用于保护性涂层的化合物和制剂的制作方法

本发明涉及用于农业产品的保护性涂层及其施用方法和用途。

背景技术：

0、背景

1、普通农业产品当暴露于环境时易于降解和分解(例如，酸败)。这样的农业产品可以包括例如蛋、果实、蔬菜、产品(produce)、种子、坚果、花和/或整个植株(包括其加工和半加工形式)。可食用的非农业产品(例如，维生素、糖果等)当暴露于周围环境时也易于降解。农业产品和其它可食用产品的降解可以作为以下因素的结果经由非生物方式发生：从产品的外表面向大气的蒸发性水分损失，从环境扩散进农业产品中的氧的氧化，对表面的机械损伤，光诱导的降解(例如，光降解)。生物应激源诸如细菌、真菌、病毒和/或害虫也可以侵染和分解产品。

2、形成大多数植物(诸如高等植物)的空气表面的细胞包括外包膜或角质层，其提供不同程度的免于水损失、氧化、机械损伤、光降解和/或生物应激源的保护，取决于植物物种和植物器官(例如，果实、种子、树皮、花、叶、茎等)。角质(其为从细胞脂质衍生出的生物聚酯)形成角质层的主要结构组分，并且用于给植物提供免于环境应激源(非生物的和生物的)的保护。角质的厚度、密度以及组成(即，形成角质的单体的不同类型及其相对比例)可以随以下因素变化：植物物种、在相同或不同植物物种内的植物器官、和植物成熟的阶段。植物的含角质部分还可以含有另外的化合物(例如，上角质层蜡、酚、抗氧化剂、有色的化合物、蛋白质、多糖等)。植物物种、植物器官和/或处于不同成熟阶段的给定植物之间的角质组成以及角质层的厚度和密度的这种变化可以导致在植物物种或植物器官之间不同程度的对环境应激源(即，水损失、氧化、机械损伤和光)和/或生物应激源(例如，真菌、细菌、病毒、昆虫等)的攻击的抵抗。

3、防止降解、保持品质和增加农业产品寿命的常规方案包括特殊包装和/或冷藏。冷藏需要资金密集型设备，要求持久的能量消耗，如果不小心地控制的话可以造成对所述产品的损伤或品质损失，必须进行主动管理，并且在控温供给链中断后其益处丧失。在储存过程中的产品质量损失(例如水损失)会增加湿度，这需要小心保持相对湿度水平(例如使用冷凝器)，以避免在储存过程中的负面影响(例如冷凝、微生物增殖等)。此外，农业产品的呼吸是一个放热过程，其将热量释放到周围的大气中。在运输容器中运输和储存期间，由农业产品的呼吸产生的热量，以及外部环境条件和从机械过程(例如，电机)产生的热量，需要对储存容器进行主动冷却，以便维持适当的储存温度，这是运输公司的主要成本驱动因素。通过降低降解速率、减少在储存和运输过程中的热量生成以及延长农业产品的储存期限，对整个供应链的关键利益攸关方具有直接价值。

4、需要新的、更具成本效益的方案来防止降解、减少热量和湿度的产生、维持品质并延长农业产品的寿命。这样的方案可能需要更少冷藏或不需要冷藏、需要特殊包装等。

技术实现思路

1、本文描述了用于形成保护性涂层的组合物和制剂以及制备和使用其涂层的方法。涂层的组分在所述涂层设置在其上的基质(例如，农业产品)的表面上形成甘油磷脂双层结构，从而形成保护屏障。在某些实施方案中，所述保护屏障表现出低的水和气体渗透性。例如，所述薄层的分子采用的晶格形式(lattice formation)和薄层之间的分子间力可以减少水或气体从基质的损失。在某些实施方案中，可以例如如下修改本文描述的涂层的水和气体渗透性：(1)改变施加到基质的组合物(例如，涂布剂)中的组分或组分的量，以及(2)改变用于形成涂层的方法(例如，干燥基质上包含涂布剂的混合物的温度或速度、和/或施加到基质上的混合物中的涂布剂的浓度)。在某些实施方案中，所述涂布剂和/或形成的涂层包含甘油磷脂。在某些实施方案中，本文所述的涂层是比例如常规蜡涂层更有效的水和气体屏障。在某些这样的实施方案中，所述涂层的厚度小于常规蜡涂层的厚度。

2、本文还描述了降低农业产品的成熟速率的方法。该方法包括将包含甘油磷脂的溶液施加至农业产品的表面，和在强制空气流下干燥所述农业产品表面上的溶液以促进多个甘油磷脂双层在所述农业产品表面上的自组装，从而在所述农业产品上形成甘油磷脂层。

