اتیلن و کاربرد آن در پردازش موز

اتیلن در اتاق‌های رسیدن میوه استفاده می‌شود که یک گاز بی‌رنگ با بوی شیرین و طعم ملایم است، دارای خواص خفه‌کننده و بی‌حس‌کننده بوده و قابل اشتعال است. محدوده‌های قابل اشتعال آن در هوا 3.1–32% حجم به حجم است و دمای خوداشتعالی آن 543 درجه سانتی‌گراد است. هنگامی که از گاز برای رسیدن میوه استفاده می‌شود، باید مراقب بود که سطوح در جو به 3.1% نرسد. به عنوان اقدامات احتیاطی اضافی، تمامی اتصالات الکتریکی باید از نوع “بدون جرقه” باشند و هشدارهایی مربوط به خطرات آتش‌سوزی و سیگار کشیدن در اطراف اتاق‌ها نمایش داده شود.

اتیلن برای اولین بار توسط نلیوبوف (1901) شناسایی شد و بیش از 100 سال است که اثرات فیزیولوژیکی آن بر روی محصولات کشاورزی شناخته شده است. اف.ای. دنی از اتیلن برای رسیدن موز، گوجه‌فرنگی و گلابی استفاده کرد و سپس یک پتنت گرفت (دنی 1923). اتیلن برای اولین بار به عنوان یک ماده شیمیایی فرار تولید شده توسط سیب‌های رسیده توسط گین (1934) شناسایی شد. فرض بر این بود که اتیلن تنها در میوه‌های کلایماکتریک در طول مرحله رسیدن تولید می‌شود، اما با توسعه تکنیک‌های تحلیلی کروماتوگرافی، مشخص شد که تمامی محصولات در شرایط خاص قادر به تولید اتیلن هستند (هولم 1971). در بررسی خود، کاری (1998) گزارش داد که اتیلن نه تنها رسیدن میوه‌های کلایماکتریک را آغاز می‌کند، بلکه می‌تواند ریزش میوه، گلدهی، جوانه‌زنی بذر، شکستن خواب، آغاز ریشه‌زایی، تأخیر در جوانه‌زنی و کوتاه شدن گیاه را نیز تحریک کند.

موزها به سطوح فیزیولوژیکی اتیلن به اندازه 0.3–0.5 میکرو لیتر در لیتر حساس هستند اگر سطوح O2 و CO2 مشابه با هوای تازه بیرون باشد (پیکاک 1972). بیاله (1960) و گین (1936) گزارش دادند که سطوح 0.1–1 میکرو لیتر در لیتر اتیلن برای شروع رسیدن مورد نیاز است. عوامل اصلی تأثیرگذار بر پاسخ به اتیلن خارجی عبارتند از: رسیدگی میوه، زمان بعد از برداشت که در آن مواجهه با اتیلن آغاز شد، دما و طول مدت مواجهه با اتیلن. نشان داده شده است که موزهای ‘کوندیش’ در دمای 35 درجه سانتی‌گراد نسبت به 20 درجه سانتی‌گراد به اتیلن حساس‌تر هستند (سیمور و همکاران 1985). به طور سنتی در اتاق‌های تجاری، میوه‌ها در جوی با 1000 میکرو لیتر در لیتر اتیلن برای 24 ساعت، معمولاً بین 16 تا 18 درجه سانتی‌گراد و رطوبت تا حد ممکن بالا (حدود 95% رطوبت نسبی) نگهداری می‌شدند (تامپسون و سیمور 1982؛ نلسون و همکاران). همان‌طور که قبلاً توصیف شد، تغییرات مختلفی که در طول رسیدن رخ می‌دهند ممکن است همزمان اتفاق نیفتند. به عنوان مثال، در گلابی‌ها اثر تفاوتی بر شروع فرآیندهای رسیدن فردی مشاهده شده است. گلابی‌ها به 0.08 میکرو لیتر در لیتر اتیلن نیاز داشتند تا نرم شدن را آغاز کنند در حالی که شروع کلایماکتریک تنفسی به 0.46 میکرو لیتر در لیتر نیاز داشت (وانگ و ملنتین 1972).

