化学趣话(第六期)

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高 一 化 学 自 助 餐
内容：化学趣话（第六期）
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水果催熟
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“药水”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完全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。最后，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“植物激素”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“植物激素”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。

时间：2014年3月
命题：李铭
审订：
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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、猕猴桃、苹果、梨、柠檬等采取这样的方式。 我们经常见到高档的水果被纸或者泡沫包着。不过这不仅仅是为了好看或者“高档”。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梨的成熟，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”的燃烧不完全，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。它本身跟乙烯是完全不同的化学试剂，最后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、猕猴桃，可能没有经过催熟或者没有完全熟透就摆上了货架。
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，还是采取一些天然的、温柔的、完全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、芒果还是猕猴桃放在一起，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，也完全可能味道更好。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，把天然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。
天然成熟的水果再好，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。