Цветочный консервант - RU2556717C2

Описание

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к консервирующему или гидратирующему раствору для хранения срезанных цветов и растений. В частности, изобретение относится к электрохимически обработанному раствору, удлиняющему срок хранения срезанных цветов и растений и предотвращающему биозагрязнение стеблей.

Свежие цветы начинают терять свою свежесть непосредственно после срезания. В связи с этим цветочные магазины и их покупатели заинтересованы в продлении срока хранения срезанных цветов.

Обычной практикой является добавление консервантов в воду, в которой хранятся свежие срезанные цветы. Указанные консерванты варьируют от порошков до суспензии или жидкости, содержащей различные ингредиенты. Многие из существующих консервантов не обеспечивают биоцидный контроль и устранение запаха в цветочных растворах и вазах и часто требуется дополнительное введение дезинфицирующих средств.

В документе DE 102006043267 раскрывается способ создания дезинфекционного средства за счет электрохимической активации воды, которая осуществляется добавлением к воде раствора электролита и пропусканием через разбавленный раствор вода/электролит электрического тока при подаче постоянного тока на электроды. Конечная величина рН раствора составляет 2,5-3,5.

В документе WO 2003/075638 раскрываются составы консервантов для растений, включающие загуститель, гормон против увядания, соли и/или ингибиторы микроорганизмов. В состав может входить почва, агар в качестве загустителя, антибиотик и добавка противомикробного средства.

В документе WO 2004/027116 раскрыт водный раствор с биоцидным действием, получаемый в электролизере, имеющий величину рН от 5 до 7 и содержание свободного активного хлора от 500 до 1000 млн^-1. Способ приготовления раствора с биоцидным действием включает внесение раствора с концентрацией соли 2,0 - 5,0 г/дм³ в электролизер, так чтобы раствор протекал через анодное пространство со скоростью (на единицу площади поверхности анода), равной 1,25×10³- 2,75×10³ дм³ ч^-1 м^-2. В работе NAKAGAWARA S с соавт.: Spectroscopic characterization and the рН dependence ofbactericidal activity of the aqueous chlorine solution. Analytical Sciences, Japan Society for Analytical Sciences, Japan Society for Analytical Chemistry, Tokio, JP, vol. 14, №4, 1.08.1998, pages 91-698, раскрывается применение спектроскопии КР для идентификации химических частиц, присутствующих в водном растворе хлора. Бактерицидную активность подкисленной электролизованной воды оценивали в интервале рН 2-9 по отношению к Escherichia coli К 12 и Bacillus subtilis PCI219 полуколичественным биологическим методом, причем максимальная активность наблюдалась при рН от 4 до 5.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном варианте настоящего изобретения предлагается электрохимически обработанный раствор для сохранения срезанных цветов и растений, содержащий не менее 99,5% по массе воды, калий, не более 0,01% по массе хлорноватистой кислоты и растворенный кислород.

В другом варианте настоящего изобретения предлагается электрохимически обработанный раствор для сохранения срезанных цветов и растений, содержащий не менее 99,5% по массе воды, не более 0,3% по массе хлорида калия, не более 0,01% по массе хлорноватистой кислоты и не более 0,00,1% по массе растворенного кислорода. Раствор имеет величину рН в интервале от около 2,5 до 8 и электропроводность около 0,2-18 мСм/см.

Еще в одном варианте изобретения предлагается способ удлинения срока жизни срезанных цветов и растений, включающий получение электрохимически обработанного водного раствора, содержащего калий, хлорноватистую кислоту и растворенный кислород, и погружение стебля в электрохимически обработанный водный раствор.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно изобретению, предлагается электрохимически обработанный раствор, который служит для обработки срезанных цветов и растений, в том числе и нецветковых растений, которые применяются в букетах и других цветочных композициях, а также срубленных деревьев и срезанных веток. В данной заявке понятие срезанные цветы относится также к нецветковым растениям. Раствор служит источником энергии для срезанных цветов и растений, например, он поставляет растениям макроэлементы, такие как калий. Помимо этого, биоцидный раствор сокращает биозагрязнение раствора для хранения цветов и рост биопленки, на стеблях растений, замедляет порчу и защищает стебли от гниения. Далее раствор предотвращает накопление слизистого осадка на стенках сосудов для хранения, что сокращает необходимость мойки сосудов.

