果蔬中的乙烯
每當我們談到有關植物組織的采摘后生理學時，討論最多的就是植物激素。所謂經(jīng)典植物激素指脫落酸、生長素、細胞分裂素、乙烯和赤霉素。它們是植物生長調(diào)節(jié)劑 (PGR)。顧名思義，它們有助于細胞的生長和發(fā)育。具體來說，它們有助于促進開花、改變果實的成熟度、增加分枝并丟棄多余的果實。在這 5 種生長激素中，研究更多地集中在乙烯上，主要是因為它對成熟度有著直接作用，而對其他激素的參與度知之甚少。此外，乙烯的測量方式相對簡單。
乙烯（C2H4）
乙烯是植物中天然存在的植物生長激素，它是一種帶有雙鍵的雙碳碳氫化合物(烯烴)。它無色幾乎無味（乙醚的甜味），高等植物的所有組織基本上都會產(chǎn)生乙烯——從種子到果實。作為植物生長激素，它控制著植物的許多過程。
乙烯在這些過程中具有深遠影響，特別是在果實成熟和衰老方面，即使是微量也能造成影響。在 5 種 PGR 中，乙烯是不尋常的，在室溫下，它是一種揮發(fā)性氣體，因此它可以在植物組織之間或從一種食品快速擴散到其他食品。這就是為什么香蕉這種中等乙烯生產(chǎn)量可以幫助其他水果更快成熟的原因。
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乙烯合成
在高等植物中，乙烯通過簡單的兩步生化途徑在植物組織內(nèi)產(chǎn)生。乙烯的合成涉及氨基酸蛋氨酸，蛋氨酸首先轉化為 S-腺苷-L-蛋氨酸（SAM）。在乙烯生物合成的第一個專用步驟中，SAM 被轉化為氨基環(huán)丙烷-1-羧酸（ACC）。參與該過程的酶是 ACC 合酶，通常是限速步驟，這代表乙烯產(chǎn)量的增加伴隨著植物組織中 ACC 水平的增加。所謂的楊氏循環(huán)允許這個步驟的副產(chǎn)物 5′- 甲硫基腺苷（MTA）再循環(huán)為甲硫氨酸，這就能利用少量游離蛋氨酸產(chǎn)生乙烯。
然后 ACC 氧化酶（乙烯形成酶）將 ACC 轉化為乙烯。注意，乙烯合成的最后一步需要氧氣。這就是為什么乙烯生產(chǎn)在低氧水平下受到抑制的原因。一項研究表明，儲存在氮氣下的蘋果和梨會停止生產(chǎn)乙烯，但在重新暴露于氧氣后就仍會如此。
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根據(jù)呼吸速率，果蔬可分為躍變型和非躍變型兩類。在我們對果蔬進行分類之前，讓我們先定義什么是呼吸作用。
根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）的說法，呼吸基本上是所有植物的反應。這是植物最重要的生理活動，直接關系到農(nóng)產(chǎn)品品質。該過程涉及利用光合作用過程中產(chǎn)生的糖分和氧氣來產(chǎn)生能量（二氧化碳、水和熱量）以促進生長。這是一個連續(xù)的過程——從田間到貨架。然而大量果蔬在收獲后表現(xiàn)出呼吸活動突然升高，這就被稱為呼吸躍變上升，這種行為首先由蘋果成熟階段末期二氧化碳氣體的激增引起，然后在躍變期之后，隨著果實成熟而減慢呼吸。
但是乙烯與果蔬的呼吸有什么關系呢？很簡單，躍變型果蔬在成熟時會產(chǎn)生乙烯，這就是為什么躍變型果蔬能夠在收獲后再成熟的原因。另一方面，非躍變型果蔬的呼吸活動呈穩(wěn)定下降趨勢。正因為如此，非躍變型果實只有在充分成熟后才能收獲，因為一旦從親本植物中去除，幾乎不會產(chǎn)生乙烯。這種變化最初是在檸檬橙子中被觀察到。
躍變期典型
