基于生物聚合物的易腐产品的保存制造技术

本文中公开了基于生物聚合物的涂层和结合此类涂层的产品。也提供了相关方法和用途。

Preservation of perishable products based on biopolymers

In this paper, a biopolymer based coating and products incorporating such coatings are disclosed. Related methods and uses are also provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本专利申请要求2014年3月7日提交的标题为“基于生物聚合物的易腐产品的保存”的第61/949,995号美国临时专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
易腐商品特别是食品的保存，通常涉及细菌、真菌(诸如酵母)和其它微生物生长的预防，以及导致腐败的脂肪氧化的延缓。食品保存也能够涉及抑制酶解过程，而酶解过程造成了易腐商品的褪色和/或易腐商品质地的变化。除了可视化的变质或伴随着可见的变质，维持营养价值和香味也是食品保存的重要方面。在传统上，有很多用于提高易腐品保存的技术。例如，这些包括干燥、巴氏杀菌、冷藏、冷冻、真空包装、盐腌或腌制、糖腌、烟熏、化学添加剂、酸浸、碱浸、装罐或装瓶、辐照等。最近，食品涂覆(有时候被称为上光)作为提高保存以及感官性质的手段已经得到了开发。几类生物聚合物已经得到考虑以作为涂层材料：多糖、蛋白质、脂质，以及这些生物聚合物的不同组合(例如，综述在“Biopolymers-New Materials for Sustainable Films and Coatings”).Copyright2011 John Wiley&Sons,Ltd.，编者：David Plackett；印刷ISBN:9780470683415；在线ISBN:9781119994312；第10章“Food Packaging Applications of Biopolymer-Based Films”；第11章“Biopolymers for Edible Films and Coatings in Food Applications”；其内容通过引用并入本文)。已知多糖和蛋白质形成具有优良机械性质但是具有低渗透率的薄膜，而脂质形成脆性但具有改进渗透率的薄膜。具有打蜡材料的涂层水果和蔬菜也是常用的实例。打蜡的主要原因是防止水分损失以及从而延缓皱缩和腐烂，以及改进外观。用于此类目的的打蜡材料在一定程度上依赖于生产国和/或出口国的规定；使用了天然蜡(即，甘蔗、棕榈蜡、虫胶和树脂)和石油基蜡。蜡可以应用在挥发性石油基的溶剂中，但是现在更常用的是通过水基乳化剂而被应用。应用作为油或膏的混合石蜡经常用在蔬菜上。此类技术对于选择性产品是有用的，但是对于其它则是没用的。
技术实现思路
本专利技术尤其提供了用于易腐制品(包括食品)保存的基于生物聚合物的组合物以及方法。具体而言，本专利技术包括认识到：特定生物聚合物提供结构特征，该结构特征特别适合易腐产品用涂层材料的产生，而不要求用于获得所需展性的附加塑化剂。因此，本文中所述的是安全、简单和通用的涂层，其提高了各种易腐产品的保存。在一些实施方案中，用于保存易腐物品的基于生物聚合物的涂层材料可用于在易腐品和其环境中的一个或多个元件之间形成阻隔物。在一些实施方案中，此类涂层材料在易腐品和其环境的至少一个方面之间提供了选择性的阻隔物。例如，此类材料在易腐品和其环境的至少一个方面之间提供了选择性的阻隔物，该环境的至少一个方面诸如光(即，特定范围的波长的光)、温度、湿度或水含量、微生物(即，细菌、真菌等)等。本专利技术也包括以下概念：本文中所述的基于生物聚合物的涂层可以用作一个或多个试剂的载体。在一些实施方案中，此类涂层结合一个或多个试剂，以进一步提高易腐品的保存。