Указанный раствор представляет собой консервирующий или гидратирующий раствор для срезанных цветов, удлиняющий срок их хранения, то есть время, в течение которого срезанные цветы выдерживаются при охлаждении у розничного или оптового продавца, а также срок жизни в вазе, то есть время, в течение которого срезанные цветы сохраняются в доме у потребителя. В результате цветы остаются свежими в течение более длительного времени по сравнению с вариантом, когда цветы не находятся в данном растворе или находятся в чистой воде.

Свежие срезанные цветы представляют собой живые образцы, хотя они и отделены от исходного растения. В качестве таковых они осуществляют обычные процессы фотосинтеза и дыхания, скорости которых значительно ниже, чем непосредственно у живого растения.

Срок жизни срезанных цветов в вазе зависит от следующих факторов: (1) неспособностью стеблей поглощать воду вследствие блокировки ксилемы, (2) повышенной потерей влаги срезанными цветами, (3) недостаточным поступлением углеводов для поддержания дыхания, (4) заболеваниями, (5) действием газообразного этилена.

Для увеличения срока жизни свежих срезанных цветов в вазе в цветочной отрасли применяются разнообразные консерванты. В общем случае консерванты обеспечивают три различных функции: (1) поступление углеводов для обеспечения процесса дыхания, (2) наличие бактерицидного препарата для предотвращения роста микроорганизмов и блокировки водопроводящих клеток в стеблях и (3) подкисление раствора для хранения для интенсификации тока воды по стеблю. Применение цветочного консерванта значительно увеличивает срок жизни в вазе для некоторых растений.

Эффективность консерванта зависит не только от освещенности и температуры, но также от количества и качества воды, типа цветов и загрузки вазы (количества цветов на одну вазу или количества букетов в ведре). Дыхание и фотосинтез могут регулироваться изменением температуры и освещения. Согласно настоящему изобретению, дыхание и скорость фотосинтеза в ходе хранения регулируются за счет предупреждения дефицита калия.

Калий представляет собой макроэлемент, активно участвующий в процессах фотосинтеза и дыхания. Калий регулирует скорость фотосинтеза за счет реакции с аденозинтрифосфатом (АТФ). Кроме того, калий играет основную роль в переносе воды и питательных веществ в клетках. Растениям требуется калий для регулирования открытия и закрытия устьиц - пор, через которые листья обмениваются с атмосферой диоксидом углерода (СО₂), парами воды и кислородом (Oz). Надежная работа устьиц является жизненно важной для фотосинтеза, переноса воды и питательных веществ и охлаждения растения. Если калий поступает в клетки около устьиц, клетки накапливают воду и увеличиваются в объеме, что заставляет поры открываться и позволяет газам свободно перемещаться в клетки и из них. Если поступление воды недостаточно, калий из клеток уходит.

Если нарушено поступление калия, способность растений поглощать воду снижается.

Способность калия стимулировать биохимические процессы, в том числе фотосинтез и дыхание, можно использовать как способ дать срезанным цветам заряд энергии. Введение калия активирует производство сахара в результате фотосинтеза.

Калий может быть введен в раствор в форме соли калия.

Предпочтительно, для поставки ионов калия в качестве источника питательных веществ для срезанных цветов используют электролит на основе калия. Более предпочтительно, для поставки ионов калия в качестве источника питательных веществ для срезанных цветов используют хлорид калия.

