건량 기준 4.7% w/w 범위의 양의 글리세롤을 추가로 포함한다.
또한 상기 코팅 조성물 구현예 중 어느 하나 또는 모두에 따른 코팅 조성물로부터 형성된 코팅물을 포함하는 식물 일부의 구현예가 본원에 개시되어 있다.
또한 상기 건조된 코팅물 구현예 중 어느 하나 또는 모두에 따른 실질적으로 건조된 코팅물을 포함하는 식물 일부의 구현예가 본원에 개시되어 있다.
상기 구현예 중 어느 하나 또는 모두에서, 식물 일부는 열대 과일이다.
상기 구현예 중 어느 하나 또는 모두에서, 식물 일부는 바나나, 파파야, 아보카도, 멜론, 또는 망고이다.
또한 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 1% w/w 범위의 양의 셀룰로오스 나노물질; 및 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 5% w/w 범위의 양으로 존재하며 계면활성제가 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 2% w/w 범위의 양으로 존재하는 지방산과 계면활성제를 포함하는 에멀젼 시스템을 포함하는 코팅 조성물로 식물 또는 식물 일부를 코팅 또는 실질적으로 코팅하는 단계를 포함하는 방법의 구현예가 본원에 개시되어 있다.
실시예
하기 재료 및 방법은 본 개시물의 다양한 구현예를 제조하고 사용하는데 유용할 수 있다.
재료
2.95% 및 11.8%의 고형 함량을 각각 갖는 연목 크래프트 펄프 (softwood Kraft pulp)로부터 유래된 CNF 및 CNC는 메인 대학(the Process Development Center at the University of Maine) (ME, USA)에서 생산되었다. 키토산 (97% 탈아세틸화도, 149 kDa Mw)은 Premix (Iceland)로부터, Tween 80은 Amresco (OH, USA)로부터, SEFA는 TCI American (OR, USA)로부터, OA 및 글리세롤은 Alfa Aesar (MA, USA)로부터 그리고 아세트산은 J. T. Baker (NJ, USA)로부터 구입했다. 1-아미노사이클로프로판-1-카복실산 (ACC) 및 N-(2-하이드록시에틸) 피페라진-N'-3-프로판설폰산 (EPPS)은 Chem Impex Internation, Inc. (IL, USA)로부터, HgCl2는 MP biomedicals (CA, USA)로부터, 피리독살 포스페이트는 TCI American (OR, USA)로부터, 디티오트레이톨 (DTT)은 Sigma (MO, USA)로부터 그리고 트리클로로아세트산 (TCA) 및 NaOCl은 JT Baker (NJ, USA)로부터 구입했다.
육안으로 결함이 없는 2의 성숙 단계 (노란색의 흔적이 있는 녹색)에 있는 유기 캐번디시 바나나 (Piura, Peru)는 상점에 도착한 날 현지 슈퍼마켓 (OR, USA)에서 구매하고 구매 당일에 코팅하였다.
실시예 1
본 실시예에서, 상이한 친수성 헤드 (Tween 80에 대해 탄수화물, SEFA에 대해 에톡실레이트)를 함유한 Tween 80 및 지방산의 수크로스 에스테르 (SEFA)를 포함하는 두 가지 유형의 비이온성 계면활성제를 대표적인 코팅 조성물에서 계면활성제로서 평가했다.
본 실시예에서, 셀룰로오스 나노물질에는 높은 가용성 및 흡수능을 갖는 셀룰로오스 나노섬유 (CNF), 및 음이온성 표면 전하를 갖는 고도로 강성인 막대형 구조인 셀룰로오스 나노결정 (CNC)이 포함되며, 셀룰로오스 나노물질은 기능성 첨가제, 예컨대 키토산과 조합될 수 있어서 메트릭스를 제공한다. 과일 표면 상에 코팅물의 접착력을 향상시키고, 코팅물의 수분 장벽을 강화시키고, 생리 활성을 조절하고/하거나 과일의 표면 형태를 변형시킴으로써 수확후 바나나의 저장성을 향상시키기 위한 이들 성분을 포함하는 코팅 조성물의 능력을 평가했다.
과일 접착력, 코팅물의 소수성 및 외부 과일 품질 파라미터 (예를 들어, 엽록소 분해, 중량 손실, 및 과일 시장성) 뿐만 아니라 과일의 표면 특성 (예를 들어, 과일 껍질 및 세포 형태의 임계 표면 장력) 및 생리 활성 (예를 들어, 에틸렌 생합성 경로 및 에틸렌 및 CO2 생성)에 대한 코팅물의 효과를 평가했다. 또한, 과일의 주변 저장 동안 내부 과일 품질 (예를 들어, 전분 분해, 견고성, 가용성 고체 함량 및 적정 산도)을 모니터링함으로써 과일의 저장성을 향상시키는 능력에 대해 코팅물을 평가했다.
코팅 조성물은 습량 기준 (w/w)에 기반하여 제조되었고, 각 성분의 농도 범위는 예비 연구 (데이터는 나타내지 않음)에 기반하여 결정되었다. 0.3% CNF 및 0.2% CNC-강화된 2% 키토산을 포함하는 각 코팅 매트릭스는 계면활성제 (Tween 80 또는 SEFA) 및/또는 OA로 제형화되었으며 도 1에 보고된 바와 같이 6가지 상이한 유형의 에멀젼 코팅물로 유도되었다 (도 1을 참조하면, 올레산 (OA) 에멀젼을 형성하기 위한 계면활성제 유형에는 Tween 80 및 지방산의 수크로스 에스테르 (SEFA)가 포함되며; θ는 바나나 표면 상의 기준 액체의 접촉 각을 나타내며; γL은 바나나 껍질 상의 기준 액체의 표면 장력이며; γc는 바나나 껍질의 임계 표면 장력이다). 상이한 계면활성제 유형을 갖는 에멀젼 시스템은 먼저 다음과 같이 제조하였다: 1% Tween 80을 주위 온도에서 물에 현탁시키고, SEFA를 70℃에서 분산시켜 용해도를 향상시켰다. 이어서, 1% OA (1%, w/w)를 계면활성제 용액에 첨가하고, 1분 동안 균질화시켰다. Tween 80 (10%, w/w 건량 기준)만을 갖는 코팅 조성물을 또한 양성 대조군으로서 제조하였다. CNF-기반 에멀젼 코팅 조성물의 경우, 0.3% CNF를 계면활성제 및/또는 OA (CNFA: 0.03% Tween 80 단독, CNFB: 1% Tween 80과 1% OA, 및 CNFC: 1% SEFA와 1% OA)와 혼합하고, 1분 동안 균질화시켰다 (Polytron PT10-35, Luzernerstrasse, Switzerland). CNC-강화된 키토산 에멀젼 코팅 조성물의 경우, 2% 키토산 (w/w)을 1% 아세트산 용액 (w/v)에 용해시키고, 0.2% CNC 및 0.4% 글리세롤로 1분 동안 균질화시켰다. 제조된 코팅 조성물을 계면활성제 및/또는 OA (CNCA: 0.2% Tween 80 단독, CNFB: 1% Tween 80과 1% OA, 및 CNFC: 1% SEFA와 1% OA)와 혼합하고, 3분 동안 균질화시킨 다음, 자기-설치 물 유동 진공 시스템 (self-build water flow vacuum system)을 사용하여 탈기시켰다.
