古代埃及人通过划伤无花果树促进果实成熟,古代中国人把青涩的梨关在房间里熏香,现代花贩们可以把云南的花剪下来运到北京去开,而水果贩子们,则用“xx”把青香蕉催熟……在这一切看似无关的现象背后,都藏着一只看不见的手——乙烯。
乙烯在中学化学里就出现了,不过多数人听到它,首先想到的还是冒着白烟、管道交错的化工厂——没错,它是现代工业中主要的化工原料之一。然而,它又是如何与水果的成熟联系在一起的呢?
乙烯与植物,寻找那只看不见的手
19世纪,美国和俄罗斯的许多地方已经利用木炭不xx燃烧得到的气体来点灯照明——人们很早就注意到那些气体在管道输送中会泄漏一部分,1864年,还有人注意到了管道周围的植物长得跟正常的不同,比如枝条更加繁茂。
正如许多重大的科学发现那样,机遇总是垂青于那些细心和好奇的人。1901年,一个名叫奈留波夫(Dimitry Neljubow)的俄国植物生理学家——当时还是一个研究生——在圣彼得堡的一个实验室里种豌豆苗。他发现在室内长出的豌豆苗比室外长出来的更短、更粗,不垂直向上长而是往水平方向长。在排除了光照等因素的影响之后,他把目光投向了空气。由于照明气体的存在,室内空气中含有一些室外没有的成分。{zh1},奈留波夫找出了影响豌豆苗生长的成分——乙烯。而植物“短、粗、横向长”也就成了检测乙烯泄漏的“三项指标”。
科学的车轮滚滚前进,到了1917年,一个叫做达伯特(Doubt)的科学家发现乙烯会促进水果从枝上落下,由此乙烯与水果“催熟”的关系露出了一丝端倪。不过,此前的这些结论都是基于外源乙烯的。直到1934年,英国科学家甘恩(Gane R.)才从成熟的苹果中分离检测到了乙烯的存在,乙烯作为一种“植物xx”引起了更多的关注。现在,植物学家、农学家们不仅搞清楚了乙烯如何产生、如何影响水果成熟,更重要的是学会了利用它来调节水果的“熟”与“不熟”。于是,本文开头所列的那些风牛马不相及的事情,被这只看不见的手联系了起来。不过,水果的生与熟又是如何定义的呢?
水果如何成熟
尚未成熟的水果是“青涩”的,一般而言硬而不甜。青来源于其中的叶绿素,涩来自于其中的单宁,而硬主要是果胶的功能,不甜则是因为淀粉还没有转化成糖。等到应该成熟的时候,植物中就会产生乙烯。乙烯一起,水果中的各部分就像听到进攻的号角,纷纷起身,开始了夺取成熟的战斗。那一刻,“它不是一个人”:有酶来分解叶绿素,甚至有新的色素产生,于是绿色消失,而红、黄等代表着成熟的颜色出现;一些激酶分解了酸而使水果趋向中性;淀粉酶把淀粉水解成糖而产生甜味;果胶酶的到来则分解掉了一些果胶,从而让水果变软;还有一些酶分解水果中的特定化合物而释放出某些气体,于是不同的水果就有了不同的香味……
自然成熟的水果,也意味着种子已经成熟。变得香甜可口,客观上是满足了人和其他动物的食欲,对于植物来说是让动物们传播种子而付出的酬劳。这大概也能解释为何水果好吃而种子却不能被消化——可以随着动物们的活动而流浪远方,在各个角落里生根发芽。
不知道是为了方便被吃掉,还是为了即使没被吃掉也能够回归大地,不是瓜类的植物也同样会“果熟蒂落”。达伯特发现乙烯会促进这一过程。当乙烯到来时,“蒂”中的细胞就活跃起来。尤其是果胶酶,分解了果胶之后,果实和母亲的联系就变得格外脆弱,稍有风吹草动它们就离开了母亲的怀抱。所以,如果牛顿真的是被苹果砸出了万有引力的灵感,那么实在是应该感谢那一刻附于苹果身上的乙烯们。
遏制乙烯,保鲜的关键
对于科学,许多人关心的只是“对我有什么用”。而许多科学上的发现,对我们还真是没有什么具体的用处。不过,乙烯的“植物xx”作用不在此列:明白了它的作用,即使我们不是杨贵妃,也可以吃上万里之外的新鲜水果了。
水果一旦成熟,即使被摘下了,内部的生化反应还是难以遏制。比如说,糖转化成酒精、水果进一步变软……我们的肉眼看到的,就是水果“烂掉”了。而且,这个过程发生起来非常迅猛。比如香蕉,只要几天就够了。
既然知道了一切过程尽在乙烯的掌控,那么我们就可以“擒贼专擒王”,控制住乙烯就好办了。比如香蕉,在很生的时候收割下来,放置在乙烯产生最慢的温度下(科学家们已经发现这个温度是13℃~14℃),就可以放置很长的时间而不烂掉。如果包装的箱子或者箱内有能够吸附乙烯的材料,就更有助于把乙烯的浓度控制得更低,大大延长保存时间。到了需要的地方或者时候,把昏睡的香蕉们用乙烯“唤醒”,就可以在几天之内变熟。一般而言,热带和温带的水果对乙烯都很敏感,除了香蕉,通常还有芒果、xx桃、苹果、梨、柠檬等采取这样的方式。
