Содержание
Окружающий мир удивителен. И если дети это понимают легко, то с возрастом ко многим вещам привыкают и благополучно забывают об этом. В итоге самые простые вопросы малыша могут поставить взрослого в тупик. Например: "Почему яблоко темнеет на срезе?" Этот процесс очень многогранен, но не так прост, как кажется на первый взгляд. Ведь разные яблоки темнеют по-разному, а некоторые и вовсе не темнеют.
Развенчиваем мифы
Наиболее часто, когда спрашивают о том, почему яблоко темнеет на срезе, слышат, что это происходит из-за содержащегося в нем железа. Еще из курса школьной химии известно, что железо имеет валентность (или степень окисления) +2 и +3. Так, в яблоках оно имеет первую степень окисления. Однако после разрезания начинает активно соприкасаться с воздухом, в котором содержится кислород. В итоге железо окисляется до степени +3, тем самым образуя оксид. Получается, что яблоко просто "ржавеет". И цвет принимает соответствующий.
Однако любой химик знает, что это не так. В одном яблоке весом около 150-160 грамм содержится всего 3-4 мг железа. Неужели этого количества достаточно, чтобы испортить внешний вид целого фрукта? Конечно, нет. На самом деле за это отвечают совершенно другие вещества. Ведь такое происходит и с грушами, и с бананами. Но в них нет такого количества железа.
Истинные причины
Итак, почему яблоко темнеет на срезе, если в нем практически нет железа? После повреждения фрукта происходит целый ряд химических реакций, из-за которых он и теряет свой товарный вид. Но если проследить всю цепочку, можно все же понять истинную причину.
Как известно, яблоки, как и любые другие фрукты, богаты антиоксидантами. С точки зрения химии их относят к группе полифенолов. Они имеют различные названия, но суть у них одна – это соединение разных фенолов (не путать с ядом). Конечно, само по себе это вещество никак не влияет на цвет яблока, так как оно просто бесцветное. Но в нем еще содержится фермент полифенолоксидаза, который после любого повреждения начинает активно взаимодействовать с полифенолами. Главным катализатором реакции является кислород. И как итог, в яблоках в огромном количестве образуется хинон, а он – сильный окислитель. Вот это и есть правильный ответ на вопрос о том, почему яблоко темнеет на срезе.
Как бороться?
Конечно, это свойство яблок многим не по вкусу. Фрукты быстро теряют привлекательный вид, и даже свежая нарезка буквально за пару минут начинает выглядеть не очень привлекательно. Повара давно придумали свой способ борьбы с этим недостатком. Для этого достаточно срез протереть лимонной коркой или сбрызнуть лимонным соком. Еще один вариант – это опустить на 1-2 минуты фрукты в раствор лимонной кислоты. В результате яблоко не темнеет на срезе.
Для яблочного сока придуман еще один вариант. Для этого его просто пастеризуют в течение 20-30 минут при 70-80 градусах. Как итог, разрушается полифенолоксидаза. А значит, уже невозможно запустить процесс окисления в принципе. Для целых яблок такой способ, к сожалению, не подходит.
Научный подход
Очевидно, что, убрав одну из трех составляющих реакции, можно добиться того, чтобы яблоки не темнели. К сожалению, от полифенолов избавиться невозможно. К тому же считается, что они полезны для организма. И первое, чего удалось добиться – исключить из реакции кислород. Для этого яблоки покрывают специальным веществом, похожим на воск (по международному стандарту оно маркируется E901-E913). Правда, перед употреблением таких фруктов в пищу покрытие желательно смыть.
Но наука не стоит на месте. Ведь уже давно известно, почему яблоко темнеет на срезе. Презентация нового генномодифицированного сорта доказала, что, убрав фермент-окислитель, можно получить просто "вечные" яблоки. Отличное решение для супермаркетов и ресторанов. Тем более что для этого понадобилось только блокировать некоторые гены. Считается, что такая технология наиболее безвредная.
Почему яблоки темнеют на срезе? Как правило, на этот вопрос отвечают так: из-за того, что кислород воздуха окисляет железо, которое содержится в яблоках. Часто добавляют при этом, что, если яблоко после разрезания не темнеет или "ржавчины" на срезе мало, значит, яблоко содержит мало железа. И что если полить срез яблока соком лимона, то яблоко долго не будет темнеть, потому что лимонная кислота свяжет ионы железа.
