Этилен - органическое вещество, eго ещё называют фитогормоном и именно оно отвечает за зрелость фруктов. Растения сами образуют(продуцируют) его, некоторые в большем количестве по сравнению с другими. Что же это за соединение и зачем оно фруктам?
Этилен - бесцветный газ со слабым сладковатым запахом. Он играет важнейшую биохимическую роль в растениях, к одной из которых относят созревание плодов. Этилен называют также гормоном стресса . Его синтез увеличивается в ответ на повреждение растений. Этилен участвует в развитие устойчивости растений к стрессу.
Именно эту способность растений выделять этилен в стрессовых ситуациях, сами того не понимая, использовали еще в Древнем Египте для ускорения созревания плодов. Египтяне обнаружили, что инжир, находясь на дереве, не созревает, тогда они стали инициировать созревание самостоятельно. Проворный юноша залезал на дерево, царапал и повреждал несколько плодов. Это ускоряло созревание плодов за пару дней. Такой же принцип использовали Древние Китайцы: при горении ароматические палочки образуют ряд соединений, в том числе и этилен. Древние Китайцы сжигали ароматические палочки поблизости с персиками, что ускоряло их созревание.
Позже в 1901 году российский ученый Дмитрий Нелюбов объяснил эти явления. Он изучал воздействие газов на прорастание гороха и установил, что именно этилен является активным элементом, влияющим на ускорение роста и развития растений и созревание плодов. Однако, только тремя десятилетиями позже, ученые обнаружили, что растения еще и сами могут образовывать этот газ. Эксперименты доказали, что количество продуцируемого этилена возрастает, если плод повредить, например ножом. Каждый человек сталкивался с этим на своей кухне, порезав яблоко на дольки, оно темнеет через пару часов. Это потемнение яблок (или бананов) и есть выделение этилена.
Механизм синтеза этилена растениями и его участия в процессах созревания плодов - это сложный и до конца не изученный биохимический процесс. Говоря простым языком, образовавшийся этилен участвует в последующем синтезе других веществ, например гена E4, которые в свою очередь влияют на появление окраски, изменении структуры и текстуры плода, увеличении сладости и усиление аромата. Интересно, что процесс созревания отличается для каждого вида фрукта. Например, авокадо не созревает до снятия его с дерева (т.е. в отсутствии стресса), в то время как другие фрукты зреют прямо на растении.
Какие химические изменения происходят при созревании плода?
1. Фрукт становится слаще: крахмал превращается в простые сахара
2. Изменения цвета: разрушение хлорофилла с образованием окрашенных антоцианов
3. Плод становится менее терпким: разложение кислот
4. Плод приобретает мягкость: снижение содержания пектина
5. Появляется аромат: большие органические молекулы разрушаются до маленьких летучих ароматических соединений
Обычно, фрукты классифицируют в зависимости от способности продуцировать этилен на климактерические и неклимактерические. К климактерическим плодам относят томаты, яблоки, персики, бананы, манго, киви. Причем яблоки и бананы можно назвать "лидерами" этого класса фруктов; они образуют наибольшее количество этилена по сравнению с другими. К неклимактерическим, т.е. не продуцирующие этилен, относят цитрусовые, виноград, ананас, клубнику, вишню и другие ягоды .
Однако, сейчас ученые отмечают, что такое разделение фруктов и ягод по способности образовывать этилен больше условно . Последние исследования доказывают, что большинство плодов продуцируют этилен, и различие существует лишь в том, на какой стадии роста и развития плода это происходит. Так образование этилена в помидорах, которые относятся к климактерическому классу, происходит во время созревания плода. В клубнике же, относящейся к неклиматерическому классу, тоже происходит увеличение концентрации этилена, но уже после появления красной окраски в течение 24 часов. Похожие механизмы продуцирования этилена так же установлены в винограде и цитрусовых.
Как ускорить созревание фруктов в домашних условиях?
Бананы и яблоки помогут Вам в этом. Достаточно положить не дозревшие плоды вблизи к этим "королям" синтеза этилена. Неспелый плод созреет за считанные дни. Небольшое повышение температуры, например в непосредственно близости к плите, еще больше ускоряет процесс созревания. Так же положите банан вместе с незрелыми фруктами в бумажный пакет - это ускорит созревание. Важно, чтобы пакет был именно бумажным, т.к. при созревании фруктов выделяется и углекислый газ. Чем больше углекислого газа в закрытом пакете, тем меньше бананы будут продуцировать этилен. Поэтому наличие "дышащих" пор в бумажном пакете способствует обмену этих газов с воздухом помещения, тем самым предотвратит снижение образования этилена.
Промышленное дозревание плодов
Не секрет, что в связи со сложностью транспортировки созревших плодов и экономической целесообразностью, фрукты приезжают в нашу страну незрелыми. Поэтому применяются технологии, заключающиеся в обработке плодов веществами, ускоряющими созревание плодов. Известны технологии с использованием таких агентов: этилен, этефон, ацетилен (полученный из карбида кальция), этилен гликоль и алкиловые спирты. Многие из этих веществ негативно влияют на здоровье человека и технологии с их применением находятся под вопросом или запретом. Например, карбид кальция запрещен к использованию в развитых странах, но все еще применяется в развивающих странах, например в Шри-Ланке. Дело в том, что промышленный карбид кальция содержит следы тяжелых металлов, таких как мышьяк, и фосфоросодержащие соединения. Эти вещества токсичны, накапливаются в фруктах и при постоянном употреблении фруктов, дозревающих с использованием карбида кальция, могут негативно повлиять на здоровье человека.
Поэтому сегодня развитые страны предпочитают применять технологии с использованием этилена. Например, для дозревания бананов используют специальную камеру, где в контролируемых условиях и с подачей в атмосферу этилена инициируют дозревание плодов в течении 24-48 часов.
Производители, использующие этилен, утверждают, что применение этилена при промышленном дозревании плодов негативно не сказывается на здоровье человека. Концентрации этого вещества в камерах не значительные, и этилен, используемый для промышленного дозревания, это то же вещество, что и продуцируется самими фруктами.
Но исследования качества плодов показывают, что в фруктах дозревающих в промышленных условиях ниже содержание протеина, ароматических соединений, аскорбиновой кислоты, β-каротина, минеральных соединений и витамина С по сравнению с плодами, созревшими без применения ускорителей созревания.
Вопрос применения ускоренного дозревания является спорным. Сегодня идеальными веществами-ускорителями созревания считаются этилен или ацетилен. В то же время, ученные отмечают, что необходим строгий контроль содержания тяжелых металлов и дозировок этих веществ для контроля возможных негативных воздействий. Более того, при оценки целесообразности использования промышленного дозревания плодов надо оценивать не только изменение качества плода, но и так же дополнительные воздействия, которые будут оказаны на плоды при натуральном дозревании. Например, более продолжительное воздействие пестицидов или адсорбция плодами тяжелых металлов из почвы при более продолжительном нахождении плода на кусте.
Вам понравилась моя статья? Тогда поставьте лайк, комментируйте и подписывайтесь на мой канал. Наука - захватывающая штука и окружает нас повсюду.