我们经常见到xx的水果被纸或者泡沫包着。不过这不仅仅是为了好看或者“xx”。就像人体受到外界刺激会产生防御反应,从而导致某些生理指标变化一样,水果“受伤”了也会刺激乙烯的分泌。在运输过程中,摩肩接踵的水果们难免磕磕碰碰,虽然只是小伤但也足以使得它们产生更多的乙烯,加速成熟和腐烂。而成熟变软又使得它们更加容易受伤。良好的包装减少了这种受伤的机会,有助于减少损失。
产生乙烯,催熟的关键
虽然乙烯与果实的关系被人类认识不到100年,但是对它的应用却有着久远的历史——通常所说的经验,有时候的确蕴藏着科学的机理。
中国古人采下青的梨,会放在密封的房间里对它们“熏香”。不清楚古人们是如何发现这样可以促进青犁的成熟,但是这与今天的水果催熟在原理上是一样的。香是一些植物原料做成的,“熏香”的燃烧不xx,产生的烟气中可能含有一些乙烯成分。
古代埃及人的应用看起来更加“神棍”。他们在无花果结果之后的某一时期,会在树上划出一些口子,说是可以让果实更大,成熟更快。而现代科学研究却证实这种看起来“神棍”的做法是合理的。1972年发表在《植物生理》(Plant Physiology)上的一篇论文证实,无花果结果之后的16~22天,对果树进行划伤处理的一小时之内,乙烯的产生速度会增加50倍。相应地,接下来的三天之中,果实的直径和重量会分别增加到2倍和3倍,而没有划伤的则只有小幅度的增加。在中国农村,核桃结果之后人们也经常在树上砍出伤痕,或许也是同样的原因。
古人的经验是无意识地应用了乙烯与植物生长的关系,而现代农业中则是有的放矢。那些经过保存运输的“生”水果,在分销之前需要进行“催熟”操作。乙烯是气体,使用起来显然不方便。现在一般用的是一种叫做“乙烯利”的东西。它本身跟乙烯是xx不同的化学试剂,{zh1}会在植物体内转化成乙烯。因为它是固体,工业产品以液态方式存在,使用的时候进行高度稀释,所以使用很方便。低浓度的乙烯利安全无害,所以不用担心它“催熟”的水果有害健康。不过,高浓度的乙烯利可以燃烧,对于人体也会有一定损害,废弃之后还可能对环境和水质有一定污染。这也是它倍受“环保人士”和“自然至上者”们质疑的主要原因。
乙烯利的应用不止于此。它还被广泛应用于促进农作物生长和果实成熟,比如在西红柿、苹果、樱桃、葡萄、黄瓜、南瓜、菠萝、甜瓜、棉花、咖啡、烟草、小麦等作物的生产和销售中,都可以找到它的身影。
在某些地方,还有人用电石来催熟水果。电石与空气中的水反应,会释放出乙炔。有研究发现乙炔也有一定的催熟能力,不过所需要的浓度要远远高于乙烯。乙炔本身倒也没有什么问题,但是工业上使用的电石可能含有砷等有毒物质,所以这种“催熟剂”在很多国家是非法的。
如何让家里的水果变软
一般来说,香蕉、苹果、葡萄之类的水果如果是未成熟采摘的,在分销之前都经过“催熟”才上市。但是芒果、柿子、xx桃,可能没有经过催熟或者没有xx熟透就摆上了货架。
如果买到的是这样的水果,最简单的当然是耐心地等到它们“慢慢变老”。如果想加速它们的成熟变软,也可以采取一些措施。虽然中学化学里有制取乙烯的实验,不过建议不要在家里通过这种方式来进行。乙烯利等“催熟剂”也不建议使用,一方面不便宜,另一方面高浓度的乙烯利也有一定的危险。为了早点吃到水果而发生事故,哪怕只是把手灼伤,也是一件得不偿失的事。
所以,还是采取一些xx的、温柔的、xx没有危险性的方法比较好。因为苹果和香蕉都能产生相当量的乙烯,所以把它们和要催熟的水果,不管是梨、柿子、芒果还是xx桃放在一起,用袋子装起来,都能起到一定的“催熟作用”。考虑到香蕉比较容易坏,而乙烯主要由香蕉皮产生,也可以吃掉香蕉放香蕉皮就行了。
另外,从理论上说,伤害水果会促进乙烯的释放。在民间,有在柿子上插秸杆促进变软的说法,而西方也有“一个烂苹果破坏一整筐”的谚语。所以,在要催熟的水果上无关紧要的部位(比如蒂上)扎一些伤痕,或者直接在袋子里放敲坏的苹果,或许也有助于加速它们的成熟变软。
“催熟水果”好不好
说起水果催熟,基本上是千夫所指。希望吃到“自然成熟”的水果,本身无可厚非。那些在树上就成熟了水果,也xx可能味道更好。但是,成熟了才采摘的香蕉,运到北京或许只有少数人能够吃得起。而无论再有钱的人,也不可能在另一个季节吃到它们。
所以,把xx成熟的水果和未成熟采摘然后催熟的水果来相比,实在是一件没有意义的事情。xx成熟的水果再好,没有的吃也枉然。而现代农业技术所带来的这些“非自然”的产品,至少让寻常百姓也可以超越时间和空间的限制,吃到这些水果。这个待遇,实际上比杨贵妃的荔枝也还要高一些。而且,一旦在心理上适应了,这些“不自然”的水果,也并不是“自然至上者”们所鄙薄的那样难吃。至于营养,且不从生物学上去比较,与没有吃的相比,“不自然”的水果还是要有营养得多。
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