在路上跑了40天的荔枝,口味还能不变?李善德狂喜!
无论你是否看过最近的热播剧《长安的荔枝》,都会对荔枝“一日色变,二日香变,三日味变”的特性印象深刻,本来红艳艳的荔枝,买回家没几天,原本鲜亮的果皮就变得黯淡无光,果肉也失去了清甜滋味。剧中的主人公李善德,用尽各种方式将荔枝的保鲜期延长到了11天,不过这只是艺术加工后的结果,在不采用现代制冷的技术支持下,要让岭南荔枝真正保持鲜脆地到达长安,几乎不可能实现。但是,在现实生活中,通过科学家的努力,荔枝的保鲜期在常温贮藏下可以达到7-10天,冷链运输的条件下已经可以达到35~40天。这是怎么做到的呢?今天,我们就来揭开荔枝保鲜背后的科学奥秘。
无论你是否看过最近的热播剧《长安的荔枝》,都会对荔枝“一日色变,二日香变,三日味变”的特性印象深刻,本来红艳艳的荔枝,买回家没几天,原本鲜亮的果皮就变得黯淡无光,果肉也失去了清甜滋味。
滑动查看荔枝“变身”,荔枝脑袋的心在滴血/(ㄒoㄒ)/
(图片来源:veer图库、作者提供)
剧中的主人公李善德,用尽各种方式将荔枝的保鲜期延长到了11天,不过这只是艺术加工后的结果,在不采用现代制冷的技术支持下,要让岭南荔枝真正保持鲜脆地到达长安,几乎不可能实现。但是,在现实生活中,通过科学家的努力,荔枝的保鲜期在常温贮藏下可以达到7-10天,冷链运输的条件下已经可以达到35~40天。
这是怎么做到的呢?今天,我们就来揭开荔枝保鲜背后的科学奥秘。
荔枝变色就不鲜了!
荔枝“变质”的典型特征就是果皮从红色变成褐色,也叫“褐变”。
褐变的主要原因是四点:水分、酶、活性氧、病原菌入侵。
1. 水分
我们要从荔枝的果皮结构讲起。荔枝的果皮结构比较特殊,分为外、中、内三层。
荔枝的三层果皮结构
(图片来源:作者提供)
倘若荔枝没有被摘下,果皮水分是靠树体供应的。
根系从土壤吸水后,经木质部导管通过果柄维管束送到果实,再分给果皮和果肉。外果皮的角质层和蜡质层能减少水分蒸发,树体运来的水可透过表皮下细胞间隙或微通道让果皮保持湿润;中果皮有很多薄壁细胞和维管束,是储水和运水的主要地方,树体送来的水经这里的维管束网扩散到周围细胞,再流到外果皮和内果皮。没有离枝时,荔枝果皮水分的供应和消耗能保持平衡,除了不断接收树体提供的水分,还会调节气孔减少水分散失。
荔枝的水分转运示意图
(图片来源:AI生成)
而荔枝离枝后,没了树体供水,果皮就只能靠少量自身储存的水分了,果肉的水分也难以供给果皮,所以果皮容易因失水而变褐。常温下放置约40小时后,荔枝果皮结构就会因失水而破坏,造成果皮褐变,失水越严重,褐变越明显。
这也是《长安的荔枝》中李善德主要采用的保鲜方法,利用树体能给荔枝果皮供应水分及营养的方法(切枝植瓮法的原理),采用连枝带叶的运输方式,让荔枝在脱离土壤后仍能依托枝干维管束维持短期的 “生命供给”,最终将新鲜荔枝成功运抵京城。
李善德的荔枝保鲜方法主要是保水
(图片来源:AI生成)
2. 酶
从生化反应的角度来看,荔枝果皮变褐主要是由酶促反应和细胞代谢异常导致的,参与这个过程的主要三种酶。
多酚氧化酶(PPO)是褐变的主要因素,它能把果皮里的多酚类物质氧化成邻醌,邻醌再聚合成褐色素。在果皮刚开始变褐时,多酚氧化酶的活性最强,这是因为此时果皮细胞结构被破坏,酶和多酚类物质接触最多。
过氧化物酶(POD)在褐变中后期起作用,会通过催化酚类物质氧化或参与生成自由基来破坏细胞的膜结构。虽然它也能清除过氧化氢,有一定抗氧化作用,但在果皮氧化受损情况下,还是促进褐变的作用更明显。
脂氧合酶(LOX)催化膜脂氧化破坏生物膜,促使细胞器破裂释放酶与底物。它与上面两种酶同作用,加剧了果皮的褐变,而低温、气调等措施可通过抑制相关酶活性延缓褐变。
3. 活性氧
荔枝采摘后容易快速褐变,活性氧(ROS)是导致这一现象的关键因素。
