Zaujímavé

Čo je to etylénový plyn: informácie o etylénovom plyne a dozrievaní ovocia

Čo je to etylénový plyn: informácie o etylénovom plyne a dozrievaní ovocia


Možno ste už počuli, že nedávajte svoje novozberané ovocie do chladničky spolu s inými druhmi ovocia, aby ste zabránili nadmernému dozrievaniu. Je to spôsobené plynným etylénom, ktorý niektoré ovocie vydáva. Čo je to etylénový plyn? Pokračujte v čítaní a dozviete sa viac.

Čo je to etylénový plyn?

Bez vône a pre oči neviditeľný je etylén plynný uhľovodík. Etylénový plyn v ovocí je prirodzene sa vyskytujúci proces, ktorý je výsledkom dozrievania ovocia, alebo sa môže produkovať pri nejakom zranení rastlín.

Čo je to teda etylénový plyn? Etylénový plyn v ovocí a zelenine je v skutočnosti rastlinný hormón, ktorý reguluje rast a vývoj rastlín, ako aj rýchlosť ich vývoja, ako to robia hormóny u ľudí alebo zvierat.

Etylénový plyn bol prvýkrát objavený asi pred 100 rokmi, keď si študent všimol, že stromy rastúce v blízkosti plynových pouličných lámp padajú lístie rýchlejšie (absurdne) ako tie, ktoré sú zasadené vo vzdialenosti od lámp.

Účinky etylénového plynu a dozrievania ovocia

Bunkové množstvo etylénového plynu v ovocí môže dosiahnuť úroveň, pri ktorej dôjde k fyziologickým zmenám. Účinky etylénového plynu a dozrievania ovocia môžu byť ovplyvnené aj inými plynmi, ako je oxid uhličitý a kyslík, ktoré sa u jednotlivých ovocia líšia. Ovocie ako jablká a hrušky vylučuje väčšie množstvo plynného etylénu z ovocia, čo ovplyvňuje ich dozrievanie. Ostatné ovocie, napríklad čerešne alebo čučoriedky, produkuje veľmi málo etylénového plynu, a preto nezasahuje do procesu zrenia.

Účinok plynného etylénu na ovocie je výslednou zmenou textúry (mäknutia), farby a ďalších procesov. Etylénový plyn, ktorý sa považuje za starnúci hormón, ovplyvňuje nielen dozrievanie ovocia, ale môže tiež spôsobiť odumieranie rastlín, ku ktorým obvykle dochádza, keď je rastlina nejakým spôsobom poškodená.

Ďalšími účinkami plynného etylénu sú strata chlorofylu, potrat rastlinných listov a stoniek, skrátenie stoniek a prehnutie stoniek (epinasty). Etylénový plyn môže byť buď dobrý človek, keď sa používa na urýchlenie dozrievania ovocia, alebo zlý človek, keď zažltne zeleninu, poškodí púčiky alebo spôsobí absenciu okrasných vzoriek.

Ďalšie informácie o etylénovom plyne

Ako posol rastlín, ktorý signalizuje ďalší krok rastliny, je možné pomocou etylénového plynu oklamať rastlinu, aby dozrela skôr ovocie a zeleninu. V komerčnom prostredí používajú poľnohospodári tekuté výrobky, ktoré sa zavádzajú pred zberom. Spotrebiteľ to môže urobiť doma tak, že dotknuté ovocie alebo zeleninu jednoducho vloží do papierového vrecka, napríklad do paradajky. Takto sa skoncentruje plynný etylén vo vnútri vaku a ovocie tak bude môcť rýchlejšie dozrieť. Nepoužívajte igelitové vrecko, ktoré zachytáva vlhkosť a môže sa proti vám vypáliť a spôsobiť hnilobu ovocia.

Etylén sa môže vyrábať nielen v dozrievajúcom ovocí, ale aj vo výfukových motoroch s vnútorným spaľovaním, dyme, hnilobnej vegetácii, únikoch zemného plynu, zváraní av niektorých druhoch výrobných závodov.