Электрохимически обработанный раствор хлорида калия имеет три важных свойства консерванта для свежих срезанных цветов: (1) он представляет собой биоцид, препятствующий росту микроорганизмов; (2) он обеспечивает оптимальную величину рН для хранения; и (3) он дает срезанным цветам заряд энергии, причем все эти свойства приводят к улучшению процессов дыхания и фотосинтеза в период хранения и во время жизни в вазе. Раствор хлорида калия, обработанный в электролитической ячейке с диафрагмой, обогащенный хлорноватистой кислотой и растворенным кислородом, имеющий рН предпочтительно в интервале от 2,5 до 8 и, более предпочтительно, от 3 до 6, и величину TDS (общее содержание растворенных твердых веществ), предпочтительно ниже 9 г/дм³ и, более предпочтительно, ниже 2,5 г/дм³, может служить в качестве универсального консерванта для срезанных цветов на послеуборочной стадии и на всех стадиях хранения.

Энергетический заряд часто связывают с наличием сахаров в составе цветочного консерванта. В действительности не для всех срезанных цветов полезны добавки сахара. При чрезмерно высокой концентрации сахара возможно повреждение цветов. Использование калия в качестве альтернативного источника энергии повышает срок жизни цветов в вазе.

Помимо применения калия в растворе, совместное применение хлорноватистой кислоты и регулирования рН при электрохимической обработке раствора приводит к эффективному микробиологическому контролю, т.е. предотвращает рост микроорганизмов. Далее, применение электрохимически обработанного раствора хлорида калия, обогащенного хлорноватистой кислотой и растворенным кислородом, снижает отрицательное воздействие температурных колебаний и водного напряжения у срезанных цветов не только во время хранения, но и во время жизни в вазе, независимо от того, хранятся ли цветы в промышленном консерванте или в обычной водопроводной воде. Хлорноватистая кислота предпочтительно находится в недиссоциированном виде.

Электрохимически обработанный раствор хлорида калия, обогащенный хлорноватистой кислотой и растворенным кислородом, не только обеспечивает более высокое качество воды, но также обеспечивает более высокое качество стеблей и цветов. Раствор оказывает позитивное воздействие на цветы любого типа, включая смешанные букеты.

В состав электрохимически обработанного раствора входит вода, хлорид калия, хлорноватистая кислота и растворенный кислород. В одном варианте осуществления изобретения в состав входит не менее 99.5% по массе воды, 0,3% по массе или менее хлорида калия, 0,01% по массе или менее хлорноватистой кислоты и 0,001% по массе или менее растворенного кислорода.

В другом варианте осуществления в состав входит не менее 99,5% по массе воды, 0,3% по массе или менее хлорида калия, 0,01% по массе или менее хлорноватистой кислоты и 0,002% по массе или менее растворенного кислорода.

В одном предпочтительном варианте осуществления раствор имеет также удельную электропроводность или минерализацию около 0,2-18 мСм/см (миллисименсов на сантиметр) и изготавливается при оптимизированной величине рН около 2,5-10 и при эквивалентной концентрации свободного активного хлора (AFC), равной 5-600 мг/л. В другом предпочтительном варианте осуществления раствор также имеет удельную электропроводность 0,2-18 мСм/см и изготавливается при оптимизированной величине рН около 2,5-8 и при эквивалентной концентрации свободного активного хлора, равной 5-600 мг/л. Эквивалентная концентрация AFC является мерой суммарного количества окислителей. В более предпочтительном варианте осуществления раствор имеет удельную электропроводность 0,2-6 мСм/см и изготавливается при оптимизированной величине рН около 3-6 и эквивалентной концентрации AFC, равной 25-120 мг/л. В наиболее предпочтительном варианте осуществления раствор имеет удельную электропроводность 2-4 мСм/см и изготавливается при оптимизированной величине рН около 4-5 и эквивалентной концентрации AFC, равной 50 мг/м. В данном растворе величина рН ограничена снизу содержанием калия и сверху - ионизацией. Минерализация ограничена чувствительностью цветов.

Компоненты раствора могут быть получены в электролизере путем электрохимической обработки раствора. Для электрохимической обработки может быть использовано устройство, такое как Sterilox® 2200; однако пригодно и любое другое устройство с электролизером.

