香兰素|棉花糖味香草？香料育种将超越你想象_

“来份香草味甜筒！”炎炎夏日，当你吃着可口的冰激凌，喝着冰爽的汽水，享受着香草所带来的清新怡人，科学家正忙着使这种大自然恩赐的天然香料变得更加丰富多彩，有望呈现出柑橘、烟熏、坚果或焦糖等不同风味。
如今，越来越多的食品制造商放弃使用人工合成添加剂，但人们舌尖上的美味一个都不能少，开发不同口味的香草潜力巨大。植物育种专家想让香草不那么“香草” ，它们会有不同的口感，环境适应性也将更强，但这实现起来并不容易。
■江泽珍/编译
香草精是人们再熟悉不过的食物添加剂。它是很多冰激凌、汽水、糕点、奶茶、零食等配方表上的常客。
如果仔细品尝，你会发现，从不同种类的香草兰中提取的香草精的味道有着细微差别。比如，最普通的一种香草精是从香荚兰中提取的，人们想要制作香草味的糕点，就会将它加几滴在粉糊面团中；从西印度香草中提取的香草精在美洲中部和南部较为流行，它的口感更含蓄一些；塔希提香草兰提取的香草精口感偏甜，经常被用在法式甜点中。
从天然植物中提取食用香精，正逐渐成为一种潮流。当人们在食物制作中放弃使用合成物的意愿越来越强烈，天然香精的需求量就会猛增，且市场也会对其提出更高的口味多样性要求。
品种有限、产量不高、容易遭受病虫害影响、价格高昂，如何才能使香草类植物满足人类食品工业的新需求？培育香草新品成了植物育种学家的一项重要任务。美国佛罗里达大学的植物育种学家艾伦·钱伯斯认为，其实大自然中香草的种类并不少，他有一个宏伟的计划，如果能成功，不仅香草的种类将更加丰富，而且香草目前面临的种种短板也可能被克服。
不简单的天然“香草味”
我们食用的香草只有一小部分是天然的，大多都是人工合成的，但这种情况正在改变。
自2015年起，越来越多的食品制造商宣布在食品制作中放弃使用人工合成物，这使多种天然食品原料需求猛增，远远超过供给。香草就是其中之一，由于此类作物容易受到病虫害影响，短时期产量难以提升。
虽然大自然中的香草兰品种超过100种，但人类只利用了其中很小一部分。钱伯斯想让香草不那么“香草”——他要用植物基因库的数据培育出更多样化的新品种香草，它们会有不同的口感，环境适应性也将更强。但这实现起来并不简单。
人们常说的香草其实是一种兰科植物，学名“香荚兰” ，所结果实为豆荚状，也称香草荚、香草豆。这类兰花的干果含有包括香草素在内的数百种芳香化合物。
新鲜的香草豆需要经过加热、长达数星期的风干，才能调出自己独特的风味。香草荚的果实和种子都能为甜点注入丰富的口感，比如焦糖布丁上的黑斑点就是它的种子，而将其种子和豆子浸泡在酒里，还能提取香味制作香草精。
我们今天食用的香草起源于中美洲。几个世纪前，人们发现了这种豆子诱人的品质。和现代糕点师傅一样，阿兹特克人和玛雅人就知道香草可以使巧克力的风味更独特。
香草兰属于大型攀援性兰科植物，可用扦插的方法使其在不同地方生长。 16世纪后半叶，欧洲商人把扦插培育出的香草运输到了世界各地。如今，这种香料在许多热带国家进行商业种植，包括墨西哥、印度尼西亚、乌干达和马达加斯加，这些国家出产的香草香料在市场上占据着主导地位。
和红酒类似，不同地区的香草会因不同的生长环境而具有各自不同的风味。非洲马达加斯加的香荚兰就因有独特的花香，而受到美国纽约糕点师杰西卡·克雷格的称赞。南太平洋塔希提岛出产的塔希提香草兰，也因带有茴香味和一定的甜味，被很多人所喜欢。不过，目前人们还不清楚它的起源，只知道是香荚兰和另一种植物杂交所产生的品种。
