Hannele Järvikari, Hamk Lepaa HOPUNU12, Sadon käsittely ja varastointi -kurssi

Etyleeni -blogi

Perehdyn tässä blogissa etyleenin haittavaikutuksiin viljelykasveissa ja näiden haittavaikutusten ehkäisyyn 1-metyylisyklopropeenilla. 

Etyleeni on väritön kaasumuotoinen hormoni, jonka tuoksu on makea. Etyleeni säätelee lukuisia erilaisia prosesseja kasvien kasvun ja kehityksen aikana. Etyleenillä on myös haittavaikutuksia, se aiheuttaa taimissa lehtien kupertumista sekä kellastumista ja kukkien kuihtumista sekä tipahtamista. Lisäksi etyleeni nopeuttaa hedelmien kypsymistä ja vanhenemista. Kasvit tuottavat etyleeniä. Erityisesti hedelmät, tomaatti ja pilaantuvat kasvikset tuottavat paljon etyleeniä. Vihreät kasvikset ovat tunnetuimpia etyleenille herkistä kasveista. Tomaattia ja kurkkua ei tästä syystä kannata säilyttää samassa paikassa. kotimaiset kasvikset sivustolla etyleeniä tuottavat ja etyleeniherkät kasvit kehotetaan kaupassa ja varastossa säilyttämään kaukana toisistaan. Pakkaaminen ei riitä suojaamaan etyleeniherkkiä kasveja vaurioilta, sillä etyleeni kaasuna läpäisee henkittävät materiaalit, kuten muovikelmut.

Löysin HortSciense lehden vuoden 2014 toukokuun numerosta artikkelin, jossa esitellään tutkimusta etyleenin vaikutuksia solanaceae -heimon kasveihin niiden eri kasvuvaiheissa. Tutkimuksessa oli asetettu hypoteesiksi, että saman lajin siementaimilla ja täysikasvuisilla taimilla olisi samanasteinen etyleeniherkkyys. Itsekkin olen aiemmin olettanut asian olevan näin. Artikkelissa kerrottiin, että koisokasveja pidetään yleisesti etyleeniherkkinä kasveina. Koisokasvien heimoon kuuluu runsaasti sekä ravinto- että koristekasveja. Kyseisessä tutkimuksessa siemeniä idätettiin ja kasvatettiin pimeässä ilman 1-aminosyklopropaani-1-karboksyylihappo -pitoisuuden (ACC-pitoisuus) ollessa 0 tai 100 mikromoolia. ACC on etyleenin esiaste. Täysikasvuisia kasveja pidettiin pimeässä tilassa 24 h, ilman ACC-pitoisuuden ollessa 0 tai 10 mikromoolia. Etyleeni aiheuttamaa kukkien kuihtumista ja tipahtamista sekä epinestiaa ( lehtien käpertymistä) havainnointiin ja siitä pidettiin kirjaa. Vaikutuksia määriteltiin termeillä "ei vaikutusta" 0%, "vähäinen vaikutus" 1-20%, "keskimääräinen vaikutus" 21-40% ja "suuri vaikutus" yli 40%. Munakoison siementaimiin etyleenillä oli vähäistä vaikutusta, kun taas kypsään munakoisoon etyleeni vaikutti suuresti. Tarhapetunialla etyleeni vaikutti suuresti siementaimiin, muttei kypsään kasviin. Paprikaan, tomaattiin ja tomatilloon etyleeni aiheutti sekä vegetatiivisia että kukintaan liittyviä vaurioita. Kun taas pikkupetunioiden, munakoison, tupakoiden ja petunioiden kohdalla etyleeni vaurioitti vain kukkia. Etyleeni vaikutti kukintaan tyypillisimmillään pudottamalla kukinnot. Tätä havaittiin etenkin solanum-, capsicum- ja Nicotiana -sukujen kasveilla. Epinestiaa taas havaittiin kaikilla capsicum - ja solanum -suvun kasveilla, lukuunottamatta munakoisoa.

Löysin koulun kirjastosta kirjan Issues and Advances in Postharvest Horticulture, volume 1 (2003.) Siihen on koottu paljon erilaista tutkimustietoa Torontossa vuonna 2002 järjestyn International Horticultural Congress nro 26  tapahtuman pohjalta. Eräässä kirjan osassa on paljon tutkimustietoa liittyen 1-metyylisyklopropeeniin (1-MCP), jolla pyritään estämään etyleenin vaikutuksia mm. leikkokukissa ja kasviksissa. 1-MCP sitoutuu kasvissa etyleenireseptoreihin. Sillä on samanlainen rakenne kuin etyleenillä. Piirsin itse kuvan 1-MCP:n rakenteesta kemiantietämykseni pohjalta, toivottavasti kuva on oikeanlainen.