荔枝摘下后,失去了树体的营养供给,原本的氧化与抗氧化平衡被打破。在储存过程中,温度变化、磕碰撞伤或细菌入侵等情况,都会让果皮细胞里的线粒体、叶绿体产生大量活性氧(比如超氧阴离子自由基、过氧化氢等)。当这些活性氧的数量超过细胞自身的(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等抗氧化物质)的处理能力时,就会引发细胞 “危机”。
过多的活性氧会攻击细胞膜、蛋白质和遗传物质,破坏细胞结构,还会激活和褐变相关的酶。比如过氧化氢能促使多酚氧化酶移动位置,加速酚类物质变成褐色素。此外,活性氧还会 “激活” 多酚氧化酶,让它把荔枝里的酚类物质变成醌,再聚合成褐色物质;而过氧化物酶则和多酚氧化酶 “联手”,进一步加快褐变速度。同时,活性氧还会破坏细胞膜,让酚类物质和酶直接接触,并且消耗细胞内的抗氧化物质,形成 “活性氧越积越多,细胞越难抵抗” 的恶性循环,最终导致荔枝果皮快速变褐。
活性氧导致荔枝褐变的示意图
(图片来源:作者提供)
如果存放荔枝的场所是高温、高湿度、氧气充足的环境,会加速这些酶促反应。
4. 病原菌的入侵
荔枝的果皮本来就存在微小的裂口,容易受到微生物的侵袭。在高湿度环境下,霜疫霉病、酸腐病、炭疽病等病菌会大量繁殖,荔枝感染后会出现衰老褐变等问题。
让荔枝变褐的“凶手”,还有它们!
除了上述4种因素,荔枝从被摘下的那一刻起,还有太多的因素推动着它在褐变的路上狂奔:
1. 生命活动的影响
采后荔枝失去树体水分与养分补给,被迫启动应激性呼吸增强机制,导致果实内的营养物质(葡萄糖、果糖等碳水化合物)的消耗速率升高,果实可溶性固形物含量快速下降,造成营养损耗。
2. 机械损伤影响
如果采收时操作不当,造成了荔枝的机械损伤,那微生物就会乘虚而入,加速荔枝腐败变质。同时,破损果皮中的酚类物质和酶与空气接触增多,酶促褐变反应加剧,果皮颜色迅速变差。
3. 温度的影响
荔枝对温度较为敏感,不耐高温,但是存放在低于1℃的环境下也容易冻伤。
冷藏低温虽能抑制呼吸作用,但回到室温后呼吸速率会迅速回升,会加速果皮褐变、果肉流汁、产生异味等一系列问题。若再受到微生物侵染,褐变更难以控制。另外,部分国家的检疫要求需要热处理(如利用程序升温,果实在46.5℃的温度下,用饱和水蒸气蒸热10分钟),如果温度、时间控制不当,会使果皮结构破坏,花色素苷流失,褐变加速,且不同荔枝品种对温度的适应性存在差异。
4. 化学药剂的影响
适量使用柠檬酸、水杨酸等化学药剂可抑制荔枝褐变,但如果使用不当(如浓度或处理时间不合适),会使果皮结构受损,褐变速度加快,特别是高浓度盐酸处理,对花色素苷的破坏更为严重。
荔枝保鲜之路,我们一直在探索
在《长安的荔枝》里,唐朝人用了竹筒裹湿布、双层瓮、冰镇、切枝植瓮、加盐洗隔水等方式进行保鲜尝试,“那是因为唐朝没有冰箱啊”,很多人以为荔枝保鲜只要有冰箱就够了,其实这是个误区。
普通冰箱冷藏室4℃左右的温度,虽然能抑制部分酶的活性,但荔枝对低温也很敏感,放久了就会得 “冷害病”,果皮发黑,果肉僵硬,口感大打折扣。而冷冻室-18℃的超低温,虽然能延长荔枝的保存时间,但在冷冻过程中形成的冰晶会像小刀子一样破坏细胞结构,解冻后的荔枝果肉就像泡了水的海绵,完全没了原来的脆嫩口感。
荔枝放在不同的温度,保鲜效果不同
(图片来源:AI生成)
所以,荔枝保鲜不能只靠低温,还需要一套科学的 “组合拳”。科学家需要从采后生理、病理、分子生物学、蛋白组学等多个角度进行综合研究,全面了解荔枝褐变的机制,提出解决方法。
1. 初代魔法:杀酶喷酸,明显推迟褐变时间
上世纪70年代,荔枝保鲜技术刚刚起步,科学家们发现引发荔枝褐变的罪魁祸首是多酚氧化酶和过氧化物酶,于是想出了 “杀酶喷酸保色法”。通过对荔枝进行高温短时处理(比如用热水快速浸烫,或者使用化学试剂二氧化硫),破坏多酚氧化酶的活性。同时,喷洒柠檬酸、抗坏血酸(维生素 C)等酸性溶液,营造一个不利于酶发挥作用的酸性环境。
当时,科研团队为了测试不同品种荔枝对这项技术的适应性,连续几个月每天都和荔枝 “亲密接触”。一位研究员开玩笑说:“那段时间,我看一眼荔枝,不用尝就能说出它是‘妃子笑’还是‘糯米糍’。但后来一闻到荔枝味,满脑子都是实验数据,完全不想吃了!”