Zisťuje sa etylén, hormón dozrievajúci ovocie

Obrázok ukazuje potenciálne použitie použitia fluorescenčnej sondy na detekciu plynného etylénu počas procesov dozrievania plodov. V prítomnosti plynného etylénu sa fluorofory v sondách aktivujú a poskytujú zvýšený signál.

Etylén je plynný rastlinný hormón, ktorý reguluje širokú škálu biologických procesov v rastlinách. Je spojená s procesmi dozrievania mnohých druhov ovocia, ako sú jablká a hrušky. Lepšie pochopenie účinkov koncentrácie etylénu na proces dozrievania môže viesť k zlepšeniu riadenia zberu, skladovania a prepravy ovocia. Súčasné metódy používané na meranie etylénového plynu sú však časovo náročné a spoliehajú sa na sofistikované prístrojové metódy. Medzi tieto metódy patrí plynová chromatografia a fotoakustická spektrometria.

Vedecký tím pod vedením profesora Huanga Dejiana z Potravinárskeho a technologického programu na katedre chémie vyvinul NUS fluorescenčné sondy, ktoré poskytujú pohodlný spôsob vizuálnej detekcie prítomnosti plynného etylénu uvoľneného z procesu dozrievania ovocia pomocou jednoduchého fluorescenčného mikroskopu . Sondy sú vyvinuté z triedy komplexov prechodných kovov s karbénom známych ako Grubbsove katalyzátory a vo vzduchu dokážu detekovať etylén až do úrovne 0,9 ppm (častí na milión). Za prítomnosti ďalších možných plynných druhov, ktoré môžu byť tiež emitované dozrievaním plodov (napr. Oxid uhličitý, oxid siričitý a sírovodík), výskumný tím zistil, že účinnosť sondy pri detekcii plynného etylénu nie je ovplyvnená, čo ukazuje, že sonda je selektívny. Táto sonda by sa mohla použiť na stanovenie tvorby etylénu počas dozrievania ovocia, aby sa určili úrovne zrelosti ovocia pre zber a skladovanie.

Sonda obsahuje slabo fluoreskujúce molekuly, ktoré sa aktivujú vystavením pôsobeniu plynného etylénu. Intenzita farby sa zvyšuje, keď sa zistí viac plynného etylénu. Vedecký tím pomocou sondy monitoroval plyn etylénu emitovaný štyrmi rôznymi druhmi ovocia (mučenka, avokádo, banán a jablko) a zistil, že rýchlosť uvoľňovania etylénu lineárne rastie s dobou skladovania. Ich výsledky zodpovedajú predchádzajúcim štúdiám využívajúcim iné detekčné metódy, ktoré ukazujú aplikačný potenciál sond.

Profesor Huang uviedol: „Tento výskum otvára nový spôsob aplikácie Grubbsových katalyzátorov v bioanalytickej chémii etylénu, ktorá je dôležitá pre biológiu rastlín, poľnohospodárstvo a potravinársky priemysel.“


Dozrievanie paradajok s banánmi

Paradajky produkujú etylén, ktorý podporuje dozrievanie. Umiestnenie paradajok do blízkosti iného ovocia, z ktorého sa uvoľňuje etylén, napríklad banán, môže proces urýchliť. Etylén je prirodzene sa vyskytujúci rastlinný hormón a je jednou z najjednoduchších zlúčenín ovplyvňujúcich fyziologické procesy v rastlinách. Účinky etylénového plynu a dozrievania ovocia môžu byť ovplyvnené aj inými plynmi, ako je oxid uhličitý a kyslík, ktoré sa u jednotlivých ovocia líšia.

NC State University Cooperative Extension tiež odporúča dozrieť paradajky v okne. Paradajky jednoducho vyberte, umyte, osušte a odložte na parapet, aby dozreli. Zrenie je poznačené rýchlymi a dramatickými zmenami, ktoré plodom dodávajú atraktívne a jedlé vlastnosti. Niektoré zo známych zmien sú mäknutie, ktoré je výsledkom degradácie látok z bunkovej steny a zmiznutia zeleného pozadia.


