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土豆切开不变黑是由于转基因吗

发布时间:2015-03-24 10:21:00   来源:    浏览次数:306


 

季天也

 

320日,美国食品药品监督管理局(FDA)发布声明称,转基因土豆“Innate”可以安全食用。大家知道,像土豆、苹果等新鲜蔬果,往往切开后放置一段时间,表面就会发黑,视觉和口感都大打折扣,这就是通常所说的“褐变”现象。前不久,美国农业部批准了这种不易褐变的转基因土豆的种植,据说这样更有利于销售和保存,同时还能减少致癌物质的产生。那么,转基因与土豆不变黑之间有什么关系?不褐变的土豆都是转基因的吗?

 

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土豆、苹果等蔬果的细胞被破坏后,氧气在其内部多酚氧化酶的驱使下,迅速把多酚氧化成醌类物质,而这些醌会进一步聚合成褐色或黑色的色素沉淀,这就是酶促褐变反应。

 

FDA

不褐变转基因土豆很安全


土豆切开或削皮后不变黑与转基因之间的纠葛,两三年前就在网上掀起过一场风波。2012年,微博上有人称,中国的土豆削皮、切丝后都不会变黑,而美国的土豆依然会变黑,怀疑这种不变黑的土豆是转基因土豆。没过多久,就有官方声音出来辟谣,指出中国并没有种植转基因土豆,全球获准种植的转基因土豆也没有切开不变黑的品种。

时隔两年,2014年秋,美国农业部(USDA)还真批准了一种即使“受伤”也不会变黑的转基因土豆进行商业化种植。这种土豆由快餐连锁店麦当劳的供应商、速冻薯条鼻祖辛普劳公司培育而来,名为“Innate”。

不同于普遍印象中的转基因作物,Innate土豆是用土豆自身固有的基因进行基因修饰得到的品种,其名Innate就表示“天生的”、“固有的”之意。另外,基因技术还降低了这种土豆内的天冬酰胺(一种氨基酸)含量,从而减少烹饪(特别是油炸)过程中2A类致癌物丙烯酰胺的产生。

转基因一直是个敏感话题,通过转基因技术让土豆不褐变是否安全?今年320日,美国食品药品监督管理局(FDA)对该土豆品种完成评估,并发布声明:“Innate”土豆可以安全食用。

 

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美国Innate土豆(左)用土豆自身固有的基因进行基因修饰,削皮后不容易变黑。


褐变造成巨大浪费


这是否应了之前的传言,不易褐变的土豆皆是转基因使然?会褐变的土豆和不会褐变的土豆究竟哪个更安全?我们不妨先看看土豆变黑是什么在从中作梗。

简单说,褐变过程缘于一种氧化反应,参与者有多酚、多酚氧化酶和氧气3类成分。多酚是植物组织中广泛存在的一种天然有机物,通常起到调节生长及抵御电离辐射、微生物感染等外来伤害的作用。多酚氧化酶,则是能催化多酚氧化的一种蛋白质。对于一个完好、健康的土豆,多酚及其氧化酶在细胞中各居其位,空气中的氧气也被土豆表皮隔绝,三者互不相见。当土豆被切开、削皮或者磕碰,土豆细胞的破损使它们相遇,氧气就在多酚氧化酶的驱使下,迅速把多酚氧化成醌类物质,而这些醌会进一步聚合成褐色或黑色的色素沉淀。学术上把这个过程称为“酶促褐变(enzymatic browning)反应”。除了土豆,苹果、梨、荔枝、香蕉等水果也都容易因为这个反应而快速“衰老”。

酶促褐变反应在食物界利弊兼具。对于加工茶叶、可可和果干而言,巧妙地利用这一反应,可以生产出不同色泽和风味的产品。可是碰到新鲜蔬果,褐变反应就成了反派角色。被它鼓捣一番的蔬果不仅“颜值”大跌,营养、口感和风味也打折,既不好卖又不好吃,从而造成浪费和商家的损失。

114日,美国《国家地理》杂志官网的一篇文章指出,全美每年有4亿磅(约18万吨)土豆因为褐变而被丢弃和浪费,给生产者带来的直接损失超过9000万美元(约合5.583亿元人民币),而这些成本都不可避免地转嫁给了消费者。

 

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削了皮的土豆,用水浸泡,即可隔绝氧气,不容易发生酶促褐变反应。