과일 표면에 코팅물을 도포할 때, 3가지 상이한 코팅 도포 방법 (침지, 분무 및 침지)을 평가하였고, 과일 저장성에 대한 유의한 차이는 관찰되지 않았다. 과일 표면 위의 코팅물의 퍼짐성을 추가로 개선하기 위한 브러싱 방법이 사용되었다. 각 코팅 조성물을 페인트 브러시 (폭: 25 mm)를 사용하여 바나나 위에 수동으로 브러싱하여 균일한 코팅을 달성했다. 과일은 강제 기류 하에서 1시간 동안 건조시켰다. 비코팅된 과일과 코팅된 과일은 포장 없이 형광등 아래에서 주위 조건 (20 ± 2℃ 및 50 ± 5% RH)에서 10일 동안 저장했다. SemperfreshTM (Semp, 1.2%, w/w, Pace International, LLC, WA, USA)로 코팅된 과일을 양성 대조군으로 사용하였다. SemperfreshTM는 지방산의 수크로스 에스테르, 모노- 및 디-글리세라이드, 및 카복시메틸 셀룰로오스를 함유한 상업용 코팅 제품으로, 바나나를 비롯한 다양한 과일 및 채소 코팅에 사용되었다.
실시예 2
코팅 성능은 과일의 표면 특성과 관련된 코팅 제형의 습윤성에 크게 영향을받는다. 이전에는, 과일 표면과 코팅 습윤성의 상관 관계를 이해하기 위한 제한된 노력이 있었다. 본 실시예에서, 바나나 표면 상의 코팅 제형의 접촉각 (CA) 및 코팅 조성물의 퍼짐 계수 (spread coefficient) (Ws)뿐만 아니라 바나나 표면에 대한 코팅물의 충분한 접착력을 보장하기 위한 바나나 표면의 ST를 충족시키기 위한 코팅 조성물의 표면 장력 (ST)이 평가되었다.
CA는 면 접촉각 측정기가 장착된 비디오 접촉각 시스템 (FTA 32, First Ten Angstroms, Inc., USA)을 사용하여 결정되었다. 10 ㎕의 코팅 조성물을 10 mm 높이에서 바나나 표면의 수평 표면으로 떨어뜨렸다. CA는 퍼짐성에 대한 분산 시간의 영향을 제외한 모든 샘플에 대해 30초 후에 기록되었다. 코팅 조성물의 ST는 Du Nuoey 링 (CSC Scientific Co, Fairfax, VA)이 장착된 FTÅ 모델 T10 (First Ten Ångstroms, Portsmouth, VA)을 사용하여 결정되었다. 모든 데이터는 ST의 정상 상태에 도달하기 위해 5분 이내에 수집되었다. 코팅 조성물의 퍼짐성은 점착 계수 (Wa = γSV +γLV - γSL, 퍼짐에 영향을 미침) 및 응집 계수 (Wc = 2γLV, 수축에 영향을 미침)로부터 유도된 퍼짐 계수 (Ws = Wa - Wc)로서 계산되고 표시되었으며, 여기서, γSV, γSL, 및 γLV는 코팅 조성물의 계면 장력의 고체-증기, 고체-액체, 및 액체-증기를 나타낸다.
코팅된 과일 표면에 코팅 조성물의 충분하고 균일한 접착력을 보장하기 위해, 개발된 코팅 조성물의 ST는 그 과일 표면의 임계 ST (γC)보다 낮거나 근접해야 한다. 바나나 표면의 임계 ST는 기준 액체로 물, 포름 아미드 및 1-메틸 나프탈렌을 사용하여 만든 Zisman의 플롯에서 외삽하여 얻어졌다. 일부 구현예에서, 과일 표면의 임계 ST는 그 과일의 조직 및 조성에 좌우된다.
실시예 3
본 실시예에서, 코팅 조성물의 접촉각 (CA) 및 유도된 필름의 WVP를 결정하여 소수성을 측정하였다. 실리콘 웨이퍼의 표면 상에 코팅 조성물의 CA를 상기 언급된 동일한 방법을 사용하여 결정하였다. 코팅물은 개발된 코팅 조성물로부터 유래되었다. 간단히, 60 mL의 코팅 조성물을 150 mm 직경의 폴리스티렌 페트리 접시 (Falcon, PA, USA) 위에 균일하게 캐스팅하고, 실온에서 2일 동안 건조시켰다. 이어서, 유도된 코팅물은 측정 전 자체-조립된 챔버 (Versa, PA, USA) (Jung et al., 2016)에서 25℃ 및 50% RH에서 컨디셔닝되었다. 코팅물의 WVP는 ASTM 표준 E96-87 (ASTM 2000; Park & Zhao, 2004)에 기반한 컵 방법을 사용하여 측정하였다. 각 필름 샘플 (75×75 mm)을 11 mL의 증류수 (DI water)로 채운 뚜껑과 Plexiglas 시험 컵 (57×15 mm) 사이에 진공 그리스로 밀봉하고, 고무 밴드를 사용하여 밀봉 링을 단단히 닫았다. 시험 컵 조립체를 25℃ 및 50% RH에서 자체-조립된 챔버에 저장하고 6시간 동안 시간별로 칭량하였다. 데이터는 3회 반복의 평균값 및 표준 편차로보고되었다.
실시예 4
본 실시예에서, 비코팅된 (대조) 및 코팅된 과일 샘플의 바나나 껍질의 엽록소 함량, 중량 손실 (%) 및 시장성 (%)을 평가하여 과일의 저장성을 향상시키기 위해 코팅 조성물을 선택하는 과학적 근거로 사용했다. 18개 바나나를 무작위로 3개 그룹 (6 과일/그룹)으로 할당하였고, 각 그룹은 1회 반복으로 및 치료당 3회 반복으로 할당하였다. 바나나 껍질의 엽록소 함량은 DA 측정기 (Sinteleia, Bolonga, Italy)를 사용하여 측정되었고, 엽록소 분해율은 초기 엽록소 함량과 상이한 샘플링 시간 (1-10일)에서 엽록소 함량 변화로 보고되었다. 과일 중량 손실 (%)은 초기 중량과 상이한 샘플링 시간에서 중량 변화로 계산하고 100을 곱한 것이다. 과일의 시장성 (%)은 바나나 껍질에 갈색 반점이 있는지를 육안으로 관찰하여 결정되었는데 이 때 과일 껍질의 20%가 갈색 반점으로 덮일 때 과일이 시장성이 없는 것으로 간주되었다. 이어서, 시장성 (%)은 상이한 샘플링 시간 (1-10일)을 처리당 과일 총 수 (18 ea)로 나누고 100을 곱하여 계산하였다.