В настоящем изобретении также предлагается способ удлинения срока жизни срезанных цветов и растений, включающий получение электрохимически обработанного водного раствора, содержащего калий, хлорноватистую кислоту и растворенный кислород, и погружение стебля в электрохимически обработанный водный раствор. Специальных методик обращения и хранения не требуется. Хранение цветов по этому способу возможно в любом контейнере, в том числе в вазе или в ведре в местах розничной продажи, оптовой торговли или в домах. Указанный способ может предполагать повторную обрезку срезанных цветов, замену раствора или смешение раствора с водой, с тем же раствором или другими растворами. Далее, помимо стебля, другие части цветка могут также быть погружены в раствор или пропитаны им.

К преимуществам данного способа относится снижение помутнения раствора и образования слизистого осадка, снижение появления неприятного запаха стебля или присоединенного к нему цветка, удлинения срока жизни стебля и присоединенного к нему цветка и подавление развития плесени и образования слизи. Срок жизни может быть увеличен до не менее чем на 15-20 суток или 25 суток или возможно более, в зависимости от условий хранения стеблей и цветков и времени, прошедшего до их погружения в раствор.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие настоящее изобретения. В примерах использованы следующие термины:

Раствор (А) означает раствор, полученный на основе электролита - хлорида калия, содержащий хлорид калия в количестве, соответствующем AFC 50 мг/л, с величиной рН в интервале 4-5 и величиной минерализации 2-4 мСм/см.

Сравнительный раствор (В) относится к воде, в которой растворен твердый гранулированный продукт, используемый для консервации цветов согласно инструкции производителя.

«Непригодный для продажи» означает, что цветы потеряли листья и/или увяли.

«Срок хранения» означает время хранения цветов при охлаждении у розничного или оптового продавца.

«Срок жизни в доме» означает время, в течение которого цветы сохраняются в доме у потребителя.

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

Концентрацию AFC в воде и в цветочных растворах определяли с помощью набора НАСН^®(Hach Company, Лавленд, Колорадо).

Электропроводность измеряли на кондуктометре Oakton^® (Oakton Instruments, Верной Хилс, Иллинойс, США).

Растворенный кислород определяли с помощью люминесцентного измерителя HACH^® (Hach Company, Лавленд, Колорадо), используя экспрессный метод оценки биохимического потребления кислорода (БПК) в отработанных растворах и концентрации растворенного кислорода в готовых к применению растворах.

Величину рН определяли на рН-метре Oakton^® (Oakton Instruments, Верной Хилс, Иллинойс).

Мутность измеряли на УФ спектрофотометре HACH^® DR4000 и методом компании НАСН^® 3750 (Hach Company, Лавленд, Колорадо).

Качество воды оценивали на основании двух параметров - мутности и уровня растворенного кислорода.

ПРИМЕРЫ Пример 1: Эффективность раствора в отношении смешанных букетов

Проведены лабораторные исследования для сравнения оптимизированного электрохимически обработанного раствора с раствором твердого гранулированного продукта по эффективности в отношении хранения смешанных букетов, их жизни в доме и сохранения прозрачности раствора в ведре.

Опыт 1

В четыре вазы наливали по 1,5 литра либо раствора (А), полученного на основе электролита - хлорида калия, либо Сравнительного раствора (В). Первоначально смешанные букеты цветов обрезали по стеблям на один дюйм, затем 2 или 3 букета по 15 цветов помещали в вазы. Общее количество стеблей цветов в каждой вазе для каждого типа раствора составляло от 30 до 45. Через одну неделю расположение букетов меняли, помещая их в раствор (А), Сравнительный раствор (В) и в водопроводную воду (С), по одному букету в каждой вазе.

Регистрировали наблюдения, касающиеся внешнего вида и живости цветов и их стеблей и прозрачности раствора, индивидуальные цветы выводили из опыта после того, как они становились «непригодными для продажи». Также измеряли мутность, электропроводность, содержание растворенного кислорода и рН раствора, а также общее количество поглощенной воды на каждую вазу.

Каждые три дня в вазы доливали до исходного объема (на первой стадии) либо воду в случае цветов, обработанных Сравнительным раствором (В), либо раствор (А) в случае цветов, обработанных раствором (А), и далее (на второй стадии) либо водопроводную воду в случае цветов, обработанных Сравнительным раствором (В) или водопроводной водой (С), либо раствор (А) в случае цветов, обработанных раствором (А).

