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果霜的奥秘
发布时间: 来源: 神州学人
作者:蜡羽一叶

  在我们的日常生活中,大多数人对从超市或者农贸集市买回的蔬菜或果实都会担心农药残留的问题。尤其是对蔬菜叶片或者果实表面具有明显白霜所产生的视觉突兀上的怵惕感。从身边的朋友圈也会偶尔刷到问怎么清洗果实表面农药、果蜡、或者“白霜”的问题。有些网站如果壳、科学松鼠会等偏向科普性的网站、论坛也给出了零星的介绍和tips。为了一定程度上更好的帮助大家了解和认知,本文就“白霜”这个话题,结合目前已有的研究结论做简要梳理。



欧洲李的表面覆盖着一层厚厚的白霜


  为了初步认识植物茎、叶及果实表面的“白霜”,我们有必要首先了解一下Plant cuticle这个术语。有的人翻译为角质层或表皮层,或许“epidermis”翻译为表皮更加准确些,因为epidermis在学术上的结构成分中包含了cuticle及细胞壁等结构。而cuticle,即角质层,是覆盖在植物各组织器官最外层与外界环境直接接触的那层结构物。


  关于cuticle一词来源于拉丁语:大约开始使用出现在17世纪初。Cuticle, fromLatincuticula,diminutiveofcutis"skin,"fromPIE*ku-ti-,fromroot*(s)keu-"tocover,conceal"(cf.Lithuaniankiautas"husk,"OldEnglishhyd"skin,hide;"seehide(n.1)). Specializedsenseof"skinatthebaseofthenail"isfrom1907. (http://www.dictionary.com/browse/cuticle)


  可以看出,Cuticle有类似植物皮肤的意思,那么什么是植物角质层呢?它是由什么组成,主要起什么作用呢?


  植物角质层(Plant cuticle)是覆盖树叶,嫩枝和其他植物地上部分器官表皮的保护膜。植物角质层也存在于金鱼藻孢子体,苔藓的两个孢子体和配子体。主要由脂质和烷烃的聚合物组成。植物角质层相对独立地粘合在植物表皮,大部分角质层可以由果胶酶与纤维素酶等酶解分离得到一层角质膜。


  角质层是由可溶性蜡包裹覆盖不溶性的角质膜组成。目前比较广泛认可的角质膜成分是由酯和环氧键交联构成的羟基酸类聚酯聚合物。角质层也可能含有非皂化的烷烃聚合物。表皮蜡质与角质膜交联包裹并由外表皮角质蜡质覆盖。这些蜡质主要由疏水性的脂质化合物的混合物,通常是C16C36链长的烷烃化合物,以及多换烯萜类、固醇类化合物组成。这些化合物通常具有很强的抗氧化活性。


  植物表皮角质层的主要功能是作为水渗透屏障防止水分从外表皮快速蒸腾,并且也可以防止外部的水和溶质进入植物细胞组织。角质层外表面的微观蜡质晶体或表皮结构可以形成特殊的防止周围环境污垢和微生物污染的表面特性。如“荷花效应”的超疏水和自洁特性。目前,荷叶效应在仿生技术得到很好的应用。除此外,角质层的蜡质还可作为防御昆虫、病菌侵染的屏障。比如角质是作为病毒,细菌渗透以及真菌孢子和菌丝生长的物理屏障。


  有了以上简要的对于植物表皮角质的基本信息了解,我们就能来说说平时看到果实(欧洲李、葡萄)或者大白菜表面覆盖着的厚厚白霜或者白粉状物质是什么了。对于果实表面的白霜,甚至有时会看到一道道纤细的条纹,其实是蚂蚁、蜜蜂等小昆虫们爬过或者停留的痕迹。这是富含芳香或者糖类果实或叶片的表面才经常发现的现象。这层白霜就是为了防御强光紫外伤害,昆虫侵害果实或叶片而使得植物组织器官在进化发育中形成的自然选择结果。所以,白霜是植物果实、叶片上本身的外表皮角质结构成分之一。  


  那么这层白霜又是什么样的物质成分呢?经过近些年研究人员的探索,尤其以猪笼草,白菜叶等具有明显作用于外界昆虫和环境的植物为样品,分析了白霜和表面晶体结构的成分和结构特性。这些白霜或突起主要是羽片状蜡质竖向致密排列在植物果实或叶片的外表皮。羽片状晶体主要是由超长链(C29-C33)脂肪醇构成。并且经体外模拟,使用工业生产的超长链脂肪醇在玻璃板上也形成复原了羽片状晶体,进一步证实了白霜结构成分。同时,白霜和角质层其他结构成分组成药剂吸收的屏障,而通常的农药使用,有效果的大多属于内吸即能渗入果实蔬菜内,表皮也会有部分残留。削皮是大多数人认为保险的减少食入残留农药的方法之一。但同时也失去了果皮具有大量抗氧化结构物的营养价值物。而直接清洗,有人建议放盐增加摩擦,提高果蔬失水渗出部分农药。也有人说放面粉,其实这是一个不错的方法,可以黏着表面,将部分外表皮蜡质剥离同时也保证了果皮的营养价值。随着Bio-标签的有机绿色果蔬的逐渐发展,相信大家会逐渐提高果蔬品质。而大家在看见白霜时候,也可以不用那么担心,其实那是果蔬自身一层长链碳氢化合物。

 


果实表面白霜经清洗或者摘拾过程被抹掉


  简要写到这里,很多不全面或者不对的地方,请各位多多指教。


  参考文献


  Stark, RE and Tian, S (2006) The cutin biopolymer matrix. In: Riederer, M & Müller, C (2006) Biology of the Plant Cuticle. Blackwell Publishing


  Jetter, R, Kunst, L & Samuels, AL (2006) Composition of plant cuticular waxes. In: Riederer, M & Müller, C (2006) Biology of the Plant Cuticle. Blackwell Publishing, 145-181


  Baker, EA (1982) Chemistry and morphology of plant epicuticular waxes. In: Cutler, DF, Alvin, KL and Price, CE. The Plant Cuticle. Academic Press, 139-165


  Barthlott, W & Neinhuis, C (1997) Purity of the sacred lotus, or escape from contamination in biological surfaces. Planta 202, 1-8


  Koch, K., Bhushan, B., & Barthlott, W. (2009). Multifunctional surface structures of plants: an inspiration for biomimetics. Progress in Materials Science, 54(2), 137-178.


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