CNF, 올레산 및 SEFA (예를 들어, 특정 도면에 기재된 "CNFC" 코팅물)를 포함하는 코팅 구현예와 같은 셀룰로스 나노피브릴을 포함하는 코팅 조성물 구현예는 상기 측정된 파라미터에 기반하여 양호한 성능을 나타냈다. 그러한 코팅물은 새로운 과일 세트를 코팅하여 추가로 검증되었다. 비코팅 및 코팅된 (CNFC 및 Semp) 과일의 전분 분해, 견고성, 적정 산도 (TA) 및 총 가용성 고체 (TSS)를 평가하였고 상기 시험된 동일한 저장 조건 동안에 과일의 사진을 다양한 샘플링 시간 (0, 3, 7 및 10일)에서 취하였다. 펄프 전분 함량은 과일 숙성의 결과로서 전분의 당으로의 전환을 평가하기 위한 요오드 염색 방법을 사용하여 결정하였다. 요오드 용액은 2.5 g/L 요오드 및 10 g/L 요오드화칼륨을 사용하여 새롭게 제조되었다. 바나나의 횡단면 절단을 각 샘플링 시간에 5초 동안 요오드 용액에 침지시키고 각 처리에 대해 6개 과일로부터 무작위로 선택된 6개의 횡단면 절단을 육안으로 관찰하였다. 과일의 견고성은 10 mm/s의 속도로 7 mm 깊이의 P/6 스테인레스 강 실린더 탐침으로 개별 바나나를 관통시킨 조직 분석기 (TA-XT2 Texture Analyzer, Texture Technologies Corp., NY, USA)를 사용하여 최대 침투력 (N)으로 결정되었다. 각각의 개별 과일에 대해 상이한 위치에서 3회 측정은 처리당 1회 반복으로서 수행하였다. 평균값과 표준 편차는 6회 반복으로 보고되었다. TSS와 TA의 경우, 40 g의 바나나 과육을 블렌더 (Proctor Silex, NACCO Industry Inc., VA, USA)를 사용하여 160 mL의 DI 수와 혼합하였다. 혼합물을 2.5 ㎛의 기공 크기를 갖는 정량적 여과지 (Whatman, GE Healthcare Bio-Sciences, PA, USA)를 사용하여 여과하였다. 여액의 TSS는 굴절계 (RA250-HE, KEM, Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였다. 이어서, pH 측정기 (Orion 410A, Fisher scientific, MA, USA)와 디지털 적정기 (Brinkmann, TX, USA)를 사용하여 여액을 pH 8.3이 될때 까지 0.1 N NaOH로 적정하였다. TA는 숙성 바나나의 우세한 산으로서 말산의 동등한 백분율로서 보고되었다. 처리당 반복으로서 각 과일에 대해 1회 측정을 수행하였고, 평균값 및 표준 편차는 6회 반복으로 보고되었다.
실시예 5
본 실시예에서, 효과적인 코팅의 메커니즘을 이해하기 위해 비코팅된 과일 및 코팅된 과일의 과일 생리 활성 및 표면 특성을 조사하였다.
바나나의 호흡 (O2 및 CO2)과 에틸렌 생성은 화염 이온화 검출기 (FID, 에틸렌 및 CO2) 및 열전도 검출기 (TCD, O2)가 있는 가스 크로마토그래프 (GC-2014, Greenhouse gas analyzer, Shimadzu, Japan)를 사용하여 측정되었다. 5개의 바나나를 무작위로 선택하고 칭량하고 샘플링 헤드스페이스 가스용 10 mm 고무 격막을 갖는 뚜껑이 달린 1.5 L의 기밀 유리 단지 내에 넣고 주위 온도 (20±2℃)에서 저장하였다. O2 및 CO2 생성은 24 시간 후에 모니터링하는 한편, 에틸렌 생성은 적은 양의 에틸렌 생성으로 인해 48시간 후에 측정되었다. 각 단지에 대해, 기밀 주사기 (Series A, Valco Instrument Co., USA)를 사용하여 1 mL의 헤드스페이스 가스를 수집한 다음, 3종류의 충전 컬럼이 장착된 GC에 주입했다: 80/100 HAYESEP D, 8/100 HAYESEP N 및 60/80 분자 체 컬럼 (Supelco, Bellefonte, PA, USA). 헬륨은 350 kPa의 압력 및 21.19 mL min-1의 유속에서 캐리어 가스로서 적용되었다. 인젝터, 컬럼 및 FID 검출기의 온도는 각각 150℃, 90℃ 및 250℃로 설정되었다. O2, CO2 및 에틸렌 표준 가스는 Air Liquide (Scott, PA, USA)에서 구입하였고 GC 솔루션 소프트웨어 (Shimadzu, Japan)를 사용하여 O2, CO2 및 에틸렌의 양을 계산했다.
도 1에 도시된 바와 같이, 코팅물은 변형된 대기 조건을 생성함으로써 과일의 에틸렌 생합성 경로에 영향을 줄 수 있다. ACC는 S-아데노실 메티오닌 (SAM)으로부터 ACC의 합성을 촉매하는 효소로서 에틸렌 및 ACS 활성의 전구체로서 측정되었다.
ACC 및 ACS를 측정하기 위해, 바나나 과육 샘플을 상이한 샘플링 시간 (0, 3, 7, 10일)에 수집하고 분석하기 전에 -80℃에서 보관했다. ACC 추출을 위해, 10 m의 9% TCA에 2 g의 갓 해동한 바나나 과육을 60초 동안 균질화하고 4℃에서 24시간 동안 항온처리했다. 추출물을 10,000 × g에서 30분 동안 원심분리하고, 상등액을 1N NaOH로 pH 7-8로 조정하였다. 2개의 샘플 반응 혼합물을 500 ㎕의 상등액, 100 ㎕의 10 mM HgCl2 (100 100 ㎕), 및 캡이 달린 10 mL 바이알에 300 ㎕의 DI 수로 준비했다. 이들 중 하나는 내부 표준 ACC (50 ㎕의 0.05 mM ACC)를 사용하여 스파이크시켰다(spiked). 이들 둘 다는 ACC를 에틸렌으로 가수분해하기 위해 100 ㎕의 포화 NaOH 및 5.25% NaOCl을 첨가한 후에 4℃에서 3분 동안 항온처리하였다. 이어서, 에틸렌 측정을 위해 5 mL의 가스 샘플을 채취하고 GC를 사용하여 정량화했다. ACC 농도는 새로운 샘플을 pmol/g으로 표시했다.
