阿摩司回答亚玛谢说:“我不是先知,不是任何预言的象征,而是一个牧羊人,我曾经刺过梧桐果实,以便它在市场上成熟。”
——阿摩司书 7:14(塞缪尔考克斯翻译)
虽然我想了解这个世界,但现实并没有使这成为可能。强大的大创意很棒,但您不可避免地需要查看细节,这些细节与其他细节相关联,并且会永远分支。这种复杂性与我人类大脑/寿命的微薄能力之间的鸿沟让我不断感到恐惧和惊奇。
为了解决这个问题,我有时会进行随机抽样——挑选一个东西,然后痴迷于链接,直到我被打败。
所以,嗯,这是关于一种叫做乙烯的植物激素的系列文章中的第一篇。我对此很感兴趣,希望能防止我的水果和蔬菜变质,但最后学到了一些关于生物学、公共卫生、供应链、资本主义和古希腊预言的课程。
乙烯是一种气态植物激素。
我们的故事是关于两个碳原子和两个氢原子粘合在一起形成 C 2 H 4 。
乙烯是一种无色气体,闻起来有甜味和麝香味。它作为植物的激素,对以下方面产生影响:
- 果实成熟
- 改变颜色(叶绿素破坏)
- 花发育
- 根形成
- 生产抵御称为苯丙烷的病原体的化学物质
- 乙烯厂生产多少
乙烯在低浓度下具有活性,通常在十亿分之十到百万分之一之间(Chang 2016) 。
它有有趣的起源
Chang(2016)提出以下评论:
人们认为,植物最有可能从一种古老的内共生蓝细菌中获得乙烯受体基因,该蓝细菌成为叶绿体。
生物学家可能会打哈欠。对于我们其他人来说,这句话讲述了一个惊人的故事:
- 很久以前,植物细胞不能进行光合作用。
- 相反,它是由一种在植物内部共生的独立细菌完成的。
- 这种细菌有一个乙烯受体基因。
- 在某些时候,该基因以某种方式设法从细菌进入植物基因组。
- 后来,这种细菌进化成我们称为叶绿体的植物细胞的一部分。
- 由于这种独立的起源,叶绿体有自己的 DNA,就像动物细胞中的线粒体一样。
- 哇哥们,哇。
许多人不相信气体可能是一种激素。
您可能会问:使用气体作为激素不是一个疯狂的想法吗?嗯,有一个有趣的故事。
首先,究竟什么是激素? 1905 年, Ernest Starling将激素定义为一种化学物质:
- 在多细胞生物的一部分中少量制造
- 对该生物体的远处有影响
大约 1860 人注意到煤气灯对植物造成了奇怪的(大部分是坏的)影响。经过大量研究,1901 Dimitry Neljubow 最终确定乙烯为活性剂。但这并没有表明乙烯是一种激素。一方面,激素还没有被定义。更重要的是,人们不知道植物会制造乙烯。
1910 年,只有德语维基百科页面的Herbert Cousins 注意到,如果将真菌应用于橙子,它们会释放出一种气体,使香蕉成熟。直到 1934 年,Richard Gane才终于证明苹果可以合成乙烯。
(文章6段,时代变了,怎么变了。)
起初,许多人拒绝气体可能是一种激素的想法,但类似的实验很快表明许多其他植物也能制造乙烯。
现在,如果乙烯是一种气体,那是不是意味着它会自然地四处飘荡,意味着植物可以被附近的植物操纵?嗯,是。许多常见的水果,如苹果、香蕉和鳄梨,会产生大量乙烯,这对其他农产品产生巨大影响。现在,进化并没有向我们解释她的选择,所以这在多大程度上是“有意的”是有争议的,尤其是当它发生在物种之间时。但可以说,乙烯应该被认为是一种信息素,而不仅仅是一种激素。
人类操纵乙烯已有很长时间了。
几千年来,人们一直在刺水果(例如阿莫斯的梧桐),因为这会导致它们产生乙烯并因此成熟。各种传统文化使用烟来催熟水果,这是因为烟中含有乙烯。
如今,人类在工业规模上操纵乙烯。我们将产品暴露在乙烯气体中,并在植物上喷洒乙烯前体。或者当我们不想要这些效果时,我们会从空气中擦洗乙烯或喷洒抑制乙烯反应的化学物质。我们甚至对植物进行基因工程,以改变它们生产和响应乙烯的方式。
现在,当人类操纵乙烯时,为什么我们有时试图增加它,有时又试图减少它?因为…
效果时好时坏。
