想象一下,你正在驾驶一架满是婴儿的飞机。起初,他们都睡得很安详。但如果一个人醒来,他们会开始哭泣。这最终会吵醒一些邻居,他们也会开始哭泣,很快你的飞机就会变成一个不愉快的地方。在这种情况下,你会非常努力地让所有婴儿都睡着。
上次我们谈到了乙烯。这是一种气态植物激素,导致一个坏苹果破坏了一堆(真的),把鳄梨和香蕉放在一个纸袋里让它成熟(也是真的)和许多其他鲜为人知的现象。鉴于乙烯的重要性,农业工业已经找到了许多方法来操纵它,以使产品看起来更好看、味道更好或更容易运输。
许多作物在收获后使用乙烯气体。
许多更年期的水果在未成熟时被采摘,然后在出售前暴露在气态乙烯中。这样做是为了减少腐败,因为更容易采摘和运输未成熟的水果。牛油果、香蕉、芒果、蜜露、猕猴桃、芒果和西红柿很常见(Saltveit,1999) 。 (可悲的是,我找不到任何数字说明它有多常见。)
尽管乙烯的影响可以在 0.1 ppm 这样的浓度下触发,但浓度通常会高出 100 倍甚至 10,000 倍。通常的程序是将水果在中等温度下暴露半天到 3 天。
误解:乙烯只是改变西红柿的颜色。
这是一个常见的神话:
西红柿被采摘绿色运输,然后在出售前暴露在乙烯气体中。这会改变颜色,但不会改变味道。
许多(不是全部!)西红柿确实被采摘成绿色,然后暴露在乙烯中,导致它们变成红色。然而,这确实改变了味道和颜色。 (请参阅本系列的下一篇文章,所有关于西红柿的内容。)
如果你不相信这一点,你可以自己测试一下:拿一些绿色的西红柿,把一半放在一个袋子里,里面放一些成熟的苹果或香蕉。盲测会显示它们更甜。
为什么香蕉变质这么快?
这是一个常见的问题:
美国的香蕉大多来自中美洲或南美洲。怎么可以收获、清洗、包装、漂洋过海、运到商店,而它们还呈淡绿色,但我把它们带回家后,它们会在一周内突然坏掉?
在某种程度上,这只是经济学。越慢越便宜。于是,这只看不见的手查看了整个供应链,找到了最便宜的部分来加快速度,然后重复。香蕉在没有腐烂的情况下到达您的身边,它就停止了。
但部分原因是乙烯。香蕉到达目的地时的成熟程度有很多自然变化。有些到达时还很绿。这些在出售之前就暴露在乙烯气体中,这会启动滴答作响的时钟,使它们在一两周内变坏。
人们喜欢接触乙烯的柑橘。
由于柑橘是非更年期的,乙烯不会使其成熟。然而,乙烯经常被用来降解叶绿素,从而改变颜色。
消费者喜欢这个。莫拉莱斯等人。 (2020)采取了两种柑橘。他们在看起来还很绿的时候收获了一些,有些在更高成熟度之后收获。然后他们用乙烯治疗每组的一半,并问西班牙人“你会买这些吗?”
未处理 | 乙烯处理 | |
---|---|---|
早期收获(1 型) | 2% | 53% |
稍后收获(类型 1) | 12% | 82% |
早期收获(2型) | 32% | 72% |
稍后收获(类型 2) | 56% | 70% |
这是对生产商使用乙烯的强烈激励。研究人员还提取了内部水果,并让人们根据味道进行比较。他们找不到区别。
误解:橙子应该是橙色的。
你知道颜色“橙色”是以水果命名的吗?