1-Metyylisyklopropeeni

Etyleeni (wikipedia)

1-MCP on 10-kertaa nopeampi kuin etyleeni. Kasviksista 1-MCP:tä käytetään mm. kiivillä, omenalla, persikalla, luumulla, banaanilla, melonilla.

Tutkimuksia kirjasta:

Malli etyleeninreseptorin ja 1-MCP:n toimitaan.

1-MCP:n löytäminen ja kaupallistaminen etyleenintorjujana.

Etyleenikäsiteltyjen hedelmien kypsymisen aikainen pehmeneminen verrattuna 1-MCP-käsiteltyihin. 1-MCP:n vaikutus päärynän kypsyyteen ja laatuun.

Menestyksellisiä 1-MCP-käsittelyitä kauppallisissa varastoissa

Omenan ja 1-MCP: tulevaisuus.

Ruusukaalin laadun ylläpitäminen varastossa 1-MCP -käsittelyllä ja lämpötilan hallinnalla.

Pitkäikäisen tomaattilajikkeen hedelmien käsittely 1-MCP:llä.

'Royal Gala' omenan etyleenituotannon vähentäminen.

Otsoni- ja 1-MCP -käsittelyjen vaikutus porkkanan laatuun ja varastoitavuuteen.

Ruukkukiinanruusujen nuppujen putoaminen toimituksen ja etyleenin vaikutuksesta.

Ylinpänä mainitun tutkimuksen etyleenireseptorin ja 1-MCP:n toiminnasta ovat kirjoittaneet B. Binder ja A.B. Bleecker Wisconsin-Madison yliopistostasta USA:sta. Kirjoituksessa kerrotaan etyleenin säätelevän mm. siemenen itämisen ajoitusta, taimettumista ja kasvin ympäristöolosuhteisiin ja patogeeneihin liittyviä stressireaktioita. Lisäksi, kuten aiemmin jo mainitsin, etyleeni säätelee myös kasvin vanhenemista ja lakastumista sekä hedelmien kypsymistä. Tutkimuksen lopputulokset kertoivat että 1-MCP on hyvä etyleenin estäjä, sillä se on vakaa, myrkytön kaasu, joka on tehokasta jo pieninä määrinä ja jota voidaan käyttää ilman pelkoa jäämistä.

1-MCP:tä käytetään maailmalla yleisesti parantamaan mm. omenien ja tomaattien varastoitavuutta. Ja äskeisistä tutkimuksen todistamista asioista huolimatta 1-MCP on saanut runsaasti kritiikkiä osakseen useissa medioissa ja netin foorumeilla. Ihmisiä epäilyttää se, että omenat saadan 1-MCP:n ja varaston ilmastonhallinnan avulla säilymään jopa vuosia. Kysymyksiä herättää mm. se että miten tällaisen varastoinnin aikana käy hedelmän vitamiineille ja maulle. Kirjoituksissa 1-MCP käsiteltyjä hedelmiä verrataan säilykkeisiin. Tässä linkki erääseen blogitekstiin jossa mainitaan SmartFresh, eräs 1-MCP -valmiste: Humpuukia ruokakaupassa.

Kotimaiset omenat myydään loppuun jo vuoden vaihteeseen mennessä, joten niitä ei ole tarpeen käsitellä 1-MCP. Euroopassa sen sijaan käytetään tätä ainetta varsin yleisesti. Tämän tiedon löysin vuonna 2008 julkaistusta Kaleva -lehden nettiartikkelista. Eräässä toisessa artikkelissa (Sisuradio, Toivotko omenillesi pitkää ikää? 4.8.2006) taas kerrotaan kriitikoiden sanovan, ettei 1-MCP:tä ole tutkittu riittävästi; mainitaan jopa erään SmartFresh kaasun ainesosan aiheuttaneen syöpää joissain eläinkokeissa. En sitten tiedä, mihin nämä tiedot perustuvat, sillä luin juuri useita tutkimuksia vuodelta 2003 koskien 1-MCP:n vaikutuksia käsiteltäviin kasveihin. Samassa artikkelissa mainitaan, että ostamalla suomalaisia ja ruotsalaisia omenia, voi varmistua siitä ettei niitä ole käsitelty 1-MCP:llä. Varmimmin 1-MCP -käsiteltyjä omenia löytyy kaupoista kesällä, kun saatavilla ei ole tuoretta omenaa. Omenat saadaan säilymään varastossa puolikin vuotta säätämällä varaston happipitoisuus matalaksi ja lämpötila alhaiseksi (CA-varastot.) Tällöin ei tarvita 1-MCP:tä.