新品培育“五年等一回”
植物育种对很多农作物的口味改变作用非常明显。钱伯斯说： “如果你能穿越到古代，你会发现，你吃的所有东西都和你知道的味道不一样。 ”但香草是一个例外，它的味道和它祖先的味道差不多。 20世纪初期以来，植物育种学家一直在努力对香草品种进行改良，他们想培育出风味更独特或抗虫害能力更强的品种，可都没能研发出性状遗传稳定的改良品种。
钱伯斯说，这就像商店里的苹果，以前只有单一品种，但现在我们有吃口更好的多个品种可以选择，比如红粉佳人、嘎啦果和红富士等。“我们希望香草也能有这么多的品种可供选择。 ”在他的设想中，新品种香草可以带有更多柑橘味、棉花糖味、烟熏味、焦糖味或坚果味。
然而，新品种的培育却急不来，时间是一个巨大挑战。食品科学家达芙娜·哈夫金-弗伦克尔说，一株香草植物从种子到开花大约需要四年时间，之后豆子成熟又需要九个月，“这是一个漫长的过程” 。
几乎没有种植者愿意等五年左右的时间去培育一个新品种，所以他们选择用扦插的方法种植香荚兰。从本质上说，这就是在种植几个世纪前中美洲香荚兰的复制品。这种做法导致了香草作物遗传多样性的缺乏，从而也限制了香草新风味的开拓，而且让香草很容易受到镰刀菌的攻击——镰刀菌也攻击同样缺乏遗传多样性的香蕉。
实际上，我们食用的大部分香草香料都没有历经这一过程，因为那是一种名为香兰素的化学合成品，主要成分是愈创木酚（石油化学制品的前身）和木质素（造纸产生的副产品）。每年，全球香兰素的消耗约为2万吨。
不过，近些年全天然香草香料的需求不断在增加。哈夫金-弗伦克尔估计，这其中约有80%至90%的香草来自于香荚兰，目前品质好、可信赖的香草豆在市场上仍然短缺，所以香草香料的价格也在上升。
糕点师塞德里克·巴伯雷在美国宾夕法尼亚州有一家小饭馆，他喜欢马达加斯加的香草，但最近他却不得不采购产自印度尼西亚的香草，因为那更便宜。他说： “我用的香草豆很普通，但是8盎司就要165美元。 ”
哈夫金-弗伦克尔说，种植者们在印度和厄瓜多尔建造了很多种植园，还在荷兰建了温室，以提升香草产量，从而使香草价格有所降低。
收集百种香草发掘新风味
在2016年得知香草短缺的消息后，钱伯斯也加入了研究香草的行列。
当时，钱伯斯还是一名新聘教授，望着佛罗里达州南部温和的环境，他就想，通过适当的育种技术，这里是否也能种植出香草？如果能专注香草的风味研究，那这种世界上最受欢迎的香料，是否会释放出更多的烹饪魅力？
哈夫金-弗伦克尔认为，这并不是一种空想。现在使用最广泛的香草精，其味道来自香兰素。可在香草中有着600多种天然芳香化合物，其中有100多种都能用于调味。而且，不同品种的香草，其合成的天然产物浓度也各不相同。因此，开发不同口味的香草香料潜力巨大。
钱伯斯还计划通过香草与其他植物的杂交，发现更广泛的遗传多样性、寻找更多芳香化合物。他说： “我们正在尝试融合两种不同植物的分子和生化通道，由此可能得到从未见过的化合物。 ”
钱伯斯从全球收集了100余种香草，其中有的来自同事、植物园、私人收藏家和网上商店，有的则是他亲自采集得来。“佛罗里达州有4个本土物种和一些进口物种，其中包括香荚兰。 ”钱伯斯说，他还收集到了一个由扦插繁殖的香荚兰和多叶香荚兰自然杂交而产生的特殊品种，“它有一股强烈的棉花糖香气” 。