所以,你会认为橙子应该是橙色的,这是可以原谅的。但不——橙子可以在树上自然成熟,仍然是完全绿色的。它们只有在温度降低时才会变成橙色,这会导致叶绿素降解。印度或巴西的橙子即使完全成熟也能保持绿色。
然而,人们(在某些地方)期望柑橘是橙色的,所以乙烯被用来“去绿”它。由于柑橘是非更年期的,理论上说这对内部果肉的影响应该很小。这已在橙子、葡萄柚、柑橘、柑桔和suisho-buntan (一种日本柑橘)中得到证实。
液态乙烯前体也被添加到许多作物中。
令人讨厌的是乙烯是一种气体。特别是,如果您想将乙烯应用于田间植物,那将很难。因此,人们寻找添加到植物中后会代谢成乙烯的液体。 1965年他们发现了乙烯利。
当我第一次看到这个时,我傻眼了。请记住,乙烯看起来像这样:
当乙烯利几乎没有相似性时,它怎么可能是乙烯的前体呢?当被问及这个问题时,Dynomight 生物学家——在我认为我可以通过盯着分子图片理解生物化学的想法长时间地傻笑之后——解释说,核心是两个相连的碳原子。它是一种不稳定的分子,这意味着氯原子和磷原子很容易被撕掉,然后氢原子就会附着,瞧,乙烯。
乙烯利在许多不同的植物仍在生长时被应用到它们,包括苹果、谷物、樱桃、柑橘、咖啡、棉花、黄瓜、葡萄、番石榴、橄榄、桃子、辣椒、菠萝、大米、甘蔗、红薯、烟草、西红柿和核桃(Saltveit,1999) 。它被 EPA 批准为杀虫剂,尽管许多应用与害虫无关。
这有多普遍?这是非常有情境的。对于核桃,它用于异常炎热或潮湿的天气。对于苹果,它在某些地区用于某些品种。
这是我对美国使用情况的最佳估计。
产品 | % 使用乙烯利 |
---|---|
棉布 | 60% |
番茄 | 27% |
苹果 | 15% |
酸樱桃 | 70% |
甜樱桃 | 10% |
拉斯辛 | 5% |
高尔夫球场草(!?) | <5% |
胡椒 | <2.5% |
小麦、蓝莓、黑莓、哈密瓜、梨、南瓜 | <1% |
这是从各种来源拼凑而成的。
大部分信息来自2016 年 EPA 报告。一些额外的细节:
- 超过 90% 的乙烯利用于棉花。每年总共使用 810 万磅乙烯利处理 720 万英亩土地
- 第二个最重要的作物是西红柿,每年 49,000 磅用于 73,000 英亩的西红柿。看起来总共有大约273,000 英亩的土地专门用于种植西红柿,这表明 27% 的西红柿经过处理。
- 如果乙烯利是乙烯气体的替代品,或者您是否可以同时使用这两种气体,我无法确定西红柿。
- 这是葡萄的详细信息。
- 鲜食葡萄:30%(您知道其中 99% 是在加利福尼亚种植的吗?)
- 葡萄干:10%
- 葡萄酒/果汁葡萄:<1%
- 它显然被用在高尔夫球场的草皮上以减缓生长并……节省割草工作?通常用于现场处理,例如三通附近。 EPA估计不到 5% 是按面积处理的。具体数字的唯一其他来源是Watada (1986) ,他说:
- 苹果:范围从 1% 到 60%,具体取决于地区和苹果的类型。
- 樱桃:在中西部,90% 为甜樱桃,25% 为酸樱桃。
- 蓝莓:仅在本季最后一次收获时使用。
- 无花果:用于超过 50% 的 Calmyrna 无花果。 (加州最常见的类型)
- 葡萄:用于加州 20% 的葡萄干。
- 核桃:用于异常炎热或潮湿的天气。
- 西红柿:用于加利福尼亚加工的 40% 的西红柿。
在抑制乙烯生产方面付出了巨大的努力。
就食品工业而言,乙烯既是敌人也是朋友。
还记得你的飞机上睡着的婴儿醒来并开始哭泣吗?这基本上就是移动一个香蕉容器的感觉。如果任何香蕉在任何地方成熟,它们都会释放乙烯并开始成熟的连锁反应,这将破坏整个容器。
有几种策略可以解决这个问题。最明显的是制冷(以减少乙烯产生)和新鲜空气(以去除乙烯)。这些听起来很明显,但请记住您有大量紧密包装的水果,您需要防止乙烯在任何地方形成。此外,同时使用制冷和新鲜空气会消耗大量能源。