3、尽管所公开的发明构思包括在所附权利要求中限定的那些，但是应当理解，本发明构思也可以根据下述实施方案来限定。

4、除了所附权利要求的实施方案和上述实施方案之外，以下编号的实施方案也是创新性的。

5、实施方案1是一种降低农业产品的成熟速率的方法，所述方法包括：

6、向所述农业产品的表面施加包含一种或多种甘油磷脂的溶液，其中所述溶液的温度是在约10℃至约80℃之间；和

7、在具有约20℃至约100℃之间的温度的空气流下干燥所述农业产品表面上的溶液以促进多个甘油磷脂双层在所述农业产品的表面上的自组装，从而在所述农业产品上形成甘油磷脂层。

8、实施方案2是实施方案1的方法，其中所述一种或多种甘油磷脂包含磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸和磷脂酸中的一种或多种。

9、实施方案3是实施方案1或实施方案2的方法，其中所述一种或多种甘油磷脂包含一种或多种式i的化合物：

10、

11、其中：

12、r1是-h或下述片段之一：

13、

14、

15、且

16、r2和r3在每次出现时各自独立地是-h或由式ii表示的片段：

17、

18、其中：

19、r4、r5、r8、r9、r12、r13、r14、r15和r16在每次出现时各自独立地是-h、-oh、-or17或c1-c6烷基；

20、r6、r7、r10和r11在每次出现时各自独立地是-h、-or17或c1-c6烷基；和/或

21、r4和r5可以与它们所连接的碳原子组合以形成c＝o；和/或

22、r8和r9可以与它们所连接的碳原子组合以形成c＝o；和/或

23、r12和r13可以与它们所连接的碳原子组合以形成c＝o；和

24、r17在每次出现时是c1-c6烷基，

25、符号表示单键或顺式或反式双键；

26、n是0、1、2、3、4、5、6、7或8；

27、m是0、1、2或3；

28、q是0、1、2、3、4或5；且

29、r是0、1、2、3、4、5、6、7或8。

30、实施方案4是实施方案3的方法，其中由式ii表示的片段是以下之一：

31、

32、

33、

34、

35、

36、实施方案5是实施方案1-4中的任一个的方法，其中所述一种或多种甘油磷脂包含磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇。

37、实施方案6是实施方案5的方法，其中所述一种或多种甘油磷脂包含约20重量％至约40重量％磷脂酰胆碱、约20重量％至约40重量％磷脂酰乙醇胺和约20重量％至约40重量％磷脂酰肌醇。

38、实施方案7是实施方案5或实施方案6的方法，其中所述一种或多种甘油磷脂还包含磷脂酰丝氨酸。

39、实施方案8是实施方案7的方法，其中所述一种或多种甘油磷脂包含小于约5重量％磷脂酰丝氨酸。

40、实施方案9是实施方案1-8中的任一个的方法，其中所述溶液还包含植物甾醇。

41、实施方案10是实施方案9的方法，其中所述植物甾醇与甘油磷脂的总量的重量比小于约0.05。

42、实施方案11是实施方案1-10中的任一个的方法，其中所述溶液中一种或多种甘油磷脂的总浓度是在约10g/l至约200g/l之间。

43、实施方案12是实施方案1-11中的任一个的方法，其中所述溶液中一种或多种甘油磷脂的总浓度是在约50g/l至约150g/l之间。

44、实施方案13是实施方案1-10中的任一个的方法，其中所述溶液中一种或多种甘油磷脂的总浓度是在约80g/l至约120g/l之间。

45、实施方案14是实施方案1-10中的任一个的方法，其中所述溶液中一种或多种甘油磷脂的总浓度是在约90g/l至约110g/l之间。

46、实施方案15是实施方案1-14中的任一个的方法，其中所述溶液是水溶液。

47、实施方案16是实施方案1-15中的任一个的方法，其中所述溶液不含加入的表面活性剂。

48、实施方案17是实施方案1-16中的任一个的方法，其中所述空气的温度是在约50℃至约100℃之间。

49、实施方案18是实施方案1-17中的任一个的方法，其中所述甘油磷脂层包含一个或多个开放双层。

50、实施方案19是实施方案18的方法，其中所述开放双层中的一个或多个是层状的。

51、实施方案20是实施方案1-17中的任一个的方法，其中所述甘油磷脂层包含一个或多个封闭双层。

52、实施方案21是实施方案20的方法，其中所述封闭双层中的一个或多个是圆柱形。

53、实施方案22是实施方案20的方法，其中所述封闭双层中的一个或多个是球形。

54、实施方案23是实施方案1-22中的任一个的方法，其中所述层的厚度小于约2微米。

55、实施方案24是实施方案1-22中的任一个的方法，其中所述层的厚度小于约1微米。

56、实施方案25是一种降低农业产品的呼吸速率的方法，所述方法包括：

57、向所述农业产品的表面施加包含一种或多种甘油磷脂的溶液，其中所述溶液的温度是在约10℃至约80℃之间；和

58、在具有约20℃至约100℃之间的温度的空气流下干燥所述农业产品表面上的溶液以促进多个甘油磷脂双层在所述农业产品的表面上的自组装，从而在所述农业产品上形成甘油磷脂层。