ACS를 측정을 위해, 5 g의 갓 해동한 바나나 과육을 100 mM N-(2-하이드록시에틸) 피페라진-N'-3-프로판설폰산 (EPPS), 0.5 μM 피리독살 포스페이트, 및 4 mM 디티오트레이톨 (DTT)을 갖는 10 mL의 완충액으로 60초 동안 균질화시키고, KOH를 사용하여 pH 8.5로 조정하였다. 추출물을 10,000 × g에서 30분 동안 원심분리하고, 상등액을 2 mM EPPS, 0.2 μM 피리독살 포스페이트 및 0.1 mM DTT를 함유하는 투석 완충액 (pH 8.5) 중에서 4℃에서 밤새 여막분석하였다. 마찬가지로, 400 ㎕의 효소 용액, 50 ㎕의 600 mM EPPS (pH 8.5) 및 90 ㎕의 DI 수를 함유하는 2개의 반응 혼합물을 캡이 있는 10 mL 바이알에 넣었다. 이들 중 하나는 내부 표준 ACC (50 ㎕의 0.05 mM ACC)를 사용하여 스파이크시켰다. 60 ㎕의 0.5 mM SAM을 첨가한 후에, 두 반응 혼합물을 30℃에서 3시간 동안 항온처리한 다음, 100 ㎕의 10 mM HgCl2 및 200 ㎕의 DI 수와 혼합하였다. 100 ㎕의 포화 NaOH 및 5.25 % NaOCl을 첨가하여 반응 혼합물을 최종적으로 가수분해하였다. 이어서, 4℃에서 3분 동안 항온처리한 후 5 mL의 헤드스페이스 가스를 수집하고, GC를 사용하여 에틸렌 생성을 측정하였다. ACS 활성은 pmol 에틸렌/g 신선한 샘플로 표시했다.
실시예 6
본 실시예에서, 주사 전자 현미경 (SEM) (FEI Quanta 600, Cressington Scientific Instruments Ltd., UK)에 의해 바나나의 표면 형태에 대한 코팅물의 효과가 평가되었다. 비코팅된, Semp-코팅된, 및 CNFC-코팅된 바나나 껍질을 5 mm 조각으로 절단하고 변형된 Karnovsky 정착액에 2시간 동안 두었다. 샘플을 0.1 M 나트륨 카코딜레이트 완충액으로 헹구고 각 10-15 분 단계별 일련의 아세톤 (10%, 30, 50, 70, 90, 95, 100-100%)에서 탈수시켰다. 샘플을 EMS 850 임계점 건조기에서 건조시키고, SEM 시료대 (stub)상에서 껍질 부위를 위로하여 금과 팔라듐으로 코팅하였다. 디지털 이미지는 5 kV의 가속 전압에서 획득되었다.
두 가지 처리 요소 (코팅 매트릭스 유형: CNF 및 CNC-강화된 키토산, 에멀젼의 유형: Tween 80 단독, Tween 80과 OA, 및 SEFA와 OA)를 고려한 완전 무작위 2 요인 설계 (two factorial design)가 코팅 조성물 및 유도된 코팅물의 성능을 분석하기 위해 적용되었다. PROC GLM은 SAS 프로그램 (SAS v 9.2, The SAS Institute, USA)을 사용하여 각 요소 사이의 유의한 차이점과 상호작용을 확인하는 데 사용되었으며, 다중 비교를 위해 사후 (post-hoc) 최소 유의차 (LSD: least significant difference)가 사용되었다. 모든 측정은 3회 실시되었으며 결과는 P <0.05에서 유의한 차이가 있는 것으로 간주되었다.
이어서, 바나나의 내부 과일 품질, 생리 활성 및 표면 특성에 대한 추가의 심층 연구를 위해 단일 처리 요소 (코팅 조성물의 유형: 비코팅된, Semp-코팅된 및 CNFC-코팅된)를 사용하여 완전히 무작위로 설계되었다. 모든 측정은 중복 또는 3회 수행하였다. 일원 ANOVA를 수행하여 처리 간의 유의한 차이를 확인하고 통계 소프트웨어 (SAS v 9.2, The SAS Institute, USA)를 사용하여 사후 LSD를 수행하였다. 결과는 P <0.05에서 유의한 차이가 있는 것으로 간주되었다.
실시예 7
수분 손실을 줄이고 수확후 호흡을 조절하기 위한 과일 코팅물의 효과는 과일 표면에 코팅 조성물의 충분한 습윤성 및 접착력 및 형성된 코팅물의 소수성에 달려있다. 본 실시예에서, 코팅 조성물의 습윤성 및 소수성은, 과일 표면 상의 코팅 조성물의 습윤성 (접촉각 및 퍼짐 계수) 및 코팅 조성물의 표면 장력 (ST)과 과일 표면의 임계 ST, 소수성 실리카 웨이퍼에 대한 코팅 조성물의 소수성 (접촉각) 및 유도된 코팅물의 WVP와의 상관 관계를 측정함으로써 평가되었다.
코팅 조성물에 혼입된 에멀젼의 유형은 바나나 표면 상의 CA에 유의한 (P <0.05) 영향을 미치고, 이는 Tween 80 단독 (44.8°)보다 OA/Tween 80 (36.8°) 또는 OA/SEFA (31.2°)를 함유하는 코팅 조성물에서 낮은 CA를 나타낸다 (표 2). 코팅 조성물의 퍼짐 계수 (WS)는 에멀젼이 없는 것 (CNCA 및 CNFA)보다 유화된 코팅 조성물 (CNCB, CNCC, CNFB 및 CNFC)에서 보다 높은 WS를 갖는 코팅 매트릭스와 에멀젼 유형 사이의 상호작용 효과에 의해 유의하게 (P<0.05) 영향을 받았다. ST의 경우, 두 가지 처리 요소 (코팅 매트릭스 및 에멀젼)는 코팅 조성물의 ST에 유의한 (P <0.05) 상호작용 효과를 가지며, 이는 모든 처리 중 CNCC 및 CNFC 코팅 조성물 (26.0 mM/m 및 25.4 mM/m)에서 가장 낮은 ST를 나타내었다 (표 2). 이러한 결과는 유화된 코팅 조성물이 세포벽에서 커틴 및 왁스를 구성하는 소수성 바나나 표면으로의 코팅물의 습윤성을 개선시킨다는 것을 지지했다. 또한, 개발된 코팅 조성물의 ST는 Zisman 플롯에서 유래된 과일 표면의 임계 ST보다 낮았으며 35.2 mN/m로 이는 바나나 표면이 낮은 표면 에너지 (<100 mN/m)를 가짐을 나타낸다 (도 1). 많은 과일 표면은 천연 왁스 층의 존재로 인해 표면 장력이 낮다. 이 자연 왁스 층은 과일을 보호하면서, 과일 표면에 균일하게 부착될 수성 코팅물의 높은 습윤성에 대한 필요성을 야기할 수 있다. 과일 표면에 코팅물의 습윤성을 향상시킬려면 코팅 조성물의 ST는 과일 표면의 임계 ST에 가깝거나/가깝고 이보다 낮아야 한다. 상기 결과는 CNFA를 제외하고 본 실시예로부터 개발된 모든 코팅 조성물이 바나나 표면의 임계 ST보다 ST가 낮아서 바나나 표면 상에 코팅물의 충분한 접착성을 보장함을 지지했다.