蘋果、杏、鱷梨、香蕉、苦瓜、藍莓、面包果、哈密瓜、番荔枝、奇異果、芒果、甜瓜、油桃、桃子、梨、李子、番茄、西瓜
非躍變期典型
黑莓、可可、櫻桃、蔓越莓、黃瓜、茄子、葡萄、檸檬、枇杷、柑橘、橄欖、胡椒、菠蘿、覆盆子、草莓、西葫蘆
乙烯生產(chǎn)率
在發(fā)育和成熟期間，水果和蔬菜中有兩個乙烯系統(tǒng)起作用：系統(tǒng) I 和系統(tǒng) II
系統(tǒng) I 乙烯在躍變型和非躍變型植物組織中作為基礎乙烯產(chǎn)物起作用，它負責果實未成熟階段的乙烯產(chǎn)生。由于受傷和其他生物脅迫，系統(tǒng) I 乙烯還負責產(chǎn)生乙烯。
在成熟開始時，系統(tǒng) II 乙烯接管。在這一點上，乙烯的產(chǎn)生從自動抑制轉變?yōu)樽詣哟碳?。在躍變型果蔬中，這種轉變的特征是自催化乙烯產(chǎn)量突然增加，同時伴隨著呼吸速率上升。在成熟過程中，乙烯的產(chǎn)生與 ACC 合酶和 ACC 氧化酶的上調(diào)有關，這兩種酶的活性都增加。
躍變期果蔬生而不同，究竟哪些會產(chǎn)生更多的乙烯？躍變型果蔬之間的區(qū)別首先是基于呼吸的模式，如今它們通過乙烯產(chǎn)量的差異來識別。下圖顯示了根據(jù)乙烯產(chǎn)生率對果蔬進行分類。
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乙烯通常是有益的，它有助于軟化果蔬硬度，增加其含糖量，釋放芳香化合物并產(chǎn)生風味。但如果不加以控制，可能會導致收獲后損失（加速衰老和變質）。對于需要長期儲存或運輸?shù)竭h方的農(nóng)產(chǎn)品來說尤其如此。在一些水果和蔬菜中，乙烯可能會引起某些不良影響，譬如像西蘭花變黃、馬鈴薯發(fā)芽和葉類蔬菜褪色。
要延遲或抑制乙烯在果蔬中的作用，可以使用多種方法。
① 低溫
一般來說，低溫會減緩新陳代謝，就包括植物組織中乙烯的產(chǎn)生。這也是為什么在低溫下儲存農(nóng)產(chǎn)品是理想方案的原因。但在儲存時，最好了解產(chǎn)品與乙烯耐受性相關的相容性，不能耐受乙烯的產(chǎn)品必須與另一種快速產(chǎn)生乙烯的產(chǎn)品分開存放，不可一股腦全部放在一起。
在儲存期間將農(nóng)產(chǎn)品分開的另一個原因是一些熱帶水果對低溫敏感。對于大多數(shù)溫帶農(nóng)產(chǎn)品，非低溫敏感品種的最佳儲存溫度為 -1.0 - 0.0 °C，而低溫敏感品種的最佳儲存溫度為 3.3 - 4.4°C。
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② 除氧
氧氣在乙烯生產(chǎn)中必不可少，因此大氣受控的環(huán)境有助于延遲成熟。乙烯、氧氣和二氧化碳對果蔬成熟過程產(chǎn)生影響，通過氣調(diào)包裝對產(chǎn)品貨架期起到?jīng)Q定性作用，具體可以點擊查看埃幸之前的推送《合適的包裝技術可以提高果蔬貨架期》
結果表明，使用高濃度 CO2 和低濃度 O2 會延緩乙烯合成以及未成熟果實的成熟度。在存在高濃度 CO2 和低濃度 O2 的情況下，躍變階段的乙烯產(chǎn)量較低。然而，低 O2 僅抑制 ACC 向乙烯的轉化。而高 CO2 抑制了 ACC 的形成，以及將其轉化為乙烯。
因此氣調(diào)包裝是通過除氧抑制乙烯生產(chǎn)的一個典型解決方案。
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