流言: 有一则电视报道说,家住山东的一位女士在吃西瓜时,意外地发现瓜瓤里竟然有“塑料纸”,据说“西瓜塑料的柔韧度可与塑料袋媲美,并且在水流下可以越洗越白,跟平常用的塑料袋别无二致,并且这些西瓜味道很差”。据这名女士推测,可能是催熟乙烯用多了,在西瓜中合成了塑料。也有网友推测是包裹西瓜的地膜长进了瓜瓤中。这些说法靠谱吗?
真相: 2011年的夏天,西瓜注定是最悲情的水果,刚刚从“膨大剂爆炸事件”的漩涡中被打捞出来,接着就掉进塑料西瓜的迷案。毫无疑问,可以通过聚合反应将乙烯(常见的植物激素)制成我们平常用的聚乙烯塑料。不过,聚乙烯的合成需要特殊的条件,即使有足够的乙烯做原料,在西瓜里合成也是件不可能的任务。另外,一锄头塞进去的塑料纸,没有让西瓜果实感染腐烂也是件不可思议的事情。
植物没有足够的乙烯原料
首先得考虑,植物体内的乙烯含量有多高。一般情况下,植物自身释放到每升空气中的乙烯浓度都是以微克为计量两位。要是把高浓度的乙烯用在植物身上,不仅不能产生促进作用,还颇具毒性。比如用浓度200毫克/升的乙烯利溶液处理幼苗,就会出现停止生长,直至枯死的后果。当然,恐怕有朋友会想,我等果实长得差不多了再用不就可以了?实际上,果实催熟所需的乙烯利浓度也不用很高,过高的乙烯会让果实迅速软化,究竟能不能及时卖出去就难说了。即便如此,200毫克/升的浓度也就足以。
说到底,乙烯只是通知植物成熟或者暂时休眠的信号分子,就像十字路口的红绿灯,非要把这些灯泡的亮度加到探照灯的水平,恐怕就要引起交通事故了。很难想象,这么微量的乙烯是如何能结合成塑料薄膜的。
乙烯到聚乙烯的艰难过程
即使植物能够经受高浓度乙烯的考验,不成熟也不脱落,同时植物又有很强的吸收乙烯的能力(实际上没有),如何把它们聚合成聚乙烯塑料还是个问题。目前实际生产聚乙烯的工艺都需要高温高压的条件,合成压力高达100~300兆帕,温度也需要达到150~275℃,此外还需要0.05%~0.1%的氧或过氧化物作为催化剂。而到目前为止还没有发现哪种生物具备合成聚乙烯的能力。
如果不是聚乙烯,那会不会是其他原料的塑料呢,毕竟塑料袋都还有聚氯乙烯、酚醛树脂之类的。那植物会不会合成这些塑料呢?
植物塑料存在吗?
植物塑料确实存在,那就是被简称为PHB的聚羟基丁酯。需要说明的是,植物本身对这种物质可不感兴趣。想用植物来生产这种塑料,需要通过转基因的手段将合成这种物质所需的“流水线”(代谢途径)整个搬到植物中去。目前成功接受转基因工程的拟南芥、油菜、马铃薯、棉花和蓝藻。
生物塑料的整个制造过程也并不简单,第一步是利用细胞中大量存在的乙酰CoA生产出乙酰乙酰CoA;第二步是乙酰乙酰CoA进一步转化为D异构反式羟基丁酸CoA;第三步是D异构反式羟基丁酸CoA转化为PHB。如果详细描述参与这些催化反应的各种蛋白酶,这个过程足以让人眼花缭乱。就连植物也时不时地晕头转向,合成生物塑料的产量有限,质量又差。想要得到像视频中那样能承受一块西瓜重量的产物,现在来看还不现实。
那么有没有可能在生长过程中把塑料薄膜吞进去呢?
西瓜能否吞地膜?
在自然情况下西瓜是不会吞下什么东西的,因为西瓜皮的存在就是要保护里面的胚珠能正常地发育成种子,所以不可能随意开口将塑料薄膜吞进去。
从视频上看,所谓的塑料已经接近了西瓜的中心位置,如果是嵌进去的,就需要在西瓜很小的时候完成。而要让它随着西瓜的长大,继续呆在中心也很困难,因为西瓜的细胞是不断向外分裂的,可能的结果是嵌入的杂质会随着分裂被推到周围。
此外,作为一个富含糖类等营养物质的器官,西瓜果实可是不少微生物梦寐以求的繁殖场所,一旦有个小裂缝就让西瓜腐败了。能不能坚持到塑料和西瓜的融合,也是个问题。
原来是纤维素在捣鬼
我们食用的西瓜部位其实是叫做“胎座”的组织,所有的葫芦科植物都有这个特点。我们打开冬瓜和甜瓜使会发现它们的种子都是长成一串串的,将它们串起来的就是胎座。而西瓜的胎座比上面两种瓜都发达,不仅将种子串了起来,还填满了整个果实。为了给种子一个结实的生长地点,胎座里面有含有不少纤维素,摘过冬瓜子的人会感觉到胎座的韧性。
对于西瓜,在果实发育初期纤维素会相对发达,可以起到支撑果实形态的作用。如果我们咬一口嫩西瓜,恐怕会有柔韧的口感。到了果实成熟时,在纤维素酶的作用下,西瓜果实中的纤维素被降解,有些细胞甚至脱离了纤维素编织的网脱离出来,成了分散的细胞,这也是熟透的西瓜有“沙”的口感的原因。而出现这个“塑料西瓜”最可能的原因是纤维素含量比较高,并且也没有被降解,这有可能与掌管纤维素分解的半乳酶出了问题有关。保留下来的高纤维素胎座看起来就像是一个塑料膜了。
结论:谣言破解。 西瓜里不可能长出塑料。实际上,用植物来合成塑料正是人们所期望实现的生产途径,但是需要对植物进行改造,并且目前的这项技术还不成熟,没有实用性。无论是“乙烯合成”,还是“包藏地膜”的说法都是一些空想,至于“西瓜里的塑料”无非是纤维素多一点罢了。
其实,要鉴别新闻里的这个“异物”是塑料还是西瓜本身的组织很简单,只要在显微镜下观察一下它的结构就可以分辨。如果记者不是只停留在表面的猜测,而是实际地去证实一下,就不会抛给广大观众一个问号了。
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