Etylen

Co je Etylen

Etylen je plynný rostlinný hormon, který spolu s dalšími hormony a signály hraje důležitou roli při procesu dozrávání mnoha druhů ovoce.

Nezralé plody mají obecně nízké hladiny etylenu. Jakmile plod dozraje, ethylen se produkuje jako signál, který vyvolává dozrávání plodu. Po sklizni se produkce etylenu nadále zvyšuje, čímž se snižuje trvanlivost ovoce, jeho skladovatelnost a zvyšuje se jeho náchylnost k napadení patogeny. Sledování a řízení produkce etylenu má proto zásadní význam, aby nedošlo k přezrání plodů na stromě nebo během posklizňového skladování, což by je učinilo neprodejnými a snížilo ziskovost.

Etylen můžeme považovat rostlinný hormon, který funguje podobně jako hormony u lidí a pomáhá rostlinám v procesu zrání. Přítomnost ethylenu v plodu urychluje proces hydrolýzy škrobu, přeměnu chloroplastů na chromoplasty a syntézu dalších látek ovlivňujících zbarvení plodu a tvorbu aromatických látek. To je užitečné pro plody, které jsou závislé na pozření a transportu semen skrze konzumenta. Rajčata lze snadno dozrát pomocí etylenu, stačí je zavřít do papírového pytlíku.

Etylen je plyn, který se uvolňuje z ovoce a zeleniny při poranění, hnilobě nebo během zrání. Pokud je zelenina vystavena etylenu, může dojít k žloutnutí, zkrácení trvanlivosti a zvýšenému výskytu chorob. Efektivním způsobem, jak odstranit etylen, je fotokatalýza. Účinky etylenu jsou sníženy při teplotách nižších než 5 °C a i při nízkých teplotách je fotokatalýza velmi účinná.

Je zřejmé, že ventilace se zdá být levným řešením, avšak má své problémy – přehřívání vzduchu v zimě a ochlazování v létě, což se projeví na nákladech.

UVC foto-oxidace je sice účinná, ale nefunguje při nízkých (skladovacích) teplotách, takže nejvíce univerzálním řešením se ukazuje být fotokatalýza pomocí substance založené na TiO₂ jako je FN NANO® , kde je účinek úměrný velikosti ošetřené plochy, ale nevyžaduje žádné energetické nároky a funguje při jakékoli teplotě.

Etylen přirozeně produkovaný rostlinami

Etylen (C2H4) je plyn přirozeně produkovaný rostlinami.

Je spojen zejména s dozráváním ovoce, jako jsou banány, mango a rajčata. Tyto plody jsou známé jako “klimakterické” kvůli velkému množství ethylenu a výraznému zvýšení dýchání, ke kterému dochází během zrání. Dozrávání klimakterického ovoce lze spustit ošetřením ethylenem během skladování. Tato technika má široké obchodní využití, zejména u banánů a avokáda.

Etylen se také uvolňuje v reakci na poranění a při hnití/kompostování vegetace. Dále se uvolňuje ve výfukových plynech osobních a nákladních automobilů. Acetylen má podobnou chemickou strukturu jako etylen a v rostlinách vyvolává stejné reakce. Acetylen se používá při svařování nebo se uvolňuje z karbidu vápníku.

Zelenina ve smíšených skladovacích prostorách může být vystavena působení etylenu, pokud je v nich přítomno i ovoce. Například jablka uvolňují značné množství etylenu i při skladování při teplotě blízké 0 °C.

Citlivost rostlin na etylen

Různé druhy zeleniny jsou na etylen různě citlivé, ale všechny účinky etylenu na zeleninu jsou negativní. Působení etylenu zvyšuje odbourávání chlorofylu (způsobuje žloutnutí), zkracuje dobu skladování, zvyšuje citlivost na poškození mrazem a může napomáhat šíření hniloby. Koncentrace 0,1 ml/l (0,0001 %) může stačit k tomu, aby způsobila nežádoucí změny u produktů, jako je listová zelenina.

Etylen se komerčně používá k prodloužení zrání a zlepšení barevné konzistence zralých zelených rajčat. Papriky jsou neklimakterické, takže nereagují stejným způsobem. Pokusy ukázaly, že u některých odrůd paprik a chilli papriček dochází za přítomnosti etylenu k rychlejšímu vývoji červené barvy, ale pouze v případě, že se již při sklizni měnila. I v tomto případě působení ethylenu pravděpodobně zkracuje dobu skladování, takže náklady mohou stále převažovat nad přínosy.