소수성과 관련하여, OA/SEFA를 갖는 코팅 조성물은 OA/Tween 80 (표 2)보다 소수성 실리콘 웨이퍼 상에 유의하게 (P <0.05) 낮은 CA를 가지며, 이는 Tween 80과 비교하여 보다 소수성인 SEFA에 기인할 수 있어서 코팅물의 오일-물 계면 장력을 감소시키고 소수성을 개선시킨다. 한편, 코팅 매트릭스 및 혼입된 에멀젼의 유형은, CNFC 필름의 WVP (0.03 g mL/m2 d Pa)가 모든 코팅 조성물 중에서 가장 낮은 값을 갖는 유도된 코팅물의 WVP에 유의한 (P <0.05) 영향을 미치는데 이는 수분 장벽이 탁월함을 나타낸다 (표 2). 단일 이론으로 제한되지 않고, 현재 OA/SEFA 에멀션 시스템은 CNC-강화된 키토산 코팅물과 비교하여 약간의 표면 전하 및 가요성 구조로 연속 CNF 상에 잘 분산되어 소수성 CNF 에멀젼 매트릭스를 통해 수분 확산을 방지할 수 있다고 여겨진다. CNC-강화된 키토산 매트릭스는 양으로 하전된 키토산과 음의 표면 전하의 CNC 사이의 정전기적 상호작용으로 인한 감소된 표면 전하 및 연속 상의 높은 결정성에 의해 나타낸 바와 같은 OA/SEFA 에멀젼 시스템과의 상용성이 떨어질 수 있다. 따라서, CNF-기반 코팅 매트릭스에서 OA 및 SEFA로 구성된 에멀젼 시스템은 개선된 수분 장벽 기능을 갖는 소수성 코팅물을 유도할 수 있다.
실시예 8
주변 저장 10일 동안의 바나나의 엽록소 분해, 중량 감소 및 시장성에 대한 코팅 조성물의 효과는 도 2a-2c에 보고되어 있다. CNFC 코팅물은 모든 코팅 조성물 중에서 바나나 껍질의 최소 및 가장 낮은 엽록소 분해를 초래하였다 (도 2a). CNFC 코팅물은 또한 비코팅된 (~ 24%) 및 다른 처리 (~ 19-23%)와 비교하여 주변 저장 10일 말미에 과일의 최저 중량 손실 (~ 17%)을 유발했다 (도 2b). 또한, CNFC는 저장 기간 동안 다른 코팅 조성물에 비해 가장 높은 과일 시장성을 유지하였다 (도 2c). 비코팅된 (대조군) 과일의 약 50%는 저장 5일 후에 시장성을 잃었으며, 반면 CNFC-코팅된 과일의 약 90%는 8일의 저장에 여전히 시장성이 있었다. 단일 이론으로 제한되지 않고, 현재 CNFC 코팅물의 효율성은 과일 표면과 밀접하게 상호작용하여 균일한 코팅 범위와 우수한 수분 장변을 제공함으로써 수분 손실을 방지하고 엽록소 분해를 감소시키고 저장 동안 과일의 시장성을 개선시키는 CNF 코팅 매트릭스의 잘 분산된 OA/SEFA 에멀션 시스템 때문인 것으로 여겨진다.
실시예 9
본 실시예에서, 비코팅된, Semp-코팅된, 및 CNFC-코팅된 과일은 주변 저장 동안 바나나의 생리 활성 (도 3a-3d) 및 표면 특성 (도 4a-4d)에 대한 이들의 효과에 대해 추가로 연구되었다. CNFC 코팅물은 비코팅된 (4.41 ppm/g) 및 Semp-코팅된 과일 (2.38 ppm/g)과 비교하여 과일의 에틸렌 생성 (0.82 ppm/g)을 상당히 감소시켰다 (도 3a). CNFC-코팅된 과일은 또한 비코팅된 과일과 비교하여 낮은 CO2 및 높은 O2를 함유하는 반면, Semp-코팅된 과일과 유사한 CO2 및 O2를 가졌다 (도 3b). 과일 호흡 (O2 및 CO2)과 에틸렌 생성은 저장 기간 동안 숙성과 노화의 변화를 추적하는 주요 생리적 지표이다. 이들 데이터는 CNFC 코팅물이 과일 내부에 변형된 내부 대기를 형성하여 바나나의 호흡과 에틸렌 생성을 억제함으로써 과일 숙성과 노화를 지연시킨다는 것을 지지했다.
수확후 전환기성 과일은 자가촉매적 에틸렌 생합성을 통해 에틸렌을 생성하는데, 이때 에틸렌의 전구체는 ACC이며 SAM으로부터 ACC를 합성하는 촉매 효소는 ACS이다 (도 1). 도 3c에 나타낸 바와 같이, CNFC 코팅물로 인해 비코팅된 및 Semp-코팅된 과일과 비교하여 과일의 ACC 농도가 유의하게 높았다. 이 결과는 CNFC 코팅물이 ACC의 에틴렌으로의 제한된 가수분해로 과일에 축적된 ACC로 적은 에틸렌 생성을 발생시키는 과일의 내부 대기를 변형시켰음을 나타냈다. 이 결과는 비코팅된 및 Semp-코팅된 과일과 비교하여 CNFC-코팅된 과일의 낮은 에틸렌 생성과 일치하였다 (도 3b). 한편, ACS 활성은 저장 0일 째에 정점에 이르렀으며, 저장 처음 4-5일 동안 점진적으로 감소했지만, 나머지 저장 동안 CNFC 및 Semp-코팅된 과일에 대해서는 다시 증가했다 (도 3d). 초기의 보다 높은 ACS 활성은 얻어진 과일 샘플의 후속하는 껍질 황변의 개시와 관련될 수 있다. 현지 시장에서 얻은 바나나 과일이 이미 현지 상점 이전에 후속 껍질 황변의 시작에 도달했을 가능성이 있다. Semp 및 CNFC-코팅된 과일의 저장 7일 후의 증가된 ACS 활성은 과일의 연기된 숙성 단계에서 지연된 숙성과 관련이 있을 수 있다. CNFC 코팅물은 Semp 코팅물보다 과일 ACS 활성이 낮아 숙성 과정이 느려졌다. 따라서, CNFC 코팅물은 에틸렌 및 CO2의 생성이 적고 ACS 활동이 적어서 과일 숙성을 지연시킴에 의해, 나타낸 바와 같이 바나나의 생리 활성을 조절할 수 있다.