تأثیر اتیلن درونی بر رسیدن به طور جهانی به پیروی از یک رابطه زمان-غلظت پذیرفته شده است، به طوری که هرچه غلظت اتیلن بیشتر و مدت زمان مواجهه با اتیلن طولانی‌تر باشد، شروع رسیدن سریع‌تر خواهد بود (ویلس و همکاران 1998). غلظت‌های توصیه شده برای القای رسیدن آووکادو، موز، خربزه عسلی، کیوی، انبه، میوه‌های سنگی و آووکادوها بین 10 تا 100 میکرو لیتر در لیتر است (سالتویت 1999). نی (1985) سطح آستانه‌ای را بین 0.1 تا 0.5 میکرو لیتر در لیتر برای شروع رسیدن آووکادو، موز، خربزه عسلی و گلابی گزارش داد. با این حال، مطالعات بر روی کیوی نشان داده‌اند که رسیدن با سطوح 0.01 میکرو لیتر در لیتر آغاز شده است (میتچل 1990). پیکاک (1972) حدس زد که برای موزها هیچ سطح آستانه‌ای موثر از اتیلن وجود ندارد که رسیدن را القا کند، اگرچه او مواجهه کوتاه مدت با سطوح اتیلن بیشتر از 0.1 میکرو لیتر در لیتر را بررسی کرد تا مواجهه طولانی‌تر با غلظت‌های کمتر از 0.1 میکرو لیتر در لیتر. موزهای ‘کوندیش’ و ‘لیدی فینگر’ در دمای 15، 20 و 25 درجه سانتی‌گراد در جوی حاوی 0.001، 0.01، 0.1 و 1.0 میکرو لیتر در لیتر اتیلن در هوا ذخیره شدند و همان‌طور که انتظار می‌رفت، عمر سبز با کاهش دما و غلظت اتیلن افزایش یافت (ویلس و همکاران 2014). مواجهه پس از برداشت با اتیلن می‌تواند تأثیرات منفی بر محصولات داشته باشد از جمله: سیب – سوختگی، بادمجان – لکه‌های قهوه‌ای، سیب‌زمینی – جوانه‌زنی، انگور – کپک، پیاز و سیر – بو، کلم بروکلی – زرد شدن، هویج – تلخی و سبزیجات برگی – از دست دادن رنگ سبز.

سیلندرها

سیلندرهای گاز بزرگ حاوی اتیلن تحت فشار می‌توانند در اتاق‌ها برای شروع رسیدن موز استفاده شوند. یک روش اعمال این است که حجم اتاق رسیدن را محاسبه کرده و از یک سیلندر گاز اتیلن، سطح اتیلن را تا حد مورد نیاز افزایش دهید. این کار با یک کرنومتر و فلومتر متصل به لوله‌ای که اتاق را به سیلندر گاز متصل می‌کند انجام می‌شود. مشکلات مرتبط با این روش این است که اتیلن می‌تواند در هوا انفجاری باشد و اگرچه تنها 0.1% معمولاً استفاده می‌شود، اما به راحتی می‌توان اشتباه کرد و غلظت‌های اتیلن ممکن است به سطوح انفجاری برسد. مشکل دوم این است که اگر اتاق رسیدن به طور کامل گازبند نباشد، اتیلن ممکن است نشت کند و سطح آن به زیر آستانه‌ای که برای شروع رسیدن نیاز است کاهش یابد. مشکل اول به طور جزئی با رقیق کردن اتیلن در سیلندرها با نیتروژن که حدود 5% غلظت اتیلن می‌دهد، برطرف می‌شود که در صورت وقوع اشتباه، حاشیه خطای بیشتری را فراهم می‌کند. همچنین، گاز اتیلن ممکن است در سیلندرهای کوچک‌تر که به آن‌ها “لکچر تیوب” می‌گویند اعمال شود. این سیلندرها حاوی مقدار کمی اتیلن خالص (اغلب 35 لیتر) تحت فشار هستند. تمامی محتوای سیلندر به این ترتیب به اتاق تخلیه می‌شود. به عنوان مثال، اگر اتاق رسیدن حجمی معادل 70 متر مکعب داشت و غلظت مورد نظر اتیلن 1000 میکرو لیتر در لیتر بود، دو سیلندر 35 لیتری به اتاق تخلیه می‌شدند.

رسیدن موزها در استرالیا گزارش شده است که در دمای 13-14 درجه سانتی‌گراد برای 2-7 روز انجام می‌شود، با مدت زمان بستگی به فاصله عمده فروش از بندر ورودی و تقاضای بازار دارد. برای رسیدن موزها، کیسه پلی‌اتیلنی که میوه در آن ذخیره شده است باز می‌شود و گاز اتیلن به میوه اعمال می‌شود. رسیدن کنترل شده در دمای 14.5-21 درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود. رطوبت معمولاً در مراحل اولیه رسیدن بین 85-95% رطوبت نسبی نگهداری می‌شود و هنگامی که نشانه‌ای از رنگ ظاهر می‌شود، به 70-80% کاهش می‌یابد. اتاق‌های رسیدن معمولاً در هر دو روز متوالی با اتیلن گازدهی می‌شوند (استوری و سیمونز 1999).