舌尖上的化学：“腊八蒜”为什么会变绿？

从小生活在北京，家中长辈在春节前一直有制备“腊八蒜”和“腊八醋”的传统。陈醋和大蒜相得益彰，一起腌制后蒜瓣青翠宜人、醋味酸香可口，是过年吃饺子和面条时必不可少的一道佐菜。

腌制腊八蒜的过程很简单，传统上一般选择腊月初八的时间，将紫皮大蒜剥去皮放在干净的容器里。根据长辈的经验，蒜的选择很重要，一般要选择可以发芽的新鲜大蒜，而那些紧密包裹、市售的半成品蒜瓣往往很难泡绿。之后在容器中倒入陈醋，直至没过蒜瓣，再拧好盖子密封好。通常放在外边阳台或冰箱中冷藏两星期左右的时间，就能得到通体碧绿、色如翡翠的腊八蒜了。

图1. 青翠宜人的“腊八蒜”

“腊八蒜”的制作虽然容易，但变色背后的原理却并不简单。自 20 世纪 50 年代起，人们已经开始探索大蒜变绿现象背后的科学原因，然而促使人们花心思探究它的初衷，可能和很多人设想的不同。

实际上，在大蒜加工过程中，国内外都注意到蒜泥变绿的现象。而在谷歌上查找“Garlic Greening”，得到的信息却基本上是如何防止这种绿变现象的发生。特别是在食品加工中，人们常会苦恼于蒜久放后会变色，导致食品的颜色污染。虽然食用变绿的大蒜已被证实不影响健康，但在一些消费者眼中，食品还是失去了良好的卖相。

导致“大蒜绿变”的色素不是常见的叶绿素或花青素，而是多种含硫色素叠加的效果。国内外至今仍有相关研究的论文在不断发表。这里仅总结两篇在Wiley旗下期刊发表的工作以窥一斑。

首先，人们经过对比实验发现，相比于完整蒜瓣，大蒜在破碎状态，比如被切成蒜泥之后，更容易变色。而大蒜之前的储藏温度，对变色效果也有重要影响。如果被放在接近零摄氏度的低温中冷藏过，就容易发生绿变。

图2. 大蒜在不同温度放置3个月后被捣碎，继续在室温下放置一天后的颜色对照。图片来源： J. Sci. Food Agric., 2012，92: 246

究其原因，低温环境可以打破大蒜休眠，激活大蒜中的γ-谷氨酰转肽酶，促进一种被称为蒜氨酸（2-PeCSO）化合物的生成和富集。大蒜中同时含有蒜氨酸的异构体，例如丙烯基结构的衍生物1-PeCSO。这两种化合物在大蒜绿变过程中发挥着不可或缺的作用，它们虽然本身并没有颜色，但可以被大蒜中的蒜氨酸酶分解，生成一系列的烯丙基与丙烯基硫氧化物。

图3. 1-PeCSO被蒜氨酸酶分解生产硫氧化物。图片来源： J.Sci. Food Agric., 2012，92: 246

这些硫氧化物既是大蒜辛辣感的由来，也是生成色素的重要中间体。它们可以与大蒜中的氨基酸在酶的作用下进一步发生反应，形成了多种含硫色素。我们所看到的翠绿色，是由几种蓝色素和不稳定的蓝色素衍生出的黄色素叠加在一起形成的结果。pH2.0-3.0的酸性条件会更有利于硫氧化物向色素的转变。醋的腌制过程中，大量具有辛辣味觉的硫氧化物被转换为含硫色素，这也就解释了变绿后的”腊八蒜“为什么酸香可口，不像新鲜大蒜吃起来那样刺激的感觉。

至此，我们终于可以大致描绘这个事情的轮廓：大蒜变绿是一整套复杂的酶促反应的结果。

图4. 大蒜变色的原理示意图。图片来源：Journal of Food Science, 2009，74: C11

科学家还进一步通过提取1-PeCSO、2-PeCSO和蒜酶，人工添加各种氨基酸，在大蒜的“体外”控制变色反应的发生。结果发现，当烯丙基与丙烯基硫氧化物同时存在时，就发生蓝变和绿变。如果只含有1-PeCSO会呈现粉红色，而如果只含有2-PeCSO，仅生成非常淡的绿色。

图5. PeCSO的组分对最终生成颜色的影响。图片来源：J. Sci. Food Agric., 2012，92: 246

仅仅通过调节添加氨基酸的种类，同样可以带来最终生成色素的差异。

图6. 在硫氧化物中加入不同种氨基酸（每个编号对应一种氨基酸）可以产生各种颜色的色素。图片来源：Journal of Food Science, 2009，74: C11

在大致了解大蒜绿变原理之后，让我们再次回顾传统制作“腊八蒜”的几个关键条件：

一、选用没有经过特殊处理，能够正常发芽的新鲜大蒜（保证含有活性酶），二，在临近春节这个寒冷时间制作（之前的低温保存，会促进蒜氨酸和酶的富集）；三、大蒜完全浸泡在醋里 （酸性环境可以在不切碎大蒜的条件下增加细胞膜通透性，同时促进硫氧化物转化为色素）。

如此看来，这些流传至今的经验背后都蕴含着先人通过反复尝试而成就的中国智慧。而针对让现代人头疼不已的食品加工中大蒜的绿变，人们同样摸索出一个行之有效的简单方法，那就是在加工之前先将大蒜高温储藏一段时间，就能在很大程度上避免绿变问题的发生。

从另一个角度看，“大蒜绿变”这种被很多人避之不及的现象，却成就了中国北方制作腊八蒜的传统。这或许也让中国成为世界上少有的、充分利用“大蒜绿变”现象制作诱人食材的地区。由此，我也不得不感慨中国先人对舌尖美食的特殊敏感和不懈探索。

更远一步说，如果未来能够通过基因调控，限制大蒜中含有的硫氧化物和氨基酸的种类，我们能不能得到多种颜色的“腊八蒜”呢？大蒜变色过程中更复杂、更微妙的细节还有待着科学家的进一步探索。

参考文献：

1. Journal of Food Science, 2009，74: C11

2. J. Sci. Food Agric., 2012，92: 246