Aké sú jeho účinky na ovocie a zeleninu?

Aj keď je etylén neoceniteľný vďaka svojej schopnosti iniciovať proces zrenia u niekoľkých druhov ovocia a zeleniny, môže byť tiež veľmi škodlivý pre mnoho druhov ovocia, zeleniny, kvetov a rastlín, a to urýchlením procesu starnutia a znížením kvality a skladovateľnosti produktu. Stupeň poškodenia závisí od koncentrácie etylénu, dĺžky doby pôsobenia a teploty produktu.

Ovocie a zelenina majú vo výžive človeka zásadnú úlohu. Jedným z mála faktorov, ktoré ovplyvňujú ich ekonomickú hodnotu, je relatívne krátke obdobie dozrievania a znížená životnosť po zbere, ktorú často majú. Nadmerné dozrievanie ovocia a zeleniny vedie k nadmernému mäknutiu, ktoré vedie k znehodnoteniu a poškodeniu počas prepravy a manipulácie.

Spomalenie procesu zrenia a pokles kvality predlžuje skladovateľnosť a trvanlivosť čerstvého ovocia a zeleniny. Monitorovanie trvanlivosti čerstvých plodín pomáha pestovateľovi nielen ušetriť na stratách po zbere, ale spotrebiteľom prospieva aj zachovanie čerstvosti po dlhšiu dobu, čo vedie k zvýšeniu hodnoty ovocia a zeleniny.

Pochopenie základného vzťahu medzi rýchlosťami dýchania etylénu a ovocia počas dozrievania je potrebné na zvládnutie procesov zberu, skladovania a distribúcie.

Keď je chemikália vystavená čerstvým produktom, zachytí sa na svojich etylénových receptoroch a stimuluje fázy dozrievania produktu. Chemická reakcia v ovocí a zelenine potom vedie k vývoju chutí, vitamínov, pevnosti, arómy, textúry a farby v produkte. Príliš veľa expozície etylénu pred tým, ako dodávky splnia požadované časové lehoty a miesta určenia, však môže viesť k prezretiu, zníženiu kvality produktu a zvýšeniu prchavých organických zlúčenín (VOC) v celej zásobe.

Jeden z najväčších prispievateľov k množstvu odpadu v sektore čerstvých plodín priamo súvisí s prípadmi nadmerného vystavenia etylénu počas procesu zrenia a skladovania. V globálnom meradle je hlavným prispievateľom k plytvaniu potravinami ovocie a zelenina, kde sa v potravinovom dodávateľskom reťazci stráca alebo plytvá ohromujúcich 45 - 50% všetkých zozbieraných čerstvých produktov. To je zhruba 1,3 miliárd ton potravín, čo predstavuje ročne 680 miliárd dolárov vyhodeného čerstvého produktu.

Účinkom etylénu na zeleninu sa dá vyhnúť alebo ich znížiť:

  • Skladovanie pri nízkej teplote. Pod 5 ° C sú účinky etylénu výrazne znížené.
  • Skladovací priestor udržiavajte vetraný, aby sa zabránilo hromadeniu etylénu vo vnútri.
  • Odstránenie etylénu zo skladovacích priestorov reakciou s manganistanom draselným (KMnO3).
  • Oxidácia etylénu jeho reakciou s ozónom (O3).
  • Skladovanie v atmosfére s vysokým obsahom CO2.
  • Systémy na čistenie vzduchu pre čistenie zásobníkov.


Spolupracovné rozšírenie: Ovocie stromu

Väčšina ovocia produkuje plynnú zlúčeninu nazývanú etylén, ktorá spúšťa proces zrenia. Jeho hladina v nezrelom ovocí je veľmi nízka, ale ako sa ovocie vyvíja, produkuje väčšie množstvo, ktoré urýchľuje proces dozrievania alebo štádium dozrievania známe ako „klimakterické“. Úroveň etylénu a rýchlosť zrenia je proces závislý od odrody. Niektoré odrody jabĺk, napríklad McIntosh, produkujú neuveriteľné množstvo etylénu a je ťažké ich skladovať. Keď sa zozbierajú po rýchlom zvýšení obsahu etylénu, rýchlo zmäknú a uskladnia sa. Ostatné odrody majú pomalší vzostup etylénu a nižšiu rýchlosť dozrievania. U jabĺk, ktoré sa budú skladovať dlhšie ako dva mesiace, je nevyhnutné ich zber zozbierať skôr, ako sa začne rýchlo zvyšovať hladina etylénu.