Звучит убедительно и правдоподобно. И тем не менее, всё это совершенно не соответствует истине.
Железо в яблоках действительно есть. В одном яблоке весом 100 г содержится порядка 1-2 миллиграммов железа – микроскопическое количество, совершенно недостаточное, чтобы испортить товарный вид целого фрукта. Поэтому, кстати, не имеет никакого смысла лечить с помощью яблок дефицит железа в организме, особенно если учесть, что из этого мизерного количества организм усваивает всего 1-5%.
На самом деле механизм потемнения яблок совсем другой.
Известно, что ягоды и фрукты, богаты антиоксидантами, которые во многом определяют их пользу для нашего с вами здоровья. В яблоках много веществ группы антиоксидантов, которые называются полифенолы. По строению они представляют собой цепочки молекул различных фенолов, которые выглядят примерно так:
Теафлавин-3-галлат – полифенол растительного происхождения
(известно, что фенол – сильнейший яд, но цепочки фенолов – это вещества, обладающие совершенно другими свойствами, вовсе не токсичные для человека).
Кроме того, в яблоках содержатся ферменты полифенолоксидазы, задача которых, как видно из их названия, – окислять полифенолы.
В результате окисления полифенолов образуются хиноны. Сами по себе они бесцветны, но в отличие от полифенолов, которые по своей природе препятствуют реакциям окисления, хиноны, – наоборот, сильнейшие окислители, которые, образовавшись на поверхности яблочного среза, начинают взаимодействовать со всем, что им на пути попадется. В результате и образуются вещества, которые придают яблоку ржавый цвет.
Почему же мякоть целого яблока не "ржавеет"? Хитрость тут в том, что для взаимодействия полифенолоксидазы с полифенолами требуется кислород. Когда целостность яблока повреждается, кислород получает доступ к месту действия и запускает эти процессы.
Если обработать срез яблока лимонной кислотой, то можно замедлить его потемнение. Секрет кроется в том, что при повышении кислотности (химики говорят: при понижении pH) снижается активность полифенолоксидаз.
Для чего все это нужно и какой в этом смысл?
Яблоко таким образом защищается от вредителей. Процессы окисления полифенолов, как вы обратили внимание, запускаются только при повреждении яблока. В природе такое происходит, например, если фрукт прогрызла гусеница. Первые в списке "защитников" яблока – сами хиноны, которые, являясь сильными окислителями, токсичны для микроорганизмов и грибков. Коричневая "пленка", которая образуется на поврежденной поверхности яблока, заживляет повреждение и защищает его мякоть от проникновения повреждения вглубь. И наконец, защитную роль выполняют вещества, которые образуются в результате процессов окисления. Одни из них способны сильно подпортить пищеварение гусенице, другие – сделать фрукт невкусным для нее. Нечто похожее происходит, когда мы едим терн, черемуху или незрелую хурму – их неприятное вяжущее действие обусловлено действием дубильных веществ танинов, которые тоже относятся к классу полифенолов и свертывают белки на поверхности языка и слизистой с образованием больших "невкусных" молекул.
Скорость образования бурой пленки и интенсивность ее цвета определяются количеством полифенолов в данном сорте яблок.
Такой же механизм имеет потемнение на срезе бананов, персиков, незрелых грецких орехов, картофеля, грибов.
Побурение мякоти яблока на срезе придает ему не особо аппетитный вид. Поэтому ученые уже давно задались вопросом, как можно этого избежать. Уже выведены сорта яблок, у которых поверхность надрезанного яблока не темнеет. Добились этого путем блокировки генов, отвечающих за синтез полифенолоксидаз.
Яблоки сорта "Арктик", выведенные канадскими специалистами,
внешне ничем не отличаются от обычных яблок, кроме того, что они не темнеют на срезе
Кстати.
Потемнение под действием полифенолоксидазы – не всегда нежелательный процесс. В ряде случаев к нему прибегают специально. Например, ферментация чайных листьев, в результате чего получается черный чай, включает в себя, в том числе, окисление полифенолоксидазами катехинов и других дубильных веществ. Образующиеся в ходе этих реакций хиноны, в свою очередь, начинают сами действовать как сильные окислители и способствуют образованию в чае душистых веществ.
У животных и человека полифенолоксидаза (тирозиназа) окисляет аминокислоту тирозин с образованием красящих пигментов – меланинов, которые отвечают за цвет волос, радужной оболочки глаза, кожи.
