果農們如何長時間儲存和保鮮蘋果的?

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蘋果在秋天成熟。每到秋天,果農的運果車就會飄蕩著蘋果的清香,餡餅烘焙師和蘋果酒釀造師也會忙碌起來。但是,蘋果在一年所有季節都有上市。現在,你幾乎隨時都能在市場上買到蘋果:甘甜、清脆、一點不像已經儲存了好幾個月之久。

有些國家會在非上市季節從國外進口蘋果-英國市售蘋果的70%來自海外-但是有的國家仍然高度依賴本國蘋果種植產業。例如,美國農業部2016年發表的一篇報告稱,美國市售蘋果中僅有不到10%來自海外。那麼,果農們在收獲蘋果後是怎樣儲存的?其中秘訣就是一種有趣的化學反應,這種反應能夠減緩蘋果成熟的速度。

蘋果從樹上摘下後仍然具有生命力-他們依然像在樹上一樣發生各種化學反應:吸入氧氣、產生能量、不斷接近成熟。使蘋果成熟的化學反應都是由一種激素-乙烯所催化。乙烯能夠改變水果內部大量基因的表達。對乙烯起反應的水果-不僅有蘋果,還有香蕉、芒果、番木瓜、某些桃子等等-在接近成熟時,對乙烯的敏感程度會不斷增長。

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Image caption 一隻正在成熟的蘋果散發出的乙烯會向周圍的蘋果發出盡快成熟的信號。

較高溫度下,成熟反應的速度會更高。因此,如果把水果放在地窖或洞穴等溫度較低的地方就會延長保存時間,位於華盛頓州韋納奇(Wenatchee, Washington)的美國農業部ARS樹生水果研究實驗室(USDA ARS Tree Fruit Research Laboratory)的科研主任詹姆斯·馬西斯(James Mattheis)解釋道。由於氧氣是水果成熟反應必不可少的反應物質,因此把水果放在密閉容器裏切斷氧氣供應也會減緩其成熟速度。果農們千百年來一直在採用這些策略。

到了20世紀中葉,研究人員開始試驗採用更為先進的儲存技術:直接改變水果儲存室內空氣的成分比例。他們發現,如果空氣中的氧氣含量很低,乙烯對水果的催熟效應就會減弱,同時水果的自然呼吸作用也開始減緩。在我們每天呼吸的大氣中,氧氣含量大約為21%。而在一個現代化大氣受控儲存室中,氧氣含量僅有0.5-3%。

"這種氧氣含量極低,並且溫度濕度也都受到控制的水果儲存設施的規模非常巨大。"在我所在的華盛頓州,本州生產的50%-75%水果都儲存在上述設施裏,"馬西斯說。這意味著將近90-135萬噸水果的儲存能力。他接著說,"儲存空間非常巨大,其中一間存儲室就能同時容納3-4個全尺寸籃球場。"

有人進入上述蘋果儲存設施時,為了圖方便就試圖短時間屏住呼吸,從而鬧出新聞。2013年,來自英國罕布什爾郡布萊克摩爾莊園(Blackmoor Estate in Hampshire)塞爾伯恩伯爵(Earl of Selbourne)蘋果園的兩名工人被發現死在受控大氣儲存室裏面。2015年,沒發呼吸設備就讓他們進入儲存室的那位經理被判過失殺人。"在使用受控大氣儲存室的地區都出現過死亡案例,"馬西斯說。"在缺氧環境下,蘋果能保持生命力,但人不行。"

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Image caption 蘋果過去儲存在農場工棚裏,但是這種簡陋的儲存條件僅能保證收獲季節的市場供應。

降低氧氣含量能夠把蘋果的生命週期延長數月。20年前,人們開始使用一種稱為1-甲基環丙烯的物質來保存蘋果。這種於1997年獲得生產專利的物質能夠非常精確地覆蓋住水果的乙烯受體,就像電器插座的塑料保護罩堵住插座插孔一樣堵住乙烯進入水果的路徑。這樣,周圍大氣中有多少乙烯就不再重要了-蘋果能夠長期處在當前的成熟狀態下。如果同時使用缺氧環境和1-甲基環丙烯兩種儲存技術,就能夠在超過6個月的時間裏使蘋果處於穩定狀態。

那麼,當打算讓蘋果上市時,果農們是否能取消上述儲存手段,重啟蘋果的成熟過程?馬西斯說,重啟成熟過程並不像當初停止那麼簡單和可行。

"問題在於,大多數人都喜歡沒有完全成熟的蘋果,"他說。從儲存庫出庫的蘋果和它們當初從樹上摘下時基本上毫無二致,只是不會再散發蘋果樹特有的味道-成熟果實的清香而已。但是,消費者看不出二者之間有何區別-與果皮皺巴巴、已經乙烯發生了長時間化學反應的成熟蘋果比起來,消費者更喜歡半熟的蘋果。你在超市選蘋果時不妨想想:在激素、氧氣和其他物質的共同作用下,你在一年中的任何一天都能享用到香甜的蘋果,雖然這些蘋果和剛從樹上摘下來的不完全一樣。

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