Slivky a broskyne sú tiež citlivé na etylén a v dôsledku reakcie na tento hormón budú po zbere pokračovať v dozrievaní. Niektoré odrody sliviek, napríklad Shiro, dozrievajú veľmi pomaly, pretože je potlačená produkcia etylénu. U týchto potlačených-klimakterických druhov môže ovocie zostať príliš nedozreté, ak je zberané príliš skoro. Ostatné odrody sliviek, ako napríklad Early Golden, dozrievajú veľmi rýchlo. V takom prípade by mala byť úroda načasovaná presnejšie, aby ovocie nebolo príliš zrelé, keď sa dostane k spotrebiteľovi.

Na meranie etylénu sú potrebné drahé prístroje. Často to robia špecializované laboratóriá a niekedy aj Cooperative Extension, aby zistili, či je ovocie vo všeobecnom regióne stále vo fáze, v ktorej je možné ho dlhodobo uskladniť. Na meranie stupňa zrelosti sa dajú použiť lacnejšie metódy, ale nie sú také presné ako meranie hladiny etylénu v ovocí.

Medzi spôsoby kontroly etylénu v ovocí patrí predzberová aplikácia aminovinylglycínu (ReTain), pozberová aplikácia 1-metylcyklopropénu (SmartFresh), skladovanie v chlade, skladovanie v riadenej atmosfére a čistenie alebo odstraňovanie etylénu.


Úrovne a príjem kyslíka

Zásadné je tiež zabezpečiť dostatočné vetranie a príjem čerstvého vzduchu mimo skleníka. Na každú spálenú plynnú kubickú stopu by malo byť 14 kubických stôp vzduchu alebo na každých 2 500 BTU kapacity ohrievača by mal byť k dispozícii 1 štvorcový palec vetracej plochy prierezu otvoru z vonkajšieho vzduchu. Plameň horáka musí byť jasne modrý. Žlté alebo oranžové plamene naznačujú, že v palive sú nečistoty alebo nesprávne nastavenie pece. Niektorí pestovatelia v noci z dôvodu úspory tepla úplne utesnia ventilátory, avšak koncentrácia znečisťujúcich látok sa môže rýchlo vybudovať bez nočného vetrania. Odporúča sa inštalácia potrubia, ktoré nasáva vzduch pri zapálení horáka pece.

Bez dostatku kyslíka nedochádza k úplnému spaľovaniu, čo vedie k nebezpečným hladinám etylénu, oxidu siričitého a ďalších plynov. Kyslík sa môže vyčerpať za 2 až 3 hodiny a viesť k neúplnému spaľovaniu, ak nie je odvzdušnené. V Alabame je bežné, že skleník trvá dni bez ventilácie, pretože sú zatiahnuté dni a chladné nočné teploty si vyžadujú nepretržitú prevádzku ohrievača.

Úrovne kyslíka v skleníku sú primárnym záujmom, keď teploty klesnú a pestovatelia pevne utesnia svoje domy kvôli účinnosti vykurovania. Či už pestovateľ spaľuje plyn, ropu alebo drevo, bude sa vyrábať komplexná zmes plynov, ako je oxid uhoľnatý, etylén, oxid dusičitý alebo oxid dusnatý. Ak palivo obsahuje síru, produkuje sa aj oxid siričitý. Rastliny sú 5 000-krát menej citlivé na oxid uhoľnatý ako na etylén, ľudia sú však veľmi citliví na otravu oxidom uhoľnatým. Oxid siričitý môže spôsobiť chlorotické škvrny a bielenie interveinálnych oblastí rastlín.