乙烯对柑橘的主要良好作用是催熟、显色和脱绿。还有一些不明显的效果。
- 它有助于坚果从外壳中分离出来。这被称为“裂开”,但我恳请你不要去寻找这个词,除非你喜欢人类伤口的创伤全景。
- 它可以操纵黄瓜、甜瓜和南瓜的性表达。你知道植物可以是三异种的,即有雌雄同株的花吗?我无法弄清楚为什么像这样操纵性表达是好的,但食品科学家似乎对此非常兴奋。
视情况而定,相同的效果可能是好是坏。成熟的水果如果不成熟是好的,但如果这会导致它在有人吃之前腐烂就不行了。如果植物需要抵抗病原体,则让植物产生苯丙烷类物质是好的,但如果它使食物变苦,则不好。叶绿素的损失对橙子来说是好事,因为它使橙子看起来是橙色的,但对西兰花来说,当它变黄变丑时就很糟糕。
要回答乙烯对任何特定植物是好是坏,我们需要一些背景知识。
有两种水果。
水果分为更年期或非更年期。不同之处在于,在最后的成熟阶段,更年期的果实会产生大量的 CO 2和乙烯。这是Paul 等人的一个数字。 (2011) :
这是一张水果表:
类型 | 例子 |
---|---|
更年期 | 苹果, 杏, 鳄梨, 香蕉, 苦瓜, 蓝莓, 哈密瓜, 榴莲, 猕猴桃, 芒果, 油桃, 百香果, 桃子, 梨, 李子, 番茄 |
非更年期 | 浆果(蓝莓除外)、柑橘、黄瓜、茄子、葡萄、柠檬、荔枝、柑橘、甜瓜(甜瓜除外)、橄榄、辣椒、菠萝、南瓜、西葫芦 |
要了解乙烯的作用,我们需要了解两件事。一、乙烯有什么作用?概括地说,故事是:
- 在更年期的果实中,乙烯会导致成熟。
- 在非更年期的水果和蔬菜中,乙烯要么会产生不良影响,要么不会起任何作用。
第二,植物会产生多少乙烯?这取决于:
- 物种。更年期水果产量多,非更年期水果和蔬菜产量少得多。
- 时间。更年期水果在成熟时会产生更多。
- 强调。诸如病原体或伤人之类的东西会增加乙烯的产生。
- 温度。一般来说,植物在寒冷时释放的乙烯较少。然而,临时的极端温度(高温或低温)有时也可以作为一种压力并增加乙烯产量。
小心你一起存储的东西。
厌倦了所有这些理论?只是想知道把东西放在厨房的什么地方?
这是一个根据乙烯生产和乙烯敏感性对产品进行分类的表格,根据 Fennema 的食品化学(表 16.17)进行了修改。
低灵敏度 | 中等灵敏度 | 高灵敏度 | 效果 | |
---|---|---|---|---|
低产量 | 朝鲜蓟、浆果、樱桃、葡萄、菠萝、辣椒、干洋葱 (?♂️) | 芦笋、豆、芹菜、柑橘、茄子 | 西兰花、球芽甘蓝、卷心菜、胡萝卜、花椰菜、黄瓜、生菜、柿子、土豆、菠菜、草莓(?) | 中性或坏 |
中等产量 | 油桃、木瓜、桃子、李子、番茄 | 杏、香蕉、芒果 | 成熟 | |
高产 | (?) | 鳄梨、哈密瓜、百香果 | 苹果、猕猴桃、梨(?) | 成熟 |
看着这张桌子,我一直很困惑,所以我添加了表情符号,试图提醒自己四个角是什么:
- ?♂️ — “我不在乎乙烯”(低产量和低灵敏度)
- ? — “潜在的灾难”(低产量和高灵敏度。)
- ? —“享受我所有的乙烯哈哈”(高产量和低灵敏度。)
- ? — “Go go go go”(高产量+高灵敏度)
最上面一排都是蔬菜或非更年期水果,而下面两排都是更年期水果。粗略地说,这意味着对于顶行,乙烯将是中性或坏的,而对于底两行,它会使东西成熟。 (尽管参见下面关于柑橘的讨论)。
冰箱的乙烯含量通常很高。
威尔斯等人。 (2000)测量了澳大利亚 30 个家庭冰箱保鲜盒中的乙烯含量。他们发现 17% 的水平低(≤ 0.015 ppm),30% 的水平高(≥ 0.10 ppm),其余的处于中间水平。 (回想一下,像 0.1 ppm 这样的水平通常会产生一半的最大响应。)
乙烯含量高的最重要预测因素是苹果。有苹果的冰箱中的平均水平为 0.2 ppm,而没有苹果的冰箱中仅为 0.029 ppm。
困境:你应该把苹果放在冰箱里吗?