О том, почему яблоко темнеет на срезе, блуждает множество разных историй, но часть из них – лишь выдумка, в которую некоторые верят по незнанию истинных причин. Рассмотрим все варианты ответа на данный вопрос и придем к логическому умозаключению.
Причины потемнения яблок на срезе
Основные мифы и заблуждения
Как правило, чаще всего люди считают, что яблоко темнеет на срезе из-за большому содержанию в нём железа.
Обоснование этому заключается в том, что при срезании кожуры или разрезании плода на части молекулы железа просто-напросто ржавеют и поэтому мякоть быстро изменяет свой природный цвет.
Также в доказательство многие приводят следующий аргумент: если смазать мякоть яблока лимонным соком, то она совершенно не ухудшает свой цвет. А все потому, что аскорбиновая кислота связывает ионы железа и не позволяет ржавому оттенку проявляться.
Конечно, версия убедительная и очень похожа на правду, однако это распространенное заблуждение.
Давайте наконец узнаем, что же действительно происходит с разрезанными яблоками.
Настоящие причины
Все сорта яблок в своем составе действительно имеют железо. Внутри одного плода весом около 150 г имеется приблизительно 3-4 г железа.
Но этого количества вещества недостаточно, чтобы повлиять на цвет мякоти. Истинная причина совершенно в другом.
После повреждения целостности фрукта происходит целая вереница химических процессов, которые и являются истинными причинами его потемнения. Если отследить весь цикл изменений, то можно понять, что именно приводит к этому.
Как известно, плоды отличаются большим количеством антиоксидантов. Химики относят их к группе полифенолов, имеющих разные наименования, но единую суть — это соединения различных фенолов. Помимо бесцветных полифенолов в мякоти содержатся такие вещества, как полифенолоксидазы.
После разреза в целостную структуру проникает кислород, из-за этого ферменты полифенолоксидаза начинает активно взаимодействовать с полифенолами.
При взаимодействии с кислородом в яблоке начинается химическая реакция
В конце взаимодействия появляется новый компонент — хинон, который и является тем сильным окислителем, приводящим к потемнению.
Оказывается, это явление – некий защитный механизм.
Во-1, фрукт старается защитить себя от вредителей, например, гусениц, обожающих поселиться внутри. Хинон для них, а также некоторых видов грибков, очень токсичен. Помимо этого, поедание потемневшей мякоти нарушает пищеварение гусениц.
Во-2, окисление приводит к образованию защитной пленки, которая не позволяет повреждению разрастаться вширь и внутрь.
Почему некоторые яблоки темнеют быстрее
На скорость реакции оказывает влияние сорт и температурный режим.
- На холодном воздухе или в холодильнике надкушенные яблоки темнеют только через 5-10 часов, а в горячей духовке или мультиварке они становятся темными за несколько минут.
- Кислые сорта меняют цвет значительно быстрее, чем сладкие. Данный факт объясняется тем, что в сладких плодах находится меньше ферментов оксидаза.
Как предупредить потемнение
Разумеется, свойство практически всех яблок изменять цвет после нарушения их целостности многим приходится не по вкусу — коричневатые фрукты теряют свой аппетитный вид, особенно, если надо приготовить праздничную нарезку на стол.
Рассмотрим несколько простых способов, помогающих сохранить красивый и сочный вид яблок.
- На выручку придет витамин С, который содержится в соке любых цитрусовых фруктов. Он нейтрализует взаимодействие ферментов с кислородом на воздухе. Достаточно смазать срез соком лимона или апельсина и оно не почернеет. Стоит помнить, что обработанные соком фрукты будут с легкой кислинкой.
- Вместо сока цитрусовых можно использовать лимонную кислоту. Небольшое количество вещества необходимо развести в холодной воде, порезать фрукт и поместить дольки в раствор на 5-6 минут.
- Сахарный сироп также может спасти от изменения цвета. Если опустить дольку на несколько секунд в сироп, она не потемнеет, при этом она станет на вкус еще слаще.
- Можно сбрызнуть срез сладкой газированной водой, в составе которой присутствует лимонная кислота и сахар.
- Если разрезанное яблоко необходимо взять с собой, например, в путешествие или в школу, то подойдет такой способ: плод разрезают на 2 половинки, аккуратно извлекают сердцевину, половинки складывают вместе и стягивают их одной или двумя канцелярскими резинками. Затем фрукт надо упаковать в пакет. Кислород не сможет попасть на срезанную часть, и она останется светлой.