59、实施方案26是一种降低农业产品的质量损失速率的方法，所述方法包括：

60、向所述农业产品的表面施加包含一种或多种甘油磷脂的溶液，其中所述溶液的温度是在约10℃至约80℃之间；和

61、在具有约20℃至约100℃之间的温度的空气流下干燥所述农业产品表面上的溶液以促进多个甘油磷脂双层在所述农业产品的表面上的自组装，从而在所述农业产品上形成甘油磷脂层。

62、实施方案27是一种制备在其上设置有涂层的农业产品的方法，所述方法包括：

63、向所述农业产品的表面施加包含一种或多种甘油磷脂的溶液，其中所述溶液的温度是在约10℃至约80℃之间；和

64、在具有约20℃至约100℃之间的温度的空气流下干燥所述农业产品表面上的溶液以促进多个甘油磷脂双层在所述农业产品的表面上的自组装，从而在所述农业产品上形成甘油磷脂层。

65、实施方案28是一种涂布的农业产品，其包含：

66、农业产品；和

67、在所述农业产品的表面上的涂层，其中所述涂层包含：

68、一种或多种甘油磷脂，和

69、在所述农业产品的表面上的多个甘油磷脂双层。

70、实施方案29是实施方案28的涂布的农业产品，其中所述一种或多种甘油磷脂包含磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸和磷脂酸中的一种或多种。

71、实施方案30是实施方案28或实施方案29的涂布的农业产品，其中所述一种或多种甘油磷脂包含一种或多种式i的化合物：

72、

73、其中：

74、r1是-h或下述片段之一：

75、

76、且

77、r2和r3在每次出现时各自独立地是-h或由式ii表示的片段：

78、

79、其中：

80、r4、r5、r8、r9、r12、r13、r14、r15和r16在每次出现时各自独立地是-h、-oh、-or17或c1-c6烷基；

81、r6、r7、r10和r11在每次出现时各自独立地是-h、-or17或c1-c6烷基；和/或

82、r4和r5可以与它们所连接的碳原子组合以形成c＝o；和/或

83、r8和r9可以与它们所连接的碳原子组合以形成c＝o；和/或

84、r12和r13可以与它们所连接的碳原子组合以形成c＝o；和

85、r17在每次出现时是c1-c6烷基，

86、符号表示单键或顺式或反式双键；

87、n是0、1、2、3、4、5、6、7或8；

88、m是0、1、2或3；

89、q是0、1、2、3、4或5；且

90、r是0、1、2、3、4、5、6、7或8。

91、实施方案31是实施方案30的涂布的农业产品，其中由式ii表示的片段是以下之一：

92、

93、

94、

95、

96、实施方案32是实施方案28-31中的任一个的涂布的农业产品，其中所述一种或多种甘油磷脂包含磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇。

97、实施方案33是实施方案32的涂布的农业产品，其中所述一种或多种甘油磷脂包含20重量％至40重量％磷脂酰胆碱、20重量％至40重量％磷脂酰乙醇胺和20重量％至40重量％磷脂酰肌醇。

98、实施方案34是实施方案32或实施方案33的涂布的农业产品，其中所述一种或多种甘油磷脂还包含磷脂酰丝氨酸。

99、实施方案35是实施方案34的涂布的农业产品，其中所述一种或多种甘油磷脂包含小于5重量％磷脂酰丝氨酸。

100、实施方案36是实施方案28-35中的任一个的涂布的农业产品，其中所述多个甘油磷脂双层包含一个或多个开放双层。

101、实施方案37是实施方案36的涂布的农业产品，其中所述开放双层中的一个或多个是层状的。

102、实施方案38是实施方案28-35中的任一个的涂布的农业产品，其中所述多个甘油磷脂双层包含一个或多个封闭双层。

103、实施方案39是实施方案38的涂布的农业产品，其中所述封闭双层中的一个或多个是圆柱形。

104、实施方案40是实施方案38的涂布的农业产品，其中所述封闭双层中的一个或多个是球形。

105、实施方案41是实施方案28-40中的任一个的涂布的农业产品，其中所述涂层的厚度小于2微米。

106、实施方案42是实施方案28-40中的任一个的涂布的农业产品，其中所述涂层的厚度小于1微米。

107、在附图和说明书中阐述了本公开内容的主题的一个或多个实施方案的细节。所述主题的其它特征、方面和优点将从说明书、附图和权利要求书中变得显而易见。