完成收集工作后，钱伯斯对手头的香草品种开展了植物分类鉴定和遗传测试工作。 2019年，他发表了工作结果：有的植物之前因其外表而被误判为香草，而有的品种其实是多个物种的杂交体。更重要的是，分析显示，香草植物还有大量的遗传多样性值得被挖掘，甚至包括香荚兰。在钱伯斯与同事合作的另一项研究中，他们发现了可能会影响香兰素浓度、香草作物产量及抗虫害性的基因。
在佛罗里达大学，钱伯斯有一个2800平方米的苗圃，他把不断收集到的香草品种种在这个苗圃中。现在，他已对苗圃中成熟的第一批植物进行杂交，但还不能确定这批杂交植物究竟能否产生出新风味、风味会怎样，只有等到它们三年后结出豆子，才能见分晓。如果第一批杂交尝试就能有所斩获，那么再过五到十年，他就可能研发出一种或几种香草新品种。
【香兰素|棉花糖味香草？香料育种将超越你想象】全球期待“新口味”香草
根据香草的生长特性，钱伯斯的苗圃采取了十分妥善的防晒措施：天棚外有一层黑色薄纱遮挡阳光，天棚下竖立着一排排竹桩和网桶，香草的藤蔓就沿着它们往上长，绿色藤蔓可爬到约2米高。待到这些香草成熟时，根据品种的不同，每根藤蔓上会开出红色、绿色、黄色或者奶白色的花朵。
当香草们结出豆子，钱伯斯会挑选其中气味较浓郁的作为育种母本。他还邀请美国农业部佛罗里达州园艺实验室的生理学家安·普洛托和化学家白晋和一起进行研发。钱伯斯会把香草提取物寄给两位科学家，他们负责测定样品中芳香化合物的浓度，还会把样品送给一个由10至15人组成的感官小组，对不同香草提取物的风味进行描述——用花香、黄油味、硫磺味、药味等词语描述自己的感受。同时，佛罗里达大学内也组建起了一个150人的感官小组，他们需要给出一个同样重要的反馈：提取物的味道究竟好不好？
普洛托坦言，形成这些风味和香气的化学成分非常复杂，因为那是把不同化合物混合起来所产生的协同效应而获得的意想不到的结果，因此要确定其风味的组分并非易事。
或许，即使不了解植物风味的明确组分，对培育新品种也没有太大影响。美国康奈尔大学的蔬菜育种学家迈克尔·马祖雷克曾成功培育出了南瓜和辣椒的新风味品种，他说： “尽管我们还是不知道哈瓦那辣椒为什么这么辣，但我正在培育一种新型的、不那么辣的哈瓦那辣椒。 ”他希望钱伯斯也能培育出更多风味的香草新品。
“如果结出的豆子有新风味，我们都会很开心。 ”哈夫金-弗伦克尔补充道，从食品制造商的角度来说，他们确实想要不同的香草，但是新品种的味道又不能与传统口味相差太远。
此外，一些食品监管方面的规定也限制了香草风味的多样化。在美国，只有香荚兰和塔希提香草兰的豆子和提取物可以贴上“香草”的标签。 “如果真有优质新品出现，这一点应该可以改变。 ”哈夫金-弗伦克尔认为，如果新品种香草可以抵抗镰刀菌，生长周期更快，味道也更好，哪怕与之前的香兰素风味迥异，香料公司也只需带着样品去食品药品监督管理局证明它符合食用要求就好。
糕点师克雷格和巴伯雷也特别想尝试新风味。巴伯雷说： “我很想知道这些植物最终会呈现怎样的风味，如果有带棉花糖、水果、茴香味的香草可以添加进甜品，那就太棒了！”克雷格则希望香草新品种可以有烤坚果味，或可以与薰衣草、玫瑰相搭配的风味，“能够获得一种新口感，全世界的糕点师都会为此鼓掌称快” 。