Опыт 2

В пять ваз наливали по 1,5 литра либо раствора (А) либо Сравнительного раствора (В). Первоначально смешанные букеты цветов обрезали по стеблям на один дюйм, затем 1, 2 или 3 букета по 15 цветов помещали в вазы. Общее количество стеблей цветов в каждой вазе для каждого типа раствора составляло от 15 до 45. Через одну неделю расположение букетов меняли, помещая их в водопроводную воду по одному букету в каждой вазе.

Регистрировали наблюдения, касающиеся внешнего вида и живости цветов и их стеблей и прозрачности раствора. Индивидуальные цветы выводили из опыта после того, как они становились «непригодными для продажи». Также измеряли мутность, электропроводность, содержание растворенного кислорода и рН раствора, а также общее количество поглощенной воды на каждую вазу.

Каждые три дня в вазы доливали до исходного объема (на первой стадии) либо воду в случае цветов, обработанных Сравнительным раствором (В), либо раствор (А) в случае цветов, обработанных раствором (А), и (на второй стадии) водопроводную воду.

Результаты

Сохранность цветов, которые в ходе срока хранения и срока жизни в доме содержались при комнатной температуре, оценивали через 14 суток. Большая часть цветов, обработанных в течение срока хранения Сравнительным раствором (В), погибли через 7 суток жизни в доме (более 14 суток испытания). Качество стеблей у контрольных образцов оценивали для обработки либо раствором (А), либо Сравнительным раствором (В). У цветов, обработанных раствором (А), роста плесени на стеблях не наблюдалось в ходе всего испытания, а также мутность оказалась низкой.

В отличие от этого, у цветов, обработанных Сравнительным раствором (В), наблюдали помутнение через 3 дня хранения, а также видимую плесень на стеблях на 5-й день жизни в вазе. Далее, в обоих опытах найдены значительно более высокие показатели мутности для питательных цветочных растворов во время срока хранения.

Раствор (А) показал более высокую эффективность в условиях повышенного напряжения, вызванного повышенной температурой (78°F or 25°C) или загрузкой ваз. Цветы, которые находились растворах (А) во время срока хранения, имели более хороший внешний вид во время жизни в доме, вне зависимости от их обработки на этой стадии.

Напротив, у цветов, обработанных Сравнительным раствором (В), наблюдали помутнение через 3 дня хранения как при высокой, так и при низкой загрузке ваз. Далее, на всех стадиях найдены значительно более высокие показатели мутности для питательных цветочных растворов. В обоих опытах на пятый день на стеблях цветов было обнаружено накопление слизистого осадка. Значительный рост плесени наблюдался к концу стадии жизни в доме.

В целом раствор (А) обеспечивал более качественную «жизнь в доме», чем Сравнительный раствор (В), ограничивал помутнение и образование слизистого осадка в растворе и на стеблях, защищал стебли от гниения и роста плесени во время жизни в доме, а также снижал неприятный запах смешанных букетов во время жизни в доме.

Пример 2. Эффективность раствора по отношению к срезанным розам

Проведены лабораторные исследования для сравнения оптимизированного электрохимически обработанного раствора с раствором твердого гранулированного продукта по эффективности в отношении удлинения срока сохранности срезанных роз и гвоздик и сохранения прозрачности раствора в ведре.

Пример 2.1. Розы

В шесть ваз наливали по 1,5 литра либо раствора (А), полученного на основе электролита - хлорида калия, либо Сравнительного раствора (В). Красные розы обрезали по стеблям на один дюйм, затем по 25 роз помещали в вазы. Общее количество роз для каждого типа испытуемого раствора составляло 75. Регистрировали наблюдения, касающиеся внешнего вида, и живости роз, и прозрачности раствора, индивидуальные розы выводили из опыта после того, как они становились «непригодными для продажи». Также измеряли мутность, электропроводность, содержание растворенного кислорода и рН раствора. Каждые два дня в вазы доливали до исходного объема либо воду в случае цветов, обработанных Сравнительным раствором (В), либо раствор (А) в случае цветов, обработанных раствором (А).

