跳到主要內容

水果貯藏技術大突破,植物性奈米配方延長芒果保鮮期

水果貯藏技術大突破,植物性奈米配方延長芒果保鮮期

編譯 廖靜誼編輯 柴幗馨、林韋佑

位在亞熱帶的台灣,香蕉、芒果、與木瓜是我們引以為傲的熱帶水果出口品項。然而美味多汁的水果,卻容易在運送過程中受到碰撞而影響價格。由於這些水果具有不耐存放的特性,特別是缺乏冷藏設備的產區,因此要維持水果的新鮮度非常困難。根據估計,收穫後的處理過程中,平均會造成40%的農產損失。

來自加拿大、印度與斯里蘭卡的研究團隊,從香蕉纖維中萃取己醛成分,並做成奈米粒子大小的配方,噴灑在芒果樹上,發現可有效延緩果實成熟,應用在水果的產期調節
。此外,也能塗抹在包裝袋上延長芒果的保鮮期,減少運銷過程中,因過熟導致的碰撞傷害。這項研究由加拿大國際糧食研究中心出資,成果於今年七月刊登在每日科學新聞報導中。


美味的熱帶水果,如何在採收後的加工處理,保持其新鮮度,一直以來都是園藝學家研究的重要課題。常見的的水果保鮮處理方法有,使用人工合成的乙烯氣體生成抑制劑,1-MCP(1-methylcyclopropene),無毒且低殘留的保鮮藥劑,來延後果實成熟。

新的水果保鮮技術,靈感來自於植物本身延緩果實成熟的機制。果樹在成熟的時候,果實會產生己醛,來抑制負責打破細胞壁的植物酵素。

在研究前期,印度與斯里蘭卡的科學家找到一種己醛處理配方,並配合奈米等級的噴灑技術(噴劑的粒子大小約直徑20奈米)在芒果上進行測試。他們在果園中噴灑低濃度的己醛,發現施用後能有效讓果實延緩三周成熟。研究團隊亦發展出一套「智慧包裝系統」:利用香蕉纖維能緩慢釋放己醛的特性,作為水果包裝的材料,以延長收穫後水果的保鮮期。

水果保鮮期長短會影響的市場價格,而生產過剩加上保鮮期短,通常是造成水果賤價販售的主要原因。這項延緩成熟、延長水果保鮮期的技術,預期能夠增加農民的收入。



加拿大貴湖大學教授 Subramanian說:在田間試驗中,果農使用這個配方噴灑1/2或1/3的芒果園,不但不會影響芒果的產量,還能讓芒果的保鮮期從一周延長到三周、甚至到四周,並使農民的收入增加15%。另外,芒果在收穫後施用這種植物性己醛,除了可以保持其新鮮度,在冷藏條件下,最長還能夠保存26天,常溫則是17天。

在美國己醛是合法的食物添加劑。Subramanian表示它是一種非常天然的成分,不會殘留任何有害物質。團隊也進行了生物安全測試,證明這項技術的可行性。在他們的測試中,將己醛配方噴灑或滴到水果上,己醛會在48小時內揮發殆盡,不會有水源污染的情形,且就算使用顯微鏡觀察也找不到任何施用痕跡。




應用己醛特性的一系列新材料正在發展中,例如沾有己醛的靜電紡絲或奈米粒子,作為包裝水果或是運送水果的資材,這類材料會緩慢釋放己醛蒸氣,延後水果成熟。在探討如何延緩成熟與改善保鮮期方法的同時,科學家也正在尋找商業化這些技術的機會,以便擴大量產。他們的目的是為了確保這項科技能夠普及至全球以造福低收入農民們,而不是圖利那些大型生產商。

由於成熟時程不同與受到其他因素影響,這項應用技術的施用方法也必須針對每種水果分別進行微調。肯亞、坦尚尼亞與千里達及托巴哥這些國家也正在試著將己醛技術應用在其他不同生長條件的水果上。包含測試噴灑、被覆與包裝等不同的施用方式。希望未來可將己醛應用在香蕉、柑橘、木瓜以及一些加拿大產的一些不耐貯存的水果及漿果上。



資料來源: 每日科學 June 17, 2016 Nanotech extends shelf life of fresh fruit

補充資料: Indian scientists are pioneering in Nanotech to delay fruit ripening

延伸閱讀:如何把台灣農產賣出去?專家:重點不是行銷 是產銷調節

留言

這個網誌中的熱門文章

【鈣與作物品質,進階篇】鈣肥怎麼挑?哪時後施?怎麼用?實習の植物醫生筆記

【鈣與作物品質,進階篇】如何選擇鈣肥?哪時候施?怎麼施?
(本文由科技農報(智耕農工作室)大虫農業共同企劃)

作物除了需要氮、磷、與鉀肥等主要元素,次量與微量元素例如:鈣、鎂、錳與鐵也是不可或缺的要素。「次量與微量元素往往是影響口感、風味、與蔬果品質的關鍵」。


這概念對專業農友來說已是老生常談。鈣肥種類怎麼選?施用的時機?以及施用方法?以下整理了中興大學土環系吳正宗教授,以及肥料從業人員的經驗分享,期許農友都能「投資肥料有賺有賠,施用前請詳閱使用說明書」。


