美国土豆因褐变每年浪费上亿公斤土豆切开不变黑是由于转基因吗

2015-12-16季天也

环境与生活 2015年1期

◎季天也

3月20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？

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3月20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。

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。

1月14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。

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。

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。

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》2015年1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。

放开多酚让维C来

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。