Myös iltalehti kirjoitti 2006 1-MCP:stä, Onko omenasi ikäloppu? 5.5.2006. Uutisessa mainittiin mm. ettei Smartfreshiä ole rekisteröity Suomessa ja että pitkän varastoinnin arvellaan alentavan ja jopa tuhoavan omenan C-vitamiinipitoisuuden.

Edellä mainitsin tutkimuksen vuodelta 2003 1-MCP:n vaikutuksista päärynän kypsyyteen ja laatuun. Tutkimuksessa käsiteltiin mm. 'Williams' -lajikkeen päärynöitä. Tämän lajikkeen varastokestävyys on korkeintaan 4 kk, tämän jälkeen päärynä pilaantuu. Lisäksi käsiteltiin 'Packham's triumph'- ja 'Beurré D'Anjou' -lajikkeita. Näillä lajikkeilla on parempi varastokestävyys kuin 'Williams' -lajikkeen hedelmillä, mutta varastoitavuutta heikentää rengaslaikku, jota kehittyy päärynän pinnalle. Tutkimuksessa kerrotaan että säätöilmavarastointi, joka estää etyleenin muodostumista ja pidentää näin varastointiaikoja sekä säilyttää hedelmien laadun, on paljon kalliimpaa ja hedelmien käsittely paljon hankalampaa kuin perinteisissä varastoissa, siksi tutkitaan muita vaihtoehtoja CA-varastoille. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää 1-MCP:n kyky säädellä kypsymistä ja ylläpitää hedelmien laatua kylmävarastoinnin (-0,5 celsiusastetta) aikana kyseisillä päärynälajikkeilla.

Tutkimuksessa perehdytään 1-MCP -käsitellyn päärynän laatuun sekä varastoinnin aikana, että käsittelyn vaikutuksiin päärynän kypsyydessä käsittelyn aikana. 1-MCP -käsittelyllä ei havaittu vaikutuksia varastoitujen päärynöiden liukoisten kuiva-aineiden pitoisuuksissa. Aiemmin mainittua C-vitamiiniahan ei vastapoimitussakaan päärynässä ole kovin paljon, vain noin 4 mg/100g. Ja omenassakin vain 10mg sadassa grammassa. C-vitamiini (absorbiinihappo) on liukoinen aine, mutta se ei taida olla kuiva-aine. Suurin osa päärynän kuiva-aineista lienee sokereita. Lisäksi päärynässä on erityisen paljon liukoista ravintokuitua. Äsken mainitun tutkimustuloksen perusteella sanoisin, ettei ravintokuitu häviä 1-MCP -käsitellystä päärynästä varastoinnin aikana.

1-MCP -käsittely ei estänyt päärynöiden painon menetystä varastoinnin aikana. Aprikooseja tutkimalla on saatu samanlaisia tuloksia, mutta ananaksen kohdalla 1-MCP:n on todettu rajoittavan varastoinnin aikaista painon menetystä. 1-MCP-käsittelyn uusinnan varastoinnin aikana todettiin vähentävän omenan ja päärynän kuoren rasvaisuutta sekä lisäävän hedelmien nahistumista. Tätä voidaan kuitenkin tutkimuksen mukaan minimoida varastoimalla omenat ja päärynät käsittelyn jälkeen rei'itettyissä paperilla vuoratuissa rasioissa. Varastoinnin jälkeen 'Williams' -lajikkeen päärynöitä piti säilyttää vain 4-5 vuorokautta 20 asteessa, jolloin ne saavuttivat kunnollisen syöntilaadun. Mitä aiemmin päärynät oli korjattu, sitä kauemmin niiltä vei kypsyä varastoinnin jälkeen. Lisäksi varastoinnin jälkeisen kypsymisen kestoon vaikutti se, kuinka suuri oli käsittelyssä käytetty 1-MCP -pitoisuus ja kuinka monta päivää päärynöitä oli varastoitu. 120 päivää varastossa olleet päärynät kypsyivät 1-MCP -pitoisuusuudesta ja poiminta-ajankohdasta riippuen kolmessa - kolmessatoista päivässä, kun taas 60 päivää varastoiduilla kypsyminen kesti viidestä yhdeksääntoista päivää. Myöhemmin poimitut päärynät myös vaativat korkeamman 1-MCP -pitoisuuden kuin aiemmassa vaiheessa poimitut säilyttääkseen hedelmien värin, hapokkuuden ja kiinteyden.