实例包括但不限于，酶抑制剂、抗微生物剂，以及乙烯捕集剂。此外或可选地，在一些实施方案中，此类涂层载有一个或多个试剂，该试剂用于除了提高易腐品保存之外的目的。例如，此类涂层可以结合一个或多个试剂，以提供附加的属性或特征，其包括但不限于附加或改进的味道或香味、外观、营养含量、气味等。在一些实施方案中，附加的试剂可以提供功能性，诸如载有特定信息的标签或编码。任何适合或所需的信息可以被编码或包括，其包括但不限于鉴别信息，诸如关于产品源或来源的信息、成分、营养信息、制造信息、加工日期(收获日期、涂层或包装的日期等)、失效日期、定价信息、认证、广告、客户服务信息，或其任意组合。在一些实施方案中，本文中所述的基于生物聚合物的涂层能够提高易腐产品的一个或多个特征。例如，此类涂层可以提供提高的外观(即，颜色、光泽/光泽度等)、提高的质地(即，脆度等)等。在一些实施方案中，用于保存易腐物品的基于生物聚合物的涂层材料直接应用以粘结在易腐品的表面上。在一些实施方案中，用于保存易腐物品的基于生物聚合物的涂层材料给易腐品提供了包装。在一些实施方案中，用于保存易腐物品的基于生物聚合物的涂层材料形成了易腐品(例如，食品)的可食用涂层。在一些实施方案中，此类涂层材料在食用之前不需要被冲洗。在一些实施方案中，此类涂层材料可以在食用之前冲洗掉，例如用水。在一些实施方案中，本文中所述的基于生物聚合物的可食用涂层不影响其涂覆易腐食品的味道、香味和/或外观。在一些实施方案中，本文中所述的此类基于生物聚合物的可食用涂层不消极地影响其涂覆易腐食品的味道、香味和/或外观。附图简述图1提供了浆果老化过程的延时图像。浆果作为原样(对照)和使用丝素蛋白溶液涂覆之后的浆果(DxCx)在22℃和38％RH下贮藏。Dx代表‘x’次浸渍涂覆的步骤。Cx代表‘x’小时的水退火。从而，D1C0是指只浸渍涂覆一次并且没有暴露在水退火中的草莓。图2提供了比较图像，其显示了在标准条件中贮藏7天之后浆果的内部组织。浆果作为原样(对照)和使用丝素蛋白溶液涂覆之后的浆果(DxCx)在22℃和38％RH下贮藏。Dx代表‘x’次浸渍涂覆的步骤。Cx代表‘x’小时的水退火。从而，D1C0是指只浸渍涂覆一次并且没有暴露在水退火中的草莓。图3提供了显示贮藏浆果重量损失作为时间函数的图(在标准条件下超过7天)。浆果作为原样(对照)和使用丝素蛋白溶液涂覆之后的浆果(DxCx)在22℃和38％RH下贮藏。Dx代表‘x’次浸渍涂覆的步骤。Cx代表‘x’小时的水退火。从而，D1C0是指只浸渍涂覆一次并且没有暴露在水退火中的草莓。使用Tukey平均值分析的双因素ANOVA检验以用于评估数据。丝结晶度而不是涂覆步骤的数量影响了所考虑的草莓的脱水。未涂覆对照在所考虑的7天中失去了它们原始重量的约50wt％(在红色矩形内突出显示)。与对照相比较，在第3天，非晶丝涂覆草莓(DxC0–蓝色矩形内)保持更多的水(p<0.05)。与非晶涂层(p<0.05)和对照(p<0.05)相比较，结晶丝涂覆的草莓进一步减缓了水果的失水，但是对于水退火的不同时间没有发现统计学差异(p>0.05)。图4描述了水和薄生物聚合物膜之间的相互作用。图4显示了在图片(a)处的芯吸；图片(b)处的流体动力学的渗透率；和图片(c)处的水扩散率。对于芯吸的研究，丝素蛋白结晶膜(厚度＝130μm)显示染色水在Z和XY方向中的芯吸，该芯吸表明水通过丝素蛋白薄结构的毛细血管扩散。对流体动力学的渗透率的研究显示在丝素蛋白结晶度对水渗透没有统计学上相关的影响(p>0.05)(根据使用Tukey平均值分析的单因素ANOVA检验)。对水扩散率的研究揭示了丝膜结晶度轻微影响水通过丝的传质(根据使用Tukey平均值分析的单因素ANOVA检验)。