这项技术让液氮速冻的荔枝解冻后还能保持10小时不褐变。这在当时可是了不起的 “黑科技”,它让荔枝不再局限于产地附近销售,通过冷链运输,北方的人们也能品尝到新鲜的荔枝,大大推动了荔枝产业的发展。
初代荔枝保鲜剂实验
(图片来源:华南植物园)
2. 绿色升级:天然保鲜,保鲜期延长到20~25天
上世纪90年代,随着人们对食品安全的关注度越来越高,荔枝保鲜中使用的化学保鲜剂逐渐被天然物质取代。科学家们研发出了以壳聚糖为代表的天然保鲜剂。壳聚糖是从虾蟹壳中提取的多糖,给荔枝表面喷涂上壳聚糖后,就像给荔枝穿上了一层透明的 “防护衣”,既能阻挡氧气,减缓氧化反应,又能抑制霉菌等微生物的生长,而且安全性比化学药剂更高。
与此同时,塑料薄膜单果包装技术也出现了。每个荔枝都有了自己独立的 “小房间”,这样不仅能减少水分散失,还能避免果实之间相互挤压造成机械损伤。
在这个阶段,荔枝的低温保鲜期延长到了20-25天,为荔枝出口到更远的地方奠定了基础。
二代荔枝保鲜剂实验
(图片来源:华南植物园)
3. 终极进化:全链条绿色保鲜,保鲜期延长到35~40天
今天,荔枝保鲜已迈入 “全生命周期管理” 的智能化时代,成为了一场跨越采前干预、采后处理、出口运输与预冷储存的科技接力赛。
采前干预
荔枝挂果期的采前干预,从施肥管理、植物生长素调控与果皮色泽调控三方面,全面提升果实品质与抗逆性。
施肥时增施钙、钾肥,可强化果皮细胞壁,促使微小裂口愈合,阻挡霜疫霉菌等病原菌入侵,同时调节果实渗透压。植物生长素调控上,施用适宜浓度生长素,可调节果实细胞分裂与伸长,增强细胞连接紧密性,激活防御反应,诱导产生病程相关蛋白,抵御荔枝霜疫霉等。在果皮色泽调控方面,施用脱落酸抑制剂可延缓转色,延长保鲜期;喷施乙烯利、茉莉酸甲酯等调节剂,则能激活花青苷合成基因,加速叶绿素分解,实现果皮色泽定向调控,满足市场不同需求。
采前保鲜技术探索
(图片来源:华南植物园)
采后处理
在现代的采后处理环节,科学家通过“生理、病理、品质”三控技术,综合运用六大核心手段实现果实保鲜:抗氧化剂可有效降低荔枝果实新陈代谢速率;多酚氧化酶抑制剂能够抑制酶促褐变反应;活性氧清除剂可减少果实内部活性氧积累;呼吸调控物质能精准调节果实呼吸强度;可食性膜在果实表面形成物理阻隔层;杀菌剂则起到抑制微生物生长的作用。
这些技术协同作用,营造出适宜的温湿度与无菌环境,在保持操作简便性和成本可控性的前提下,使荔枝保鲜期延长至传统方法的2~3倍。
第三代荔枝保鲜技术实验
(图片来源:华南植物园)
而 “冻眠锁鲜” 技术更堪称采后处理的点睛之笔,采用速冻工艺,在-35℃的超低温冷凝液中浸泡荔枝果实,果肉中的水分迅速穿过结晶温度带,结为纳米级冰晶,避免对果肉细胞产生伤害,即使历经解冻,依然能锁住鲜嫩多汁的本味。
冻眠锁鲜技术实验
(图片来源:华南植物园)
出口护航
当荔枝开启 “出海之旅”,严苛的进口检疫标准曾是难以逾越的天堑。比如出口日本及新加坡的检疫要求是先热蒸处理,接着又在2℃果心温度下低温保持40小时,这将又一次对荔枝果皮造成不可逆的损伤,如果温度控制不慎则会出现冷害现象。