SEM 분석을 통한 과실 표면 특성에 대한 코팅물의 영향이 도 4a-5c에 예시되어 있다. CNFC 코팅물 (도 4c)은 표피 세포 중 절단 없이 과피 표면을 균일하게 덮는 반면, 비코팅된 (도 4a) 및 Semp-코팅된 과일 (도 4b)에 대해서는 세포 사이의 균열 및/또는 절단이 나타났다. 이 불충분한 커버리지는 잠재적으로 수분 손실, 호흡 및 곰팡이 침입을 가속화할 수 있다. 또한, CNFC-코팅된 과일의 표피 세포의 크기와 모양은 도 4c에서 표시된 바와 같이 변경되었는데 이는 섬유상 CNF 매트릭스와 바나나 껍질의 표피 세포 사이의 상호작용으로부터 초래될 수 있다. 따라서, 과일의 표면 형태는 섬유상, 소수성 CNFC 코팅물이 효과적인 코팅 성능을 제공하기 위해 바나나 표면과 잘 연관될 수 있음을 더 보장한다.
실시예 10
본 실시예에서, 유효성 연구는 비코팅된, Semp-코팅된 및 CNFC-코팅된 과일에 대해 수행되었다. 과일의 시각적 외관을 주변 저장 3일, 7일 및 10일 째에 모니터링하였다 (도 5a). 바나나의 녹색-황색 수명 (저장 0-3일) 동안, Semp (도 5a의 중간 이미지) 및 CNFC (도 5a의 우측 이미지) 코팅물 모두 엽록소 분해를 느리게하였다. 노란-갈색 수명 (저장 기간 7-10일) 동안, CNFC 코팅물은 비코팅된 및 Semp-코팅된 코팅물과 비교하여 과일 표면의 갈색점 발생률을 더욱 감소시켰다. 황색 단계에서, 바나나 과일이 계속해서 익어지면 폴리페놀 옥시다제 (PPO)의 존재는 페놀이 퀴닌으로 변화하고 중합에 의해 매크로분자가 증가하여 갈색 안료의 축적을 초래한다. CNFC 코팅물은 바나나 숙성과 노화를 지연시켜 과일의 황색 단계에서 효소 갈변을 감소시켰다.
전분 시험은 비코팅된 및 Semp-코팅된 과일과 비교하여 요오드 반응으로부터 교차 컷 과일 표면에 더 진한 청색/흑색에 의해 반영된 것처럼 CNFC-코팅된 바나나에서 높은 전분 함량을 보여주었다. 3일 및 7일 저장 째에 TSS로부터 유사한 경향이 관찰되었으며, CNFC 코팅물이 비코팅된 및 Semp-코팅된 과일과 비교하여 과일의 TSS가 가장 낮음을 보여주었다 (도 5a). 이러한 결과는 전분 가수분해 및 용해성 당으로의 전환을 방지함으로써 CNFC 코팅이 바나나 숙성을 지연시킨다는 것을 입증했다. 한편, CNFC-코팅된 바나나의 TSS는 10일 저장 째에 비코팅된 바나나의 TSS와 유의한 차이가 없었으며 이는 저장 동안 바나나에서 적절한 숙성 과정이 계속되었음을 나타낸다. 이 결과는 7일간 저장 후에 증가된 ACS 활성에 의해 지지되었는데, 이는 CNFC-코팅된 바나나에서 적절한 숙성이 계속되었음을 나타낸다.
Semp-코팅된 바나나와 CNFC-코팅된 바나나 둘 다가 3일 및 7일 저장 째에 비코팅된 샘플보다 높은 견고성 유지했다 (도 5b). 견고성은 바나나 과일의 숙성 단계와 품질을 결정하는 중요한 파라미터이다. 숙성 동안, 펙틴에스테라제 및 폴리갈락투로나제는 펙틴과 전분을 가수분해하여 세포벽 구조의 파괴와 악화를 유도하여 차례로 과일을 부드럽게 한다. 상기 보고되고 논의된 결과에 근거하여, 바나나 껍질의 CNF와 표피 세포 사이의 상호 작용을 통해 과일 표면 상에 균일한 표면 커버리지를 갖는 CNFC 코팅물은 코팅된 과일의 생리 활성 및 숙성을 지연시킬 수 있었고, 따라서 저장 동안 과일 견고성을 유지할 수 있었다.
CNFC 코팅물은 3일 및 7일 저장 째에 비코팅된 및 Semp-코팅된 과일과 비교하여 과일의 가장 낮은 가용성 고체 함량을 초래했다 (도 5c). 가용성 고체 함량은 전분이 숙성 동안 가용성 당으로 가수분해되기 때문에 과일 숙성의 좋은 지표이다. 가용성 고체 함량 데이터는 CNFC 코팅물이 Semp 코팅과 비교하여 과일 숙성을 더 지연시켰음을 입증했다. 한편, CNFC 코팅된 바나나의 가용성 고체 함량은 10일 저장 째에 비코팅된 바나나와 유의한 차이가 없었고 이는 저장 동안 바나나에서 적절한 숙성 과정이 계속되었음을 나타낸다. 이 결과는 7일 저장 후에 증가된 ACS 활성에 의해 지지되었는데, 이는 CNFC-코팅된 바나나에서 적절한 숙성이 계속되었음을 나타낸다.
CNFC 코팅된 과일의 TA는 10일 저장 동안 비코팅된 과일과 Semp-코팅된 과일보다 유의하게 (P <0.05) 높았다 (도 5d). CNFC 코팅물은 과일의 조절된 생리 활성으로 인해 저장 동안 호흡 과정의 주요 기질로서 유기산의 소비를 감소시킨 것으로 추정되었다. 유효성 연구는 CNFC 코팅물이 숙성을 지연시키고 품질 저하를 지연시키며 주변 저장 동안 수확후 바나나의 저장성을 연장시키는데 효과적이라는 것을 확인했다.