传统育种培育出不变黑土豆


要保住这些蔬果的“容颜”,就要阻止酶促褐变反应的进行。由于个体、品种和成熟度的差异,不同土豆中的多酚含量及其氧化酶的浓度和活性参差不齐。把两个土豆同时切开,不论是否为转基因品种,完全可能出现一个褐变一个尚未褐变的现象——这是土豆自身“体质”造成的。在土豆培育领域,容易褐变被认为是不利性状,科研人员往往会把降低多酚含量等不易褐变的特性,作为土豆育种的目标。

早在1995年,就有日本育种专家用传统方法培育出不容易褐变的土豆品种“White Baron”,并将相关研究文献发表在《美国马铃薯期刊》上。2010年,云南农业科学院经济作物研究所的土豆育种研究团队,从21个土豆新品种中筛选出了4个不易褐变的品种。这两个常规育种成果在转基因抗褐变土豆获批之前就已经发表,所以,切开不变黑的土豆,未见得都是转基因技术的产物。

 

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用水、柠檬汁、白醋、白酒等液体浸泡削了皮的苹果,苹果都不容易被氧化。


蔬果“驻颜”人人可为


如果说培育不易褐变的蔬果品种是育种家们的专利,那么后天防褐变则是人人可以参与的行动。

因为多酚氧化酶使褐变反应的速度加快了千百万倍,所以蔬果变黑才会在短时间内被人察觉。如果能破坏多酚氧化酶的催化活性,实际上就阻止了褐变反应的进行。多酚氧化酶虽然厉害,但也很好对付,许多环境条件的改变都会影响它的“工作状态”,比如它就有下面几个软肋:

1.怕冷又怕热。

作为生物活性成分,多酚氧化酶有着自己最舒服的工作温度,即最适温度。一般来说,各类蔬果中多酚氧化酶的最适温度在二三十摄氏度之间,冷藏和加热都可以有效打击它。在冰箱的低温下,多酚和多酚氧化酶的分子会变得十分慵懒,所以“一日而色变”的荔枝迫切需要冷藏保鲜。

烹饪时随着温度的升高和时间的推移,多酚氧化酶的分子结构会受热改变,称为“蛋白质变性”,其实就是酶被“烫死了”,所以蒸煮后的土豆不会变黑。

需注意的是,如果用煎、烤、炸等温度更高的方式来处理土豆,比如炸薯条,则会引起另一种机制的褐变——非酶褐变反应,这是因为土豆内的淀粉和氨基酸在高温下发生了“美拉德反应”(《环境与生活》20151月刊《扒一扒“致癌蔬菜”真相》一文有详述),形成褐色或黑色的大分子物质,并含有致癌物质。

2.怕酸又怕碱。

除了少数酶偏爱酸性或碱性环境外,包括多酚氧化酶在内的大多数酶更喜欢接近中性的环境。所以,把切开的蔬果泡在醋或者苏打水中也能防褐变。不过,这会使蔬果的口感和味道产生改变,得到差评。

3.还怕重口味。

把切开的蔬果泡在高浓度的食盐水中,多酚氧化酶就会凝聚,进而溶解性降低,被迫撤出蔬果的组织液。这种方法也是通过改变多酚氧化酶的性质来防止褐变,不过这招显得有点儿多余。因为水本身就起到了阻止氧气与蔬果邂逅的效果。隔绝了氧气,加盐也就没必要了。


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酶促褐变反应的一个常见例子,就是香蕉放置一段时间表皮就发黑,容易造成食物浪费。


放开多酚  让维C


若是觉得上面几种防褐变招数还不给力,也可以选择比多酚更容易被氧化的物质,挡在多酚面前牺牲自己来保全多酚。维生素C就是这样一位出色的“炮灰”。如果蔬果本身维生素C含量高,就不容易氧化变黑。

此外,柠檬酸和二氧化硫也是抵御褐变的称职“保镖”。柠檬酸一边代替多酚承受氧化的侵袭,一边利用自身的酸性体质抑制多酚氧化酶的活性。二氧化硫和亚硫酸盐是食品工业中广泛应用的防腐、抗氧化“卫士”,但我国现行的《食品添加剂卫生标准》规定,它在“经过表面处理的鲜水果中”的最大使用量,每公斤水果不能超过0.05克。

酶促褐变是自然现象,但不易褐变也并非都是“反自然”的。褐变当然不是什么好事儿。如果蔬果不易褐变,对于蔬果的经济效益、色香味和营养价值都是有利的。

 




网络编辑:余雪