【化學與生活】金錢與香味:美味蕃茄的化學課

■仔細來看芳香族化合物怎麼促進蕃茄的風味,或許是一種新的方式提升高產量作物的口味

圖片來源:Hedwig Storch, Wikimedia Commons

編譯│黃佳欣

      典型的超市番茄:成熟的紅色,偏硬的觸感,無黑斑也缺乏風味。自從70年代以來,美國消費者只能夠感嘆農民對這種美麗而平凡的水果,不再栽種出好吃的種類,而是選擇具有高產量以及運輸過程耐撞的品種。最近,有機農民與美食家開始推薦具有卓越風味的傳家寶蕃茄(heirloom tomatoes),它是較為原始的蕃茄品種,有著各式各樣的形狀、大小和顏色。在一項新的研究中,研究人員仔細地比較典型的超市蕃茄與傳家寶蕃茄眾多不同品系中的化合物組成,他們找來170名志願者來參與試吃。他們的新發現證實了科學家們近年來對於蕃茄的認識:蕃茄的風味不僅取決於水果裡面果糖與果酸的平衡,還有那些微妙的揮發性香氣分子,而這正是現代超市蕃茄所欠缺的。研究人員未來希望與種子公司和農民共同合作,育種大量有著芳香氣味的美味蕃茄,這比利用生物工程產生超級甜的蕃茄還要來得健康。

      儘管許多人把蕃茄認為是一種蔬菜,深紅色的球形是蕃茄植株的漿果;就像大部分的水果一樣,這種果實是從花發育而來並包裹著種子。蕃茄源自南美洲,可能是位在祕魯,接著橫越墨西哥與中美洲地區,這裡是最早把蕃茄用來當作食物的地方,它的樣子長得像黃色的櫻桃蕃茄。當歐洲的探險家開始引進植物到舊世界後,在西班牙、義大利和法國的人們很快就開始習慣吃蕃茄,雖然他們也把蕃茄擺在桌面上當裝飾。在16世紀末,身為理髮師、外科醫師及草藥師的約翰‧傑勒德(John Gerard)讓英國大多數人相信蕃茄是有毒的,因此英國人以及世界上其他的人直到18世紀後期才開始小心翼翼地嘗試蕃茄。

      今日,全球有超過7000餘品種或栽培品系的蕃茄被農民所栽種。蕃茄的大小從迷你的蕃茄莓(tomberry)到矮胖的牛排蕃茄(beefsteak),而且擁有比iPod還要更多的顏色:他們可能是紅色,黃色,橙色,粉色,紫色,黑色或綠色。有些蕃茄是完美的球形,或橢圓形,還有一些會長出許多皺褶很像南瓜。然而,市面上最成功的蕃茄並不是那些奇怪而色彩鮮豔的品種,反倒是傳統的圓形,紅色,沒有斑點的果實;農民在他們還是綠色的時候進行採收,接著用植物荷爾蒙─乙烯來催熟。經過多個世代的種植,農民們已經培育出我們所熟悉的蕃茄植株,能夠產生盡可能多的果實。

      在佛羅里達大學過去十年來都在研究蕃茄風味的哈利‧克利(Harry Klee)說:「一棵蕃茄植株產生越多的果實,越少的糖分能夠被分配到每顆蕃茄身上,這解釋了為什麼以往超市的蕃茄味道很平淡的原因。」儘管明知蕃茄的風味是多麼依賴糖份的多寡,但是,克利和他的同事們在三年前開始了一項研究主題,對於決定蕃茄風味的一大堆化學分子組成進行分析。克利認為他已經發現一種新的方式能夠在不犧牲高產量蕃茄的經濟價值而強化它本身的風味。

