美國土豆因褐變每年浪費上億公斤土豆切開不變黑是由于轉基因嗎

◎季天也

3月20日，美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）發(fā)布聲明稱，轉基因土豆“Innate”可以安全食用。大家知道，像土豆、蘋果等新鮮蔬果，往往切開后放置一段時間，表面就會發(fā)黑，視覺和口感都大打折扣，這就是通常所說的“褐變”現(xiàn)象。前不久，美國農業(yè)部批準了這種不易褐變的轉基因土豆的種植，據(jù)說這樣更有利于銷售和保存，同時還能減少致癌物質的產生。那么，轉基因與土豆不變黑之間有什么關系？不褐變的土豆都是轉基因的嗎？

土豆、蘋果等蔬果的細胞被破壞后，氧氣在其內部多酚氧化酶的驅使下，迅速把多酚氧化成醌類物質，而這些醌會進一步聚合成褐色或黑色的色素沉淀，這就是酶促褐變反應。

FDA：不褐變轉基因土豆很安全

土豆切開或削皮后不變黑與轉基因之間的糾葛，兩三年前就在網上掀起過一場風波。2012年，微博上有人稱，中國的土豆削皮、切絲后都不會變黑，而美國的土豆依然會變黑，懷疑這種不變黑的土豆是轉基因土豆。沒過多久，就有官方聲音出來辟謠，指出中國并沒有種植轉基因土豆，全球獲準種植的轉基因土豆也沒有切開不變黑的品種。

時隔兩年，2014年秋，美國農業(yè)部（USDA）還真批準了一種即使“受傷”也不會變黑的轉基因土豆進行商業(yè)化種植。這種土豆由快餐連鎖店麥當勞的供應商、速凍薯條鼻祖辛普勞公司培育而來，名為“Innate”。

不同于普遍印象中的轉基因作物，Innate土豆是用土豆自身固有的基因進行基因修飾得到的品種，其名Innate就表示“天生的”、“固有的”之意。另外，基因技術還降低了這種土豆內的天冬酰胺（一種氨基酸）含量，從而減少烹飪（特別是油炸）過程中2A類致癌物丙烯酰胺的產生。

轉基因一直是個敏感話題，通過轉基因技術讓土豆不褐變是否安全？今年3月20日，美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）對該土豆品種完成評估，并發(fā)布聲明：“Innate”土豆可以安全食用。

褐變造成巨大浪費

這是否應了之前的傳言，不易褐變的土豆皆是轉基因使然？會褐變的土豆和不會褐變的土豆究竟哪個更安全？我們不妨先看看土豆變黑是什么在從中作梗。

簡單說，褐變過程緣于一種氧化反應，參與者有多酚、多酚氧化酶和氧氣3類成分。多酚是植物組織中廣泛存在的一種天然有機物，通常起到調節(jié)生長及抵御電離輻射、微生物感染等外來傷害的作用。多酚氧化酶，則是能催化多酚氧化的一種蛋白質。對于一個完好、健康的土豆，多酚及其氧化酶在細胞中各居其位，空氣中的氧氣也被土豆表皮隔絕，三者互不相見。當土豆被切開、削皮或者磕碰，土豆細胞的破損使它們相遇，氧氣就在多酚氧化酶的驅使下，迅速把多酚氧化成醌類物質，而這些醌會進一步聚合成褐色或黑色的色素沉淀。學術上把這個過程稱為“酶促褐變（enzymatic browning）反應”。除了土豆，蘋果、梨、荔枝、香蕉等水果也都容易因為這個反應而快速“衰老”。

酶促褐變反應在食物界利弊兼具。對于加工茶葉、可可和果干而言，巧妙地利用這一反應，可以生產出不同色澤和風味的產品?？墒桥龅叫迈r蔬果，褐變反應就成了反派角色。被它鼓搗一番的蔬果不僅“顏值”大跌，營養(yǎng)、口感和風味也打折，既不好賣又不好吃，從而造成浪費和商家的損失。

1月14日，美國《國家地理》雜志官網的一篇文章指出，全美每年有4億磅（約18萬噸）土豆因為褐變而被丟棄和浪費，給生產者帶來的直接損失超過9000萬美元（約合5.583億元人民幣），而這些成本都不可避免地轉嫁給了消費者。

傳統(tǒng)育種培育出不變黑土豆

要保住這些蔬果的“容顏”，就要阻止酶促褐變反應的進行。由于個體、品種和成熟度的差異，不同土豆中的多酚含量及其氧化酶的濃度和活性參差不齊。把兩個土豆同時切開，不論是否為轉基因品種，完全可能出現(xiàn)一個褐變一個尚未褐變的現(xiàn)象——這是土豆自身“體質”造成的。在土豆培育領域，容易褐變被認為是不利性狀，科研人員往往會把降低多酚含量等不易褐變的特性，作為土豆育種的目標。