Zusammenfassung

Vo vegetativen Geweben, die mit IAA (β-Indolessigsäure) behandelt wurden, in sterilisierten oder befruchteten Blüten, oder in solchen, bei denen die Narbe mit IAA behandelt wurde sowie in vielen Früchten während des Klimakteriums, steigt die auf eine niedrige Produktionsrate ab. Vo Wurzelschnitten sú die mit IAA behandelt wurden, spiegelt der zeitliche Verlauf der Äthylenbildung die Zusammenhänge zwischen insideer IAA-Konzentration und Äthylen-Produktionsrate širšie. Nach Auxin-Applikation steigt der IAA-Gehalt zunächst an, sinkt dann jedoch wiederum rasch ab. Dieses Verhalten lässt sich mit der Induktion und Aktivierung des Enzymsystems erklären, das die IAA bindet und abbaut. Ein ähnlicher Mechanismus mag bei der Induktion der Äthylenbildung eine Rolle spielen.In vivo wird das Äthylen aus dem Methionin gebildet. Dabei erfolgt wahrscheinlich zunächst eine Überführung in das S-Adenosyl-Methionin, wonach das C1 dekarboxyliert divný. Anschliessend wird das C.2 - vermutlich als Folsäurederivat - abgespalten und das Äthylen aus dem C3 a C.4, nach Übertragung der Methylmercapto-Gruppe auf ein geeignetes Rezeptor-Molekül, gebildet.

Analoge Untersuchungen zeigen, dass sich das Äthylen mit einem Ende an einen metallhaltigen Rezeptor in Form einer ‘nicht kovalenten’ Bindung anlagert (KA= 6 × 10 −10 M). Diese Bindung wird durch das CO2 kompetitiv gehemmt (KJa= 4,9 × 10 −4 M). Hierdurch ist die Fähigkeit des CO2 erklärt, in sehr vielen biologischen Prozessen, einschliesslich der Fruchtreife, zum Äthylen antagonistisch zu wirken. Das CO2 verhindert nicht die Äthylenbildung, aber es kann die Fruchtreife beeinflussen und bestimmte physiologische Störungen durch Bindung metallhaltiger Enzyme - beispielsweise der Katalase - hervorrufen. Bei niedrigen O2-Konzentrationen ist die Äthylenbildung gehemmt. Der Rezeptor hat eine weitgehend ähnliche O2-Affinität wie die Cytochrom-Oxidase. Darüberhinaus ist O2 für die Wirksamkeit des Äthylen erforderlich. Die reaktionskinetischen Vorstellungen, die die Situation am besten beschreiben, sind folgende: O2 verbindet sich mit dem Rezeptor (KS= 4 × 10 −5 M) oder oxidiert ihn indirekt, bevor das Äthylen ihn erreichen kann. Der Effekt, den ein geringer O2-Partialdruck hervorruft, besteht nicht in einer Atemhemmung, denn er spielt sich auf einem O2-Konzentrationsniveau ab, das für Atemhemmungen nicht niedrig genug ist. Ausserdem kann der Effekt durch Atemgifte nicht verdoppelt (vergrössert) werden. Eine geringe O2-Konzentration kann daher die Fruchtreife auf zwei Weisen verzögern: Senkung der Bildungsrate und Verringerung der Wirksamkeit des Äthylens.

Der Umfang des Gas-Austausches und somit die Äthylen-Konzentration insidehalb einer Frucht hängen vom Diffusions-Koeffizienten von Äthylen in Luft ab. Da dieser eine Funktion des atmosphärischen Druckes ist, senkt Aufbewahrung von Früchten bei Unterdruck ihren Äthylen-Gehalt. Diese Bedingung vermindert darüberhinaus den O2-Partialdruck, wodurch die Lagerfähigkeit von Früchten im Vorklimakterium stark erweitert wird.

Toto je ukážka obsahu predplatného, ​​prístup cez vašu inštitúciu.


Pozri si video: 02 Zprávy 04 Aukce elektřina, plyn, info