另一种解决方案是从空气中清除乙烯。一些产品使用受控气氛方法进行储存和运输,其中气体混合物经过精确调整以最大限度地延长寿命(通常通过增加二氧化碳、减少氧气和去除乙烯)。一些水果与乙烯清除小袋一起包装。
第三种解决方案是首先抑制作物产生乙烯。最常见的化学物质似乎是氨基乙氧基乙烯基甘氨酸 (AVG),它可以阻断乙烯上游的一种酶。在美国,它以ReTain的形式提供,在收获前喷洒在水果和蔬菜上以减缓成熟。它被批准用于苹果、梨、樱桃、核桃、山核桃、杏子、桃子和李子。在欧盟,由于担心毒性,它被禁止。
在抑制乙烯反应方面也付出了巨大的努力。
但也许,在你的婴儿飞机上,没有办法阻止一些婴儿醒来。如果是这样,那么也许您仍然可以防止熟睡的婴儿听到醒着的婴儿的哭声。
也就是说,也许您无法将所有乙烯排除在环境之外,但您可以防止您的产品对其产生反应。
再次,冷藏可以提供帮助,增加二氧化碳的量也可以。
一个更令人兴奋的选择是1-甲基环丙烯 (1-MCP) ,以SmartFresh销售。这是一种与乙烯受体结合的气体,可防止乙烯产生影响。它在欧盟、美国和英国被批准用于多种农产品,包括苹果、西红柿、猕猴桃、香蕉、甜瓜、西兰花和土豆。通常人们将农产品暴露在 1-MCP 中一天左右,这会阻止乙烯数周。
对于长期储存,1-MCP 可能会重复使用。这非常有效,以至于苹果之类的东西有时会在出售前保存长达一整年。
我听说过一些其他起类似作用的化学物质,包括硫代硫酸银; 2,5-降冰片二烯和5-Diazo-1,3-环戊二烯。
更具冒险精神的想法是对产品进行基因工程改造,使其对乙烯不敏感。 (当然,这不适用于更年期的水果,因为它需要对乙烯敏感才能成熟。)
其中一些甚至在有机农产品上也是允许的。
您会认为会有一些单一的数据库,您可以在其中查看什么是允许的,什么是不正确的?据我所知,不——政府只是希望你通读一份杂乱无章的法规清单,除非你阅读了整个链条,否则每一个都是没有意义的。
撇开抱怨不谈,美国国家有机标准委员会 (NOSB) 有一份可用于生产的合成(即非有机)化学品的特殊清单,这些化学品继续作为“有机”销售。不允许使用乙烯利和 1-MCP。然而,乙烯气体被批准用于“热带水果”的采后成熟和柑橘的脱皮。它也被允许在收获前用于菠萝开花。我不清楚这里的“热带水果”究竟是什么意思,或者这在实践中有多普遍。
乙烯加工的健康风险似乎很小。
你应该担心这些化学物质吗?可能不是。
乙烯气。 EPA 似乎完全不关心。从 1923 年开始,这种气体实际上被用作麻醉剂,没有关于毒性的报道。它是自然发生的。但无论如何,它是一种气体,所以在任何人吃任何东西之前它就已经消失了。
乙烯利。当乙烯利喷洒在植物上时,大部分会转化为乙烯,但仍有一些痕迹,你会吃掉它们。消耗大量乙烯利可能不好。动物实验表明皮肤、眼睛、新陈代谢和肾脏存在问题。没有关于癌症的明确证据。在美国,在什么生产阶段可以对什么类型的产品喷洒多少乙烯利是有公差的。这些设计是为了如果一个典型的人吃了 70 年的农产品,他们只会得到被认为会导致任何不良影响的最小剂量乙烯利的9% 。似乎非哺乳婴儿的错误余地要小得多,因此这可能是一个有效的担忧。
1-MCP 。这又是一种气体,这意味着几乎所有的 1-MCP 在你吃任何用它处理过的东西之前都会消失。此外,动物实验显示出非常低的敏感性,科学家似乎并不关心对健康的影响。
其他一些化学物质(如 AVG)可能更令人担忧,但我没有详细研究它们。
可以说,乙烯加工对健康有很大的好处。
我的情况模型是这样的:
乙烯加工
↓
产品更便宜/更美味
↓
人们吃更多的农产品
↓
人们更健康
我的意思是,当然。你可以想象一个社会在不使用这些化学品的情况下生产与我们现在一样多的产品(并且与我们现在一样具有吸引力)的世界。在那个世界里,也许人们会更健康,因为他们避免食用微量乙烯利等。但这样做需要大量的额外资金,即将资源从人们喜欢的其他事物中转移出去。事实上,当人们选择吃什么时,价格很重要,而这些化学物质使水果和蔬菜更便宜。