Účinky etylenu na zeleninu lze eliminovat nebo snížit:

• Skladování při nízkých teplotách. Při teplotách pod 5 °C se účinky etylenu výrazně snižují.
• Udržujte skladovací prostor větraný, aby se v něm nehromadil etylen.
• Odstraňování ethylenu ze skladovacích prostor reakcí s manganistanem draselným.
• Oxidace ethylenu reakcí s ozonem (O3).
• Skladování v atmosféře s vysokým obsahem (CO2)
• Velmi efektivním a energeticky nenáročných je oxidace ethylenu pomoci fotokatalýzy – katalyzátor TiO2. FN NANO®

Etylen je plyn, který se uvolňuje přirozeně z rostlin, především z klimakterického ovoce, jako jsou banány, mango a rajčata, během zrání a v důsledku poranění, hniloby a kompostování zeleniny. Etylen může způsobit žloutnutí, zkrácení trvanlivosti a zvýšený výskyt chorob u zeleniny. Lze ho odstranit pomocí čisticích systémů, odvětrávání nebo ozonu. Teploty nižší než 5 °C snižují jeho účinky.

Výrobní techniky umožňují spustit dozrávání klimakterického ovoce pomocí etylenu. Acetylen vyvolává ve výsledku podobné reakce jako etylen, avšak jeho zdrojem je karbid vápníku a využívá se v svařování. Různé druhy zeleniny jsou na etylen citlivé různě, ale všechny jeho účinky na ni jsou negativní.

Účinky ethylenu na zeleninu lze eliminovat

Etylen se používá k prodloužení zrání a zlepšení barevné konzistence zralých zelených rajčat, ale papriky ne-klimakterické na něj nereagují takto. Účinky ethylenu na zeleninu lze eliminovat nebo snížit skladováním při nízkých teplotách, udržováním větraného skladovacího prostoru, odstraňováním etylenu chemickými reakcemi nebo skladováním v atmosféře s vysokým obsahem CO2. Oxidace ethylenu pomocí fotokatalýzy se ukázala jako velmi efektivní a energeticky nenáročná.

Ethylen je růstový hormon rostlin

Etylen je růstový hormon rostlin a hlavní prekurzor většiny plastů. Rostliny ho přirozeně producují pro prodlužování kořenů, výhonků, dozrávání plodů a odumírání listů. Při zamokření a záplavách se v půdě hromadí etylen produkovaný mikroby, což může poškodit úrodu. Některé bakterie mohou produkovat etylen i bez přítomnosti kyslíku, když jim chybí síra. Vědci identifikovali cestu produkce ethylenu u těchto bakterií a objevili enzymový krok, který je zodpovědný za tvorbu etylenu. Katalyzovaná reakce se provádí pomocí methylthio-alkan-reduktáz, které štěpí vazbu mezi uhlíkem a sírou v (2-methylthio) ethanolu za účelem uvolnění síry a vedlejším produktem je etylen. Objev této cesty produkce ethylenu za nepřítomnosti kyslíku má význam pro zabránění škodlivého hromadění ethylenu v půdě a také pro průmyslovou výrobu bioethylenu.

Endogenní etylen 

je etylen, který je dodán z vnějšku rostlině. V kontextu rostlinné fysiologie se termín “exogenní” vztahuje k látkám nebo vlivům pocházejícím z vnějšku organismu.

Endogenní etylen je ethylen, který je produkován vnitřně v rostlinách. Působí jako endogenní regulátor růstu a vývoje rostlin.

Etylen je uznáván za jeden z hlavních rostlinných hormonů, a hraje klíčovou roli v mnoha aspektech fyziologie a vývoje rostlin, včetně klíčení semen, kvetení, dozrávání plodů a opadávání listů.

Bylo prokázáno, že rostliny samy produkují ethylen již v 1930, což potvrzuje jeho roli jako endogenního regulátora rostlinného růstu a vývoje.

Exogenní etylen

Exogenní etylen je forma etylenu, která není produkována vnitřními procesy organismu nebo rostliny, ale je dodána z vnějšího zdroje.