鈣肥是一種土壤改良資材,用途大多為中和土壤的酸性。依照鈣肥種類,大致上可分為,石灰類、爐渣類、以及生物性的蚵殼與蟹粉。好鈣肥的標準,取決於改善酸鹼值的效率,即「以最少施用量就能顯著改善土壤酸鹼度」,因此就環境保育的角度與經濟效益而言,氯化鈣與硫酸鈣是相對等級較差的鈣肥。


農民之聲:有機質複合肥料補助,網頁好讀版!(頁面搜尋關鍵字,即可確認肥料有沒有補助)

農報好康:有機質複合肥料補助網頁好讀版農民朋友注意囉,使用這些肥料可向政府領補助!只要符合申請資格,並使用農委會公告的有機質肥料:「含有機質複合肥料運費補助作業規範」肥料產品彙整表,就能根據 國產有機質肥料補助原則,向當地主管機關申請肥料補助經費。(表格更新日期:106.05.15)

有機質肥料與化學合成肥料不同,肥料來源為動物、植物、微生物殘體或代謝物,不但能增加土壤肥力,還能改善土壤結構增加保水力。雖然肥效比化學合成肥料緩慢,但對土壤與環境的衝擊較小。因此從今年起,政府開始鼓勵慣行農民使用這種環境友善的肥料種類,但那些商品有補助呢?農民朋友可用手機瀏覽器右上方功能鍵,「在網頁中尋找」搜尋功能,或是電腦網頁右上方功能鍵的「尋找」,輸入自家使用的肥料登記字號,就能知道能不能領補助了喔! 相關新聞:為減輕農民成本,農委會啟動有機質複合肥料運費補助





手機搜尋方法(如上圖)


一、台灣肥料股份有限公司
編號 廠牌商品名稱 登記證字號 1 農友牌台肥硝磷基黑旺特1號有機質複合肥料 肥製(複)字第0792034號 2 農友牌台肥硝磷基黑旺特4號有機質複合肥料 肥製(複)字第0792035號 3 農友牌台肥硝磷基黑旺特5號有機質複合肥料

基因編輯「脫靶效應」的隱憂,仍待育種家尋求解方

基因編輯「脫靶效應」的隱憂,仍待育種家尋求解方 編譯 張瑞玶/編輯 林韋佑/責任編輯 柴幗馨

全球暖化及各種因氣候變遷引發的植物病蟲害使得世界許多地區的糧食安全受到威脅。而在低度開發國家中,貧窮與作物欠收更可能導致飢荒和營養不良等更嚴重的糧食安全問題。


面臨作物適應的相關挑戰,英國John Innes Centre 研究團隊表示:使用基因編輯技術,針對作物基因序列中的目標基因進行基因編輯,作為作物的抗病育種的工具,會是一種非常有用且有效的方法。

目前CRISPR技術應用於作物基因的研究仍不廣泛,而作物經由CRISPR技術編輯之後,是否能夠成功地將編輯後的變異序列,繼續保存於後代的植株,尚需要深入的研究。此外關於CRISPR技術的脫靶效應(off-target effect)也是科學家無法百分之百確認的問題。

「脫靶」指的是:基因編輯的時候,CRISPR-Cas9系統沒有在正確的目標基因上,進行基因編輯,因此在非目標基因序列上,產生無法預期的變異。通常序列相似的同源基因,最有可能發生脫靶的狀況。




John Innes Centre以及英國The Sainsbury Laboratory 的科學家們,針對大麥與蕓薹屬植物(Brassica,十字花科下的一屬,常見的作物有青花菜、油菜或蕪菁)的特定基因進行編輯,並分析CRISPR基因編輯的成效:包括使用CRISPR技術是否能促使單子葉植物與雙子葉植物的目標基因片段產生變化、後代植物是否能夠遺傳編輯後的基因、以及基因編輯過程中發生脫靶效應的頻率。

研究成果顯示,大麥與蕓薹屬作物的目標基因片段在使用CRISPR技術之後都有產生微小的變化,雖然僅涉及目標基因序列中的1-6個鹼基。然而,這樣的微小變化也足以有效地阻止目標基因的正常運作。

研究近一步針對後代植株進行基因檢測,發現編輯後的基因序列不僅能保存在後代植株之中,而且後代植株的背景基因組,與使用傳統育種方法培育的後代沒有任何顯著差異。



儘管論文中提供了「如何降低脫靶效應」的試驗設計方法,但在研究過程中大麥與芸薹屬這兩種作物還是發生脫靶效應。

這表示未來科學家應該更謹慎的看待「如何確保CRISPR系統僅只編輯目標基因」的議題,而脫靶效應的發生,也就表示一個基因家族之中除了目標基因本身,同時還有許多相關的基因組都發生了變異。換句話說,除了研究者所認定的目標基因之外,可能還需考量更多非預期…