실시예 11
본 실시예에서, 주변 저장에서의 다양한 과일의 외관 및 선택된 품질 파라미터에 대한 CNF 에멀젼 코팅물의 영향을 조사하였다. 결과는 도 6에 나타내었으며, 대조군과 코팅된 과일 사이에 상이한 위첨자가 뒤따르는 평균값은 유의하게 상이하고 (P <0.05), WL은 중량 감소이다
실시예 12
본 실시예에서, 셀룰로오스 나노피브릴, 및 올레산과 지방산의 수크로스 에스테르를 포함하는 에멀젼 시스템을 포함하는 코팅 조성물을 사용하여 망고를 코팅하였다. 상기 망고를 주위 조건에서 12일의 저장 동안 저장하였다. 코팅물 적용은 녹색 상태를 연장시키고 과일의 저장성을 개선시키는 것으로 나타났다 (도 7 참조).
실시예 13
비코팅된 과일과 코팅된 과일은 중량 손실, 견고력, 총 가용성 고체 (TSS) 및 적정 산도 (TA)를 12일 저장 째에 측정하였다. 유의한 (P <0.05) 차이만이 TA에 대해 관찰되었으며, 비코팅된 과일보다 본원에 개시된 코팅 구현예가 있는 과일에서 더 높은 것으로 나타났다. 보다 높은 TA는 과일 숙성이 지연되었음을 나타낼 수 있다. 결과는 하기 표 3에 제공된다.
실시예 14
본 실시예에서, CH-혼입된 CNF로 제조된 필름은 고기를 분리하기 위한 필름으로서의 용도로 평가되었다. 일관되게, CH-혼입된 CNF 필름 (20% w/w at 68 kDa 및 287 kDa에서 건량 기준 CH를 20% w/w 포함함)은 CH가 없는 CNF 필름보다 액체 흡착이 유의하게 낮았으며 (낮은 WA 값) 이는 CH-혼입된 CNF 필름의 향상된 내수성을 나타낸다. 이러한 결과 (도 8a 및 8b 참조)는 CH-혼입된 CNF 필름이 높은 수분 조건에 대해 내구성이 있으므로 층상 제품 간의 수분 이동을 방지하기 위해 분리 시트로서 높은 수분 표면 음식에 잠재적으로 적용될 수 있음을 입증하였다. 대조군 (CNF만을 포함함) 이외의 모든 필름은 0.5% (습량 기준 중 w/w 물) CNF 및 10% (건량 기준 중 w/w 키토산) 글리세롤을 혼입하여 제조하였다.
본 개시물의 원리들이 적용될 수 있는 많은 가능한 구현예들을 고려하여, 예시된 구현예는 단지 바람직한 예일 뿐이며 본 개시물의 범위를 제한하는 것으로 받아 들여서는 안된다는 것을 인지해야 한다. 오히려, 범위는 다음 청구범위에 의해 한정된다. 따라서 본 발명자들은 이들 청구항의 범위와 취지에 나오는 모든 것을 우리의 발명으로 주장한다.

Claims (35)

  1. 코팅 조성물로서,
    습량 기준(wet basis) 0.1% w/w 내지 습량 기준 1% w/w 범위의 양의 세룰로오스 나노물질; 및
    상기 세룰로오스 나노물질 내 분산된 하나 이상의 에멀젼 액적을 포함하고,
    여기서, 상기 세룰로오스 나노물질의 일부는 세룰로오스 마이크로피브릴, 세룰로오스 마이크로결정, 또는 이의 조합을 포함하고,
    여기서, 상기 하나 이상의 에멀젼 액적은 지방산 성분 및 지방산 성분의 수크로스 에스테르를 포함하고,
    여기서, 상기 지방산 성분은 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 5% w/w 범위의 양으로 존재하며, 상기 지방산 성분의 수크로스 에스테르는 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 2% w/w 범위의 양으로 존재하고,
    여기서, 상기 지방산 성분의 수크로스 에스테르는 하나 이상의 에멀젼 액적의 외부 친수성 영역을 형성하고, 상기 지방산 성분은 하나 이상의 에멀젼 액적의 내부의 소수성 영역을 형성하는, 코팅 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 세룰로오스 나노물질은 세룰로오스 나노피브릴을 포함하는, 코팅 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 세룰로오스 나노피브릴은 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 0.5% w/w 범위의 양으로 존재하는, 코팅 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 세룰로오스 나노물질은 세룰로오스 나노결정을 포함하는, 코팅 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 세룰로오스 나노결정은 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 1% w/w 범위의 양으로 존재하는, 코팅 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 세룰로오스 나노물질의 일부가 세룰로오스 마이크로피브릴을 포함하는, 코팅 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 지방산 성분은 올레산, 카프르산, 라우르산, 리놀레산, α-리놀렌산, 팔미트산, 스테아르산, 아라키드산, 및 이들의 임의의 조합물인, 코팅 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 기능제, 가소제, 또는 이들의 조합물을 추가로 포함하는, 코팅 조성물.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 기능제가 키토산인, 코팅 조성물.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 가소제가 글리세롤인, 코팅 조성물.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 조성물은 기능제 및 가소제를 포함하며, 상기 기능제는 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 2% w/w 범위의 양으로 존재하며, 상기 가소제는 습량 기준 0.02% w/w 내지 습량 기준 1% w/w 범위의 양으로 존재하는, 코팅 조성물.
  12. 코팅 조성물로서,
    습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 1% w/w 범위의 양의 세룰로오스 나노물질; 및
    상기 세룰로오스 나노물질 내 분산된 하나 이상의 에멀젼 액적을 포함하고,
    여기서, 상기 세룰로오스 나노물질의 일부는 세룰로오스 마이크로피브릴, 세룰로오스 마이크로결정, 또는 이의 조합을 포함하고,
    여기서, 상기 하나 이상의 에멀젼 액적은 올레산 및 지방산 성분의 수크로스 에스테르를 포함하고,
    여기서, 상기 올레산은 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 5% w/w 범위의 양으로 존재하며, 상기 지방산 성분의 수크로스 에스테르는 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 2% w/w 범위의 양으로 존재하고,
    여기서, 상기 지방산 성분의 수크로스 에스테르는 하나 이상의 에멀젼 액적의 외부 친수성 영역을 형성하고, 상기 올레산은 하나 이상의 에멀젼 액적의 내부의 소수성 영역을 형성하는, 코팅 조성물.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 세룰로오스 나노물질은 세룰로오스 나노피브릴을 포함하는, 코팅 조성물.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 세룰로오스 나노물질의 일부는 세룰로오스 마이크로피브릴을 포함하는, 코팅 조성물.