所以,冰箱里的苹果会提高乙烯含量。如果你有像西兰花这样对乙烯敏感的东西,那就不好了。另一方面,冰箱会降低苹果本身的温度,这会减少乙烯的产生。另一方面,冰箱几乎没有通风,这意味着产生的乙烯往往会粘在附近。所以即使你只有苹果,冷藏它们是净正面还是负面也不是很明显。
我的初步建议是不要冷藏苹果。即使不冷藏,它们也能保存相当长的时间,所以我认为它们对您的其他产品构成的风险不值得。
当你有像鳄梨这样既会产生乙烯又会很快变质的东西时,这种困境就变得更加棘手了。在那里,我不确定要推荐什么。 (只是吃得更快?)
误区:把洋葱放在土豆附近是不好的。
这是您经常听到的一些话:
洋葱和土豆不应该存放在一起,因为它们产生的气体会导致另一个发芽。
通常没有指定气体。但如果是的话,人们就会指向乙烯。
我认为这是一个神话。至少,如果将它们存储在一起不好,乙烯不是原因。记起:
- 马铃薯不会产生太多乙烯,但对它很敏感。
- 洋葱不会产生太多乙烯,而且对乙烯也不敏感。
不好的是将土豆存放在成熟的苹果/梨/香蕉/等附近。
那么为什么人们说在洋葱附近存放土豆不好呢?因为洋葱喜欢比土豆更冷的储存,或者因为它们都对湿度敏感,或者因为每个人都错了。 (有关一些令人着迷的研究,请参阅此评论。)
没有人知道纸袋中的乙烯浓度是多少。
一个经典的小学科学实验是将一些水果放在一个装有成熟香蕉的纸袋中,并表明它成熟得更快。
虽然这显然有效,但我想知道:这会产生什么浓度的乙烯?在花了太多时间搜索之后,我很确定没有人知道答案。问题是测量空气中的乙烯浓度很昂贵,因为您需要花费至少 15,000 美元的高档设备。 (如果您有一些气相色谱仪或非色散红外光谱仪设备,并且您想解决这个重要问题……请联系我们。)
乙烯去除产品似乎没有帮助。
你可以买应该吸收乙烯的东西。从理论上讲,这应该有助于延长保存时间,但在实践中,它们似乎并没有太大帮助。
Debbie Meyer GreenBags Ⓡ是应该吸收乙烯的塑料袋。消费者报告以及各种地方电视台进行了测试,总体上发现他们没有做太多,有时甚至比使用普通塑料袋更糟糕
消费者报告对香蕉、桃子、苹果、甜瓜、黑莓、草莓、罗勒、芦笋、西红柿、西兰花、葡萄、生菜和胡萝卜进行了测试。他们发现这比存放在柜台、冰箱或塑料超市袋中的 Ziploc 袋中更糟糕。不过,他们确实发现香蕉有一点好处。各个地方电视台也做过测试:
- KDKA 发现对草莓、西红柿没有好处,对胡萝卜和青椒有好处,对葡萄和香蕉有害
- WPVI 让一位观众测试了 30 天。他们看到“一些项目”在 GreenBags 中做得更好。
- KFVS做了一个非常奇怪的测试,他们在 30 天内根本没有检查任何东西。他们提到辣椒持续时间更长一点
Blueapple Ⓡ是一种吸收乙烯的香囊,您可以将其放入一块塑料中,让您感觉像科学。我能找到的少数测试显示没有什么好处。
- KHOU发现它似乎对一半的蔬菜有点帮助。
- KFVS用西红柿、黄瓜、南瓜和香草对对照组进行了测试。他们发现它什么也没做。
- (还有很多其他网站声称要测试这些,但这些网站不可避免地充斥着销售 Bluapples的附属链接,所以我根本不相信它们。)
我怀疑这些产品确实像声称的那样吸收了乙烯,但影响还不足以超过随机变化。此外,您通常会在限制气流的密闭空间中使用这些东西——这可能对网络有害。
不过,我赞扬这个想法。一些高档冰箱内置乙烯洗涤器,尽管我还没有找到任何明确的证据表明任何特定产品在实践中确实有帮助。
此外,普通的超便宜活性炭可以很好地吸收乙烯(Gaikwad 等人,2019 年) ,所以也许您可以尝试以这种方式解决问题。 (对于有空闲时间和光谱传感器的人来说,这是另一个机会。)
下一篇文章,即将推出:食品工业如何操纵乙烯