现在,无二氧化硫复合保鲜剂和Pickering纳米乳液技术成为荔枝保鲜的有效组合。无二氧化硫复合保鲜剂通过调节冰点、生物抗氧化等方式保持果实新鲜,Pickering纳米乳液技术则在荔枝表皮形成纳米级保色屏障。这套专门为出口设计的保鲜方案,初步解决了美国、日本等国家的严格检疫要求。
预冷技术大升级
以前给荔枝预冷常用冰水浸泡,就像开车急刹车,容易让荔枝冻伤,还会导致果皮颜色变差,而且行业操作规范也待提高。现在新一代预冷技术采用 “先处理再包装” 的新方法:荔枝先经过保鲜处理,然后直接送进能梯度降温的预冷装置,就像坐进了 “智能缓降电梯”,慢慢降温不伤害果实,还省掉了很多复杂步骤。实际测试发现,用这种技术预冷速度比以前快了40%,荔枝保鲜期能延长2~3天,实现了高效又保鲜的大突破!
从枝头到舌尖,现代科技正为荔枝保鲜构筑起全链条防护体系。这些凝结着科研智慧的创新成果,不仅守护着千年佳果的鲜美,更推动着中国荔枝产业向标准化、国际化大步迈进。这些绿色技术大大减少了化学药剂的使用,而且依托可循环的冷链物流体系,既环保又高效。未来,随着纳米涂层、基因编辑等前沿技术的应用以及冻眠锁鲜技术广泛推广,或许冬日里也能品尝到新鲜荔枝了。
彩蛋:关于荔枝的生活小 tips
1. 如何挑选荔枝?
看颜值:新鲜的荔枝果皮色泽鲜艳,龟裂片完整,表面没有黑斑和霉点;如果果皮发黑、软烂,那可就要小心了,很可能已经变质。
捏一捏:用手轻轻捏一下,果壳硬挺有弹性的荔枝比较新鲜;要是感觉软软的,里面的果肉可能已经自溶。
闻一闻:优质的荔枝会散发出淡淡的清香,如果闻到酒精味或者酸臭味,说明荔枝已经发酵变质,可千万不能买。
2. 有哪些家庭保鲜小妙招?
冷藏法:用纸巾把荔枝包裹起来,放入密封袋或保鲜盒,再放进冰箱冷藏室,温度控制在3~5℃,这样能存放5~7天。纸巾可以吸收多余的水分,防止荔枝受潮腐烂。
冷冻法:把荔枝剥壳去核,装入密封容器,放入冷冻室。吃的时候不用解冻,口感就像冰淇淋一样,别有一番风味。
盐水浸泡法:把带壳的荔枝在2%的盐水中浸泡30分钟,然后沥干水分再冷藏。盐水可以抑制微生物的生长,延长荔枝的保鲜期。
3. 什么样的荔枝千万不能吃?
果肉异常:如果发现果肉发黄、发黑或者变成透明状,说明荔枝已经过度氧化或者腐烂,不能再食用。
气味不对:一旦闻到酒精味、酸臭味,就表明荔枝已经发酵变质,继续吃可能会影响身体健康。
长霉斑:要是果皮或果肉表面出现白色、灰色的霉斑,那就更要果断扔掉,因为这些霉菌可能产生有害毒素,比如黄曲霉毒素,对人体危害很大。
果皮冒泡:观察荔枝果蒂部位,看到明显的亮晶晶水渍斑或者小孔,用手捏一下荔枝果实,若出现冒泡现象,则说明荔枝果实里面住着一只蒂蛀虫,剥开后会看到它的排泄物……
结语
如何让荔枝红颜不老,我们探索了50多年。
从古代 “一骑红尘妃子笑” 的奢侈,到如今超市里随时可见的新鲜荔枝,人类用智慧和科学不断攻克荔枝保鲜的难题。下次剥开荔枝时,不妨多想一想这背后的科学故事,每一口清甜,都是科技与自然碰撞出的奇妙火花。