早在1995年，就有日本育種專家用傳統(tǒng)方法培育出不容易褐變的土豆品種“White Baron”，并將相關研究文獻發(fā)表在《美國馬鈴薯期刊》上。2010年，云南農業(yè)科學院經濟作物研究所的土豆育種研究團隊，從21個土豆新品種中篩選出了4個不易褐變的品種。這兩個常規(guī)育種成果在轉基因抗褐變土豆獲批之前就已經發(fā)表，所以，切開不變黑的土豆，未見得都是轉基因技術的產物。

削了皮的土豆，用水浸泡，即可隔絕氧氣，不容易發(fā)生酶促褐變反應。

蔬果“駐顏”人人可為

如果說培育不易褐變的蔬果品種是育種家們的專利，那么后天防褐變則是人人可以參與的行動。

因為多酚氧化酶使褐變反應的速度加快了千百萬倍，所以蔬果變黑才會在短時間內被人察覺。如果能破壞多酚氧化酶的催化活性，實際上就阻止了褐變反應的進行。多酚氧化酶雖然厲害，但也很好對付，許多環(huán)境條件的改變都會影響它的“工作狀態(tài)”，比如它就有下面幾個軟肋：

1.怕冷又怕熱。

作為生物活性成分，多酚氧化酶有著自己最舒服的工作溫度，即最適溫度。一般來說，各類蔬果中多酚氧化酶的最適溫度在二三十攝氏度之間，冷藏和加熱都可以有效打擊它。在冰箱的低溫下，多酚和多酚氧化酶的分子會變得十分慵懶，所以“一日而色變”的荔枝迫切需要冷藏保鮮。

烹飪時隨著溫度的升高和時間的推移，多酚氧化酶的分子結構會受熱改變，稱為“蛋白質變性”，其實就是酶被“燙死了”，所以蒸煮后的土豆不會變黑。

需注意的是，如果用煎、烤、炸等溫度更高的方式來處理土豆，比如炸薯條，則會引起另一種機制的褐變——非酶褐變反應，這是因為土豆內的淀粉和氨基酸在高溫下發(fā)生了“美拉德反應”（《環(huán)境與生活》2015年1月刊《扒一扒“致癌蔬菜”真相》一文有詳述），形成褐色或黑色的大分子物質，并含有致癌物質。

2.怕酸又怕堿。

除了少數(shù)酶偏愛酸性或堿性環(huán)境外，包括多酚氧化酶在內的大多數(shù)酶更喜歡接近中性的環(huán)境。所以，把切開的蔬果泡在醋或者蘇打水中也能防褐變。不過，這會使蔬果的口感和味道產生改變，得到差評。

3.還怕重口味。

把切開的蔬果泡在高濃度的食鹽水中，多酚氧化酶就會凝聚，進而溶解性降低，被迫撤出蔬果的組織液。這種方法也是通過改變多酚氧化酶的性質來防止褐變，不過這招顯得有點兒多余。因為水本身就起到了阻止氧氣與蔬果邂逅的效果。隔絕了氧氣，加鹽也就沒必要了。

放開多酚 讓維C來

若是覺得上面幾種防褐變招數(shù)還不給力，也可以選擇比多酚更容易被氧化的物質，擋在多酚面前犧牲自己來保全多酚。維生素C就是這樣一位出色的“炮灰”。如果蔬果本身維生素C含量高，就不容易氧化變黑。

此外，檸檬酸和二氧化硫也是抵御褐變的稱職“保鏢”。檸檬酸一邊代替多酚承受氧化的侵襲，一邊利用自身的酸性體質抑制多酚氧化酶的活性。二氧化硫和亞硫酸鹽是食品工業(yè)中廣泛應用的防腐、抗氧化“衛(wèi)士”，但我國現(xiàn)行的《食品添加劑衛(wèi)生標準》規(guī)定，它在“經過表面處理的鮮水果中”的最大使用量，每公斤水果不能超過0.05克。

酶促褐變是自然現(xiàn)象，但不易褐變也并非都是“反自然”的。褐變當然不是什么好事兒。如果蔬果不易褐變，對于蔬果的經濟效益、色香味和營養(yǎng)價值都是有利的。

酶促褐變反應的一個常見例子，就是香蕉放置一段時間表皮就發(fā)黑，容易造成食物浪費。