      克利和他的同事們在佛羅里達大學的農場與溫室裏種植了152種的傳家寶蕃茄品系,並且從當地一家超市買了一般常見的蕃茄。科學家把這些蕃茄切成薄片並提供給170位志願受試者仔細咀嚼、品嚐並吃下每一片蕃茄。根據質感、甜味程度、酸味和苦味以及整體的蕃茄風味,並且為他們享受每一片蕃茄樣本的感受都給予評分。在每個口味的測試之間,志願受試者需要咬一片加鹽的脆餅與一口水以清除嘴巴殘留的味道。

      當我們往回追溯到60年代,當時的科學家們已經了解到蕃茄裡的果糖和果酸的平衡是決定蕃茄好吃的主要原因。一般人都喜歡含有大量果糖和葡萄糖的蕃茄,雖然有些人的口味比較重,喜歡偏酸的傳家寶品種。克利的新研究結果跟預期沒有太大出入,志願受試者們喜歡含有比較多糖分的蕃茄勝過那些不怎麼甜的,但是含糖量並不能夠充分地解釋這些人的偏好。那些揮發性化合物(volatile compounds)的化學分子同樣對於蕃茄的風味有所貢獻。這項研究結果發表在5月24日的《當代生物學》(Current Biology)。

      許多植物會釋放帶有香味的化合物到周圍的空氣中,特別是在他們受傷之後、或是需要吸引授粉者或者趨避食草動物;試著想像一下割草時的那種味道、松樹所散發刺鼻的味道或是橙花純露那種優雅的馨香。當我們拿著蕃茄輕捏和聞聞看以檢驗它熟成的程度,揮發性化合物就會開始釋放並跑進我們的鼻腔裡面。當我們咬下一口或者卡滋卡滋的吃著一片鋪著莎莎醬的玉米餅,咀嚼會促使揮發性化合物經過上顎進到我們鼻腔裡面。

      從克利的分析發現,六碳揮發性化合物 (C6 volatiles)是蕃茄裡最主要的氣味分子,這種化合物卻幾乎不會影響人們對於水果香味上的認定。當自願者試著比較一般正常的蕃茄跟缺乏六碳揮發性化合物的突變蕃茄時,他們能夠從味道上將他們分群,但是他們對於這兩類蕃茄的喜好程度則沒有差別。相對而言,其中一個稱作香葉醛(geranial)的非主要氣味分子化合物反而會造成蕃茄口味上產生巨大的變化。克利注意到許多受試者偏好的蕃茄都含有中等甚至高濃度的香葉醛。當受試者試吃那些有正常甜度但缺乏香葉醛的突變蕃茄,他們都給了這些蕃茄較低的分數。克利為此下了一個結論:不管怎麼樣,香葉醛提升蕃茄整體的風味,也許是增強蕃茄裡的甜度。早先的研究支持了這個想法,先前多數的受試者都偏好透過遺傳工程轉殖而帶有檸檬羅勒香葉醇(lemon basil geraniol)味道的蕃茄,而檸檬羅勒香葉醇正是跟香葉醛類似的化合物。跟傳家寶蕃茄的品種相比,一般標準的超市蕃茄含有較少的香葉醛與其他氣味化合物。克利說:「他們就像是一種精簡版的啤酒。就算他們擁有全部的化合物,那濃度也是非常的低。」

      單一種化合物並不能夠決定蕃茄的口味。即使科學家鑑定出蕃茄的每一種氣味化合物,處裡蕃茄的方式仍然會改變它的味道。例如,蕃茄被放置在冰箱就會削減他們的味道。就算果實與植株分離,蕃茄仍然是活著的;如果讓它待在太冷的環境,催化揮發性化合物的酵素就會停止而且香味不再散發出來。一般農夫正常標準的採收程序也是在蕃茄成熟之前,如此一來就切斷了植株提供糖分與其他營養的供給。受到試吃者喜愛的蕃茄,是那些經過育種或轉基因改造含有大量揮發性化合物的品種,科學家們或許能培育出超好吃的新品種蕃茄,帶有濃郁的各種香味而不增加含糖量。
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 研究出處:Dollars and Scents: The Chemistry of a Delicious Tomato

責任編輯:Nita Hsu


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