科學也可以如此靠近

紅彤彤的大番茄,為啥沒有了過去的「番茄味兒」?


果殼網作者:FW編輯:窗敲雨在超市貨架上,整齊排列著紅彤彤的大番茄。它們顏色飽滿又耐儲存,但吃起來卻沒有太多滋味。在世界各地,消費者們都曾發出過這樣的抱怨:現在買到的番茄不好吃了,缺少記憶中的「番茄味兒」。這些堆滿超市貨架的大番茄,它們為什麼不好吃了?圖片來源...

2017年11月07日21時24分 - 今日科學 / 果殼網

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作者:FranklinWhite

編輯:窗敲雨

在超市貨架上,整齊排列著紅彤彤的大番茄。它們顏色飽滿又耐儲存,但吃起來卻沒有太多滋味。在世界各地,消費者們都曾發出過這樣的抱怨:現在買到的番茄不好吃了,缺少記憶中的「番茄味兒」。

這些堆滿超市貨架的大番茄,它們為什麼不好吃了?

圖片來源:123rf.com.cn正版圖片庫

首先,「番茄味兒」是什麼?

純粹味覺層面的「番茄味」說起來很簡單:它主要就是有機酸與糖類的組合。研究認為,番茄的甜味來自於葡萄糖和果糖,酸味主要來自於檸檬酸、蘋果酸。此外,谷氨酸等胺基酸也會增強番茄的滋味。

但是,酸酸甜甜肯定不是「番茄味兒」的全部。人們在吃食物時體會到的「味道」,其實是味覺、嗅覺與其他感官(觸感、溫度感受等等)的綜合體。在這中間,咀嚼過程中嗅覺感知到的氣味分子起著尤為重要的作用。當你咬上一口細細品味時,其中的糖分和酸類物質激活了舌頭上的味覺受體,而同時多種揮發性成分飄入鼻腔,激活了嗅覺,這些感受加在一起,才構成了完整的「番茄味兒」。

而在嗅覺方面,組成「番茄味」的化學物質就要複雜得多了。科學家們從番茄分離出了超過400種揮發性化合物,但是其中僅有30種成分的濃度達到了嗅覺的檢測閾值,包括己烯醛、β-紫羅酮,己醛、β-大馬酮等。這些分子來自於生物酶對於脂質、胺基酸、類胡蘿蔔素和萜類成分的水解。

一些蔬果、香料的香氣主要由一種或少數幾種分子貢獻。比如說,只要有了香蘭素,就能夠很好地還原香草味,而只要有了乙酸異戊酯,就能立刻讓人感覺「這是香蕉」(雖然和平時吃的香蕉還有些差別)。但番茄的情況則更加複雜,想要用簡單一組化學成分還原番茄香氣絕非易事。

嗅覺極大的影響了我們對食物風味的評價。圖片來自wiseGEEK

1993年,Buttery試圖用番茄30種香味分子中的16種重要分子來重現成熟番茄香味。不幸的是,其他14種「不那麼重要」的分子似乎在番茄香型中亦不可或缺。它們對於番茄香味的後調具有微妙的影響。

番茄為什麼變沒味兒了?

當人們覺得番茄「滋味不足」時,問題主要就出在香氣物質的缺乏上。番茄的氣味分子們會提升「香甜」的感受,營造豐富的口感。當番茄失去某種特定的揮發性物質後,消費者對它的喜愛程度也會明顯降低。

那麼是什麼破壞了番茄的香氣?首先,人們經常會責怪冰箱:也就是說,番茄在低溫儲存時香味物質會減少。這種說法確實有些道理,例如有研究發現,隨著冷藏時間延長,番茄中的香氣成分含量降低,同時與此相關的基因表達也發生了改變(更多閱讀:為什麼如今的番茄不好吃了?可能因為它進過冰箱)。

不過,這還不是全部的答案。影響番茄風味更加根本的原因還藏在基因里。

為了弄清這一點,研究者們找來了398種現代、傳統和野生的番茄品種,還有它們的近親醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium)。他們對這些番茄進行了全方位的比較:這不僅包括全基因組測序、風味物質的代謝組學分析,還有消費者評估小組進行的詳細口味打分。

在對近400個品種進行分析之後,他們為番茄繪製出了一幅風味-基因地圖,鎖定了現代番茄品種中那些與風味損失有關的基因變化。結果,研究者們找到了那些現代番茄不好吃的根源所在:與傳統品種相比,現代品種共有13種風味相關的揮發性成分含量顯著降低。而在大番茄風味黯然失色的今天,作為更古老番茄品系的櫻桃番茄仍然保持著比較香甜的風味。

層層選育,

為什麼味道變差了?

那些被人們評價為「沒什麼番茄味兒」的現代番茄品種,它們也都是層層人工選育的結果。按理說,選育應該會讓農作物越來越符合人們的期待,那它的風味為什麼反而會不如從前呢?

答案是,以往選育者所挑選的可能只是耐儲存、個頭大、長相漂亮的番茄。這些方面的選育並不會讓番茄變得味道更好,甚至可能還與美味相互矛盾。

比如說,有一個名叫SlGLK2的基因,現在我們在超市里看到的常見番茄品種都攜帶著它的突變體。這個基因原本的作用是在發育中的果實當中促進葉綠體的生產和分配,而突變使基因失活。這個突變使番茄果實的顏色變得非常均勻,因此它被選育者看中了。但同時,這對糖分和香氣物質的生產卻是不利的。

相比左側, 選育者過去更青睞右邊這樣顏色十分均勻的果實,但這卻對風味不利。圖片來自:C. Nguyen and J. Giovannoni

而且,相比酸和糖分,各種風味揮發性物質在果實中的含量都很少,濃度在皮摩爾(10-12摩爾)~納摩爾(10-9摩爾)數量級。除非投入很高靈敏度的檢測技術,否則也很難實現選育和量化。研究者表示,現代番茄品種所缺少的這些風味並不是在一次選育中突然丟失的,而是逐漸累積的結果。

如何拯救番茄?

接下來該怎麼辦?

研究者們希望能夠恢復現代番茄的風味。他們會把注意力集中到那些香氣物質上。這些氣味物質都在很低的濃度下發揮作用,只要讓果實中的含量提高一點點,可能都會帶來極大的風味改善,這比提高含糖量更加可行。而且,香氣物質也會很大程度上影響人們對甜度的感知,這就可以在果實大小不縮水的前提下提升甜美的感受。

既然我們已經知道了與風味相關的化學成分和基因,只要利用氣相色譜分析和基因標記的方法,失去滋味的番茄品種也將有望恢復舊日的香甜。

——拜託了研究者,快點吧!吃貨們都等著呢!

Tieman, D., et al. (2017). "A chemical genetic roadmap to improved tomato flavor." Science 355(6323): 391-394.

Tieman, D., et al. (2012). "The Chemical Interactions Underlying Tomato Flavor Preferences." Current Biology 22(11): 1035-1039.

Baldwin, E. A., et al. (2000). "Flavor trivia and tomato aroma: Biochemistry and possible

一個AI

番茄:你讓我紅我就紅?紅了還得紅的勻稱?勻稱了又嫌我不好吃??這活兒沒法幹了!!

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