Результаты

Сохранность роз при комнатной температуре оценивали через 15 суток. Все контрольные образцы роз в течение 15 суток погибли. Как показывает табл.1, для обработки раствором (А) и Сравнительным раствором (В) наблюдалась эквивалентная сохранность роз. Розы, хранившиеся в растворах (А), не обнаруживали помутнения в ходе испытания, а также имели низкие показатели мутности, как видно из табл.2.

Напротив, розы, обработанные Сравнительным раствором (В), обнаруживали помутнение после 2 дней хранения (см. табл.2). На пятый день на стенках вазы повлялась видимая слизистая пленка, которая продолжала накапливаться в течение всего испытания. Далее, из табл.2 видно, что в случае Сравнительных растворов (В) показатель мутности был значительно выше.

Пример 2.2: Гвоздики

В четыре вазы наливали по 1,5 литра либо раствора (А), полученного на основе электролита - хлорида калия, либо Сравнительного раствора (В). Гвоздики обрезали по стеблям на один дюйм, затем помещали в вазы либо 48 гвоздик (опыт 1) либо 34 гвоздики (опыт 2). Для каждого типа раствора брали всего 96 гвоздик (опыт 1) либо 68 гвоздик (опыт 2). Регистрировали наблюдения, касающиеся внешнего вида и живости гвоздик и прозрачности раствора. Индивидуальные гвоздики выводили из опыта после того, как они становились «непригодными для продажи». Также измеряли мутность, электропроводность, содержание растворенного кислорода и рН раствора. Каждые два дня в вазы доливали до исходного объема либо воду в случае цветов, обработанных Сравнительным раствором (В), либо раствор (А) в случае цветов, обработанных раствором (А).

Результаты

Сохранность роз при комнатной температуре оценивали через 14 или 17 суток. Как видно из табл.3 и 5, для двух опытов наблюдалась эквивалентная сохранность гвоздик при обработке либо раствором (А), либо Сравнительным раствором (В). Гвоздики, хранившиеся в растворах (А), ни в одном из двух опытов не обнаруживали помутнения в ходе испытания, а также имели низкие показатели мутности в обоих опытах, как видно из табл.4 и 6.

Напротив, гвоздики, обработанные Сравнительным раствором (В), обнаруживали помутнение после 2 суток хранения (см. табл.2), а через пять суток на стенках вазы образовалась видимая слизистая пленка. Далее, из табл.4 и 6 видно, что в случае Сравнительных растворов (В) показатель мутности был значительно выше. На стеблях гвоздик после пятого дня испытания в обоих опытах наблюдалось накопление слизистого осадка.

Несмотря на то, что изобретение подробно описано и даны ссылки на конкретные варианты его осуществления, для специалиста очевидно, что в пределах сущности и объема данного изобретения возможны его различные модификации. Например, электрохимически обработанный раствор может содержать дополнительные компоненты, добавленные до или после электролиза для получения определенных характеристик. Такими дополнительными компонентами могут быть сахара, соли, ПАВ, стабилизаторы рН, бактерицидные агенты, фунгицидные агенты, питательные вещества и другие консерванты. Таким образом, изобретение охватывает различные изменения и модификации настоящего изобретения при условии, что они соответствуют его объему, определяемому измененной формулой изобретения и ее эквивалентами.

Реферат

Группа изобретений относится к способам удлинения срока сохранности срезанных цветов и растений и к растворам, используемым для этого. Способ осуществляют путем получения электрохимически обработанного раствора и погружения стебля в раствор. Раствор содержит электролит на основе калия, хлорноватистую кислоту и растворенный кислород. Раствор имеет величину рН от 4 до 6 и электропроводность 0,2-6 мСм/см. Общее содержание растворенных твердых веществ составляет не более 2,5 г/дм. Эквивалентная концентрация свободного активного хлора составляет 25-120 мг/л. Обеспечивается продление срока хранения срезанных цветов и растений более чем на 15-20 суток, защита стебля от гниения, снижение мутности и образования слизи в растворе. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 табл.

Формула