  15. 코팅 조성물로서,
    습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 1% w/w 범위의 양의 세룰로오스 나노물질; 및
    상기 세룰로오스 나노물질 내 분산된 하나 이상의 에멀젼 액적을 포함하고,
    여기서, 상기 세룰로오스 나노물질의 일부는 세룰로오스 마이크로피브릴, 세룰로오스 마이크로결정, 또는 이의 조합을 포함하고,
    여기서, 상기 하나 이상의 에멀젼 액적은 (i) 지방산 성분 및 (ii) 지방산 성분의 수크로스 에스테르를 포함하고,
    여기서, 상기 지방산 성분은 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 2% w/w 범위의 양으로 존재하며,
    기능제를 포함하는, 코팅 조성물.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 세룰로오스 나노물질은 세룰로오스 나노결정을 포함하는, 코팅 조성물.
  17. 청구항 15에 있어서, 상기 세룰로오스 나노물질의 일부는 세룰로오스 마이크로피브릴을 포함하는, 코팅 조성물.
  18. 청구항 15에 있어서, 상기 기능제는 키토산인, 코팅 조성물.
  19. 0% 초과 내지 10%의 수분;
    세룰로오스 나노물질; 및
    상기 세룰로오스 나노물질 내에 분산된 하나 이상의 에멀젼 액적을 포함하는 실질적으로 건조된 코팅물로,
    여기서, 상기 세룰로오스 나노물질의 일부는 세룰로오스 마이크로피브릴, 세룰로오스 마이크로결정, 또는 이의 조합을 포함하고,
    여기서, 상기 하나 이상의 에멀젼 액적은 지방산 성분과 지방산 성분의 수크로스 에스테르를 포함하고,
    여기서, 상기 지방산 성분의 수크로스 에스테르는 하나 이상의 에멀젼 액적의 외부 친수성 층을 형성하고, 상기 지방산 성분은 하나 이상의 에멀젼 액적의 내부 소수성 영역을 형성하는, 실질적으로 건조된 코팅물.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 건조된 코팅물이 0% 초과 내지 10%의 수분을 포함할 때, 상기 세룰로오스 나노물질이, 건량 기준 1% w/w 초과 내지 건량 기준 84% w/w 미만의 범위의 양으로 존재하는, 실질적으로 건조된 코팅물.
  21. 청구항 19에 있어서, 상기 건조된 코팅물이 0% 초과 내지 10%의 수분을 포함할 때, 상기 지방산 성분은 건량 기준 2% w/w 초과 내지 건량 기준 97% w/w 미만의 범위의 양으로 존재하는, 실질적으로 건조된 코팅물.
  22. 청구항 19에 있어서, 상기 건조된 코팅물이 0% 초과 내지 10%의 수분을 포함할 때, 상기 지방산 성분의 수크로스 에스테르는 건량 기준 1% w/w 초과 내지 건량 기준 91% w/w 미만의 범위의 양으로 존재하는, 실질적으로 건조된 코팅물.
  23. 청구항 19에 있어서, 상기 세룰로오스 나노물질은 세룰로오스 나노피브릴을 포함하는, 실질적으로 건조된 코팅물.
  24. 청구항 19에 있어서, 상기 세룰로오스 나노물질의 일부는 세룰로오스 마이크로피브릴을 포함하는, 실질적으로 건조된 코팅물.
  25. 청구항 19에 있어서, 상기 세룰로오스 나노물질이 세룰로오스 나노결정을 포함하는, 실질적으로 건조된 코팅물.
  26. 청구항 19 내지 25 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 건조된 코팅물이 0% 초과 내지 10%의 수분을 포함할 때, 건량 기준 1% w/w 초과 내지 건량 기준 91% w/w 미만의 범위의 양으로 존재하는 키토산을 추가로 포함하는, 실질적으로 건조된 코팅물.
  27. 청구항 19 내지 25 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 건조된 코팅물이 0% 초과 내지 10%의 수분을 포함할 때, 건량 기준 0.2% w/w 초과 내지 건량 기준 77% w/w 미만의 범위의 양으로 존재하는 글리세롤을 추가로 포함하는, 실질적으로 건조된 코팅물.
  28. 청구항 1 내지 18 중 어느 하나의 항의 코팅 조성물로부터 형성된 코팅물을 포함하는 식물 일부.
  29. 청구항 19 내지 25 중 어느 하나의 항의 실질적으로 건조된 코팅물을 포함하는, 식물 일부.
  30. 청구항 25에 있어서, 상기 식물 일부가 열대 과일인, 식물 일부.
  31. 청구항 25에 있어서, 상기 식물 일부는 바나나, 파파야, 아보카도, 멜론, 또는 망고인, 식물 일부.
  32. 코팅 조성물로 식물 또는 식물 일부를 코팅하거나 또는 실질적으로 코팅하는 것을 포함하는 코팅 방법으로서,
    상기 코팅 조성물은 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 1% w/w 범위의 양의 세룰로오스 나노물질; 및
    상기 세룰로오스 나노물질 내에 분산된 하나 이상의 에멀젼 액적을 포함하고,
    여기서, 상기 세룰로오스 나노물질의 일부는 세룰로오스 마이크로피브릴, 세룰로오스 마이크로결정, 또는 이의 조합을 포함하고,
    상기 하나 이상의 에멀젼 액적이 지방산 성분과 지방산 성분의 수크로스 에스테르를 포함하며, 여기서 상기 지방산 성분이 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 5% w/w 범위의 양으로 존재하며, 상기 지방산 성분의 수크로스 에스테르가 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 2% w/w 범위의 양으로 존재하며, 여기서 상기 지방산 성분의 수크로스 에스테르가 하나 이상의 에멀젼 액적의 외부 친수성 층을 형성하고, 상기 지방산 성분은 하나 이상의 에멀젼 액적의 내부 소수성 영역을 형성하는, 코팅 방법.
  33. 청구항 32에 있어서, 상기 세룰로오스 나노물질의 일부가 세룰로오스 마이크로피브릴인, 코팅 방법.
  34. 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 1% w/w 범위의 양의 세룰로오스 나노물질; 및
    상기 세룰로오스 나노물질 내 분산된 하나 이상의 에멀젼 액적을 포함하는 코팅 조성물로,
    여기서, 상기 세룰로오스 나노물질의 일부는 세룰로오스 마이크로피브릴, 세룰로오스 마이크로결정, 또는 이의 조합을 포함하고,
    여기서 상기 하나 이상의 에멀젼 액적이 지방산 성분과 지방산 성분의 수크로스 에스테르를 포함하고, 여기서 상기 지방산 성분이 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 5% w/w 범위의 양으로 존재하며, 상기 지방산 성분의 수크로스 에스테르가 습량 기준 0.1% w/w 내지 습량 기준 2% w/w 범위의 양으로 존재하는, 코팅 조성물.
  35. 청구항 34에 있어서, 상기 세룰로오스 나노물질의 일부가 세룰로오스 마이크로피브릴인, 코팅 조성물.



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