图5提供了香蕉成熟过程的图像，其用于评估使用和未使用丝涂层的香蕉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产品，其包括易腐品和涂层，其中所述易腐产品的至少一部分与所述涂层的至少一部分接触；其中所述涂层包括具有至少65％的整体疏水性的两亲性多肽，从而所述两亲性多肽的氨基酸残基的至少65％是疏水性氨基酸残基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.07 US 61/949，9951.一种产品，其包括易腐品和涂层，其中所述易腐产品的至少一部分与所述涂层的至少一部分接触；其中所述涂层包括具有至少65％的整体疏水性的两亲性多肽，从而所述两亲性多肽的氨基酸残基的至少65％是疏水性氨基酸残基。2.如权利要求1所述的产品，其中所述两亲性多肽包括非晶部分和结晶部分。3.如权利要求2所述的产品，其中所述非晶部分对应于无规卷曲结构，和其中所述结晶部分对应于β-片层结构。4.如权利要求2或3所述的产品，其中所述结晶部分是或包括蛋白质或其衍生物的结构域，所述结构域形成β-片层结构。5.如权利要求4所述的产品，其中所述蛋白质选自：丝心蛋白、肌动蛋白、胶原蛋白、连环蛋白、密封蛋白、螺旋蛋白、弹性蛋白、弹力纤蛋白、伸展蛋白、原纤蛋白、核纤层蛋白、层粘连蛋白、角蛋白、管蛋白、病毒结构蛋白、玉米醇溶蛋白(种子储藏蛋白)和其任何组合。6.如权利要求1-5中任一项所述的产品，其中所述两亲性多肽包括氨基酸序列基序GAGAGS(SEQ ID NO:1)。7.如权利要求6所述的产品，其中所述多肽包括多个GAGAGS重复。8.如权利要求1-7中任一项所述的产品，其中所述两亲性多肽的氨基酸的至少65％在所述结晶部分中。9.如权利要求1-8中任一项所述的产品，其中所述涂层包括所述两亲性多肽的层。10.如权利要求1-9中任一项所述的产品，其中所述易腐品的至少一个表面与所述涂层直接接触。11.如权利要求1-10中任一项所述的产品，其中所述易腐产品的整个表面与所述涂层直接接触。12.如权利要求1-11中任一项所述的产品，其中所述涂层包括所述两亲性生物聚合物的多个层。13.如权利要求1-12中任一项所述的产品，其中所述涂层具有范围在约0.1μm和约1mm之间的厚度。14.如权利要求1-13中任一项所述的产品，其中所述涂层具有小于10-6cm2/s的水扩散率。15.如权利要求1-14中任一项所述的产品，其中所述涂层具有范围在约10-6cm2/s和约10-9cm2/s之间的水扩散率。16.如权利要求1-15中任一项所述的产品，其中所述涂层提供小于10-10[(mlO2·cm)/(cm·s·mmHg)]的氧渗透系数(DkO2)。17.如权利要求1-16中任一项所述的产品，其中所述涂层提供范围在约10-10和约10-13[(mlO2·cm)/(cm·s·mmHg)]之间的氧渗透系数(DkO2)。18.如权利要求1-17中任一项所述的产品，其中所述涂层是透明的。19.如权利要求1-18中任一项所述的产品，其中所述涂层是可食用的。20.如权利要求1-19中任一项所述的产品，其中所述涂层是水溶性的。21.如权利要求1-20中任一项所述的产品，其中所述涂层是包装材料。22.如权利要求1-21中任一项所述的产品，其中所述涂层还包括添加剂。23.如权利要求22所述的产品，其中所述添加剂选自：抗微生物剂，诸如抗细菌剂和抗真菌剂；酶抑制剂；乙烯捕获/结合分子，诸如乙烯受体的乙烯结合结构域；乙烯吸收物质，诸如铝硅酸盐(例如，沸石)，基于丝素蛋白的气凝胶，氧化剂诸如高锰酸钾；乙烯受体拮抗剂；卟啉；激素，激素受体激动剂以及其拮抗剂；营养剂(膳食补充剂诸如：维生素、抗氧化剂、脂肪酸等)；调料和其它添加改进味道的化合物，诸如糖；香料或香精、着色剂、染料，和其任意组合。24.如权利要求1-23中任一项所述的产品，其中所述易腐品容易受到腐烂或发酵的影响。25.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲奥伦佐·奥米内托，戴维·卡普兰，B·马雷利，M·布伦克尔，
申请(专利权)人：塔夫茨大学，
类型：发明
国别省市：美国;US