|
|
为什么苹果吃了一半之后颜色会变深？ 展通 在生活中，当苹果削好皮或切开后放置一会儿后，切口面的颜色就会由浅变深，最后变成深褐色。不仅苹果，土豆、香蕉等水果蔬菜也会发生类似的状况，这些现象的原因是什么呢？变色的水果在生活中，将水果或蔬菜切开并放置一段时间后，它们的表面颜色会有原来的浅色逐渐变深最终变成褐色。不仅如此，在菜市场买来的苹果、土豆的表面上也经常会有褐色的小点。这些食物变色现象被人们称为褐变。 为什么褐变广为接受的一种学说1指出发生褐变的原因和一些植物体内的多酚类物质有关。研究说明，褐变可以分为两大类：非酶褐变和酶促褐变。非酶褐变是指不是由酶引起的化学反应而造成的褐变，多酚物质氧化后聚合也可产生褐色物质引起褐变；酶促褐变是指植物组织中的多酚类物质在酶的作用下氧化成醌（kūn）类物质，醌类聚合形成褐色物质引起褐变[1]。通常来说，我们见到的褐变以酶促褐变为主。酶促褐变需要有酚类物质、酶和氧气的参与。植物内的酚类物质繁多，多来自于对碳水化合物的代谢。酚类物质氧化成醌后通过自身聚合或与其它含或基团的物质发生聚合、脱水而导致褐变。在褐变过程中，总酚含量会有显著变化[2]。但并不是所有酚类物质都是褐变的主要底物且对褐变的影响不一，谭兴杰等的研究所提取的6种酚类化合物只有1种对PPO（一类酶，下文会提到）有活性[3]；程建军等分析了苹果和鸭梨中4种底物与PPO结合力，其强弱顺序为：没食子酸>儿茶酚>绿原酸>咖啡酸[4]。参与褐变过程的酶主要是多酚氧化酶（PPO），它是一类含有铜的氧化酶，分为漆酶和儿茶酚酶。习惯上，常把儿茶酚氧化酶称为酚氧化酶、PPO或儿茶酚酶。当催化氧化一元酚的时候生成相应的邻一二羟基化合物；催化氧化邻二酚时生成邻苯醌[5]。一些科研人员通过研究说明了PPO在酶促褐变中的作用[3][6][7]。同时氧气也是褐变过程中必不可少的条件。 为什么完整的蔬果不会褐变然而在完整的蔬果中，虽酚类物质、酶和氧气都存在，但一般却不会发生褐变现象。Harel等的研究认为，这是由于在正常植物细胞中酚类物质和多酚氧化酶的区域化分布导致的[8]。酚类物质多分布在液泡中，而多酚氧化酶一般分布在细胞质中，也有存在于细胞膜和细胞壁的。当蔬果被破坏时，细胞的结构被改变、破坏，为酶创造了与酚类物质接触的条件，在氧气存在的情况下导致褐变。 影响褐变的因素不仅破坏蔬果会导致褐变，冷害、气体含量等其他因素也会导致褐变的发生[1]。 1）冷害。一些热带水果在低温贮藏时，会使细胞出现损坏。低温下，细胞膜的结构组成发生变化，膜由液晶态转为凝胶态，继而细胞膜收缩产生裂痕破坏区域化分布。 2）气体伤害。高浓度的二氧化碳会导致细胞内碳酸根的含量增加，碳酸根与细胞膜上的钙离子结合致使细胞内膜系统瓦解而破坏区域化分布。 3）温度和光照。温度过高或光照过强均可使PPO的活性提高，从而加速组织褐变[9]。 4）果实的成熟程度与大小。成熟度对果实果肉的褐变影响很大,因为不同成熟度的果实其代谢过程途径和强度均存在差别,果实内的物质及相关酵也不同,而且膜的结构的功能也有差异。也有研究表明果实的大小也对褐变有影响。还有很多其他方面的原因，这里不一一赘述。 褐变后的蔬果能吃吗蔬果在褐变后还是可以食用的，然而蔬果在褐变后会流失维生素C而降低营养。因此应该一次吃完或剩下的部分用保鲜膜包好。 褐变好难看，怎么抑制褐变抑制褐变就要从褐变的原因入手，酚类物质的含量一般无法改变，而降低酶的活性、隔绝氧气等还是很容易的，如放在阴凉处、用保鲜膜覆盖切口以隔绝氧气。同时维生素C也可以还原邻苯醌从而组织褐变的发生[5]，因此柠檬汁也有保护的功效。过去听说的二氧化硫熏蒸蔬菜的一部分原因也是因为二氧化硫可以抑制褐变（同时也可以抑制非酶褐变的主要原因——美拉德反应）。但是，把产品放在密闭空间进行二氧化硫熏蒸无法控制二氧化硫的残留量。二氧化硫过量残留危害呼吸道，同时也可能使免疫系统功能下降。由于残留问题，二氧化硫熏蒸蔬菜等措施也被严格禁止了。改进后常使用亚硫酸盐溶液浸泡，在快餐的薯条中就是这么护色的。 褐变还有其他原因吗应当指出，酶促褐变也不是唯一的褐变原因。美拉德反应、抗坏血酸氧化褐变等也可能是导致褐变的原因[10]。但是，亚铁离子被氧化成铁离子的说法是不靠谱的。实验表明亚铁离子的氧化速度远远低于苹果褐变的速度且低浓度的氧化现象很难看出[11]。并且这种说法很难适用于其他铁含量较低的蔬果的褐变现象。综上所述，苹果变色的原因主要是由于在酶的作用下酚类物质被氧化成醌继而聚合、脱水形成的黑褐色物质造成的。 参考资料： [1]孙蕾,王太明等.果实褐变机理及研究进展[J].经济林研究,2002,20(2). [2]赵锁成,杨巍,和阳等.鲜切苹果果肉颜色及酚、酶的变化[J].湖北农业科学,2011,50(8):1596-1598.DOI:10.3969/j.issn.0439-8114.2011.08.027. [3]谭兴杰,周永成.荔枝果皮多酚氧化酶酶促褐变的研究[J].植物生理学报,1987,13(2):197-203. [4]程建军,王震新,于静海等.苹果梨和鸭梨酶促褐变机理的研究[J].食品科学,2000,21(2):71-74. [5]于守超,赵兰勇,王芬等.植物组织培养过程中外植体褐变机理研究进展[J].山东林业科技,2004,(5):61-63.DOI:10.3969/j.issn.1002-2724.2004.05.040. [6]鞠志国,苗德全.莱阳茌梨多酚氧化酶的纯化及其基本性质的研究[J].莱阳农学院学报,1990,7(3):204-209. [7]吴耕西,周宏伟,汪建民.鸭梨酶促褐变的生化机制及底物鉴定[J].园艺学报,1992,19(3):198-202. [8]A M MAYER,EHAREL.Polyphenol Oxidases InPlants[J].Phytochemistry,1979,18(2):193-215. [9]崔堂兵,郭勇,张长远等.植物组织培养中褐变现象的产生机理及克服方法[J].广东农业科学,2001,(3):16-18.DOI:10.3969/j.issn.1004-874X.2001.03.006. [10]王坤范,刘立梅.桃带肉果汁饮料在贮藏中非酶促褐变原因的研究[J].食品与发酵工业,1996(5):49-53. [11]张弛.探寻苹果褐变的真因及防褐变方法[J].教学仪器与实验:中学版.2006,22(12):10-12. 版权声明和鸣谢：《为什么苹果吃了一半之后颜色会变深？》由展通（zhantongz@gmail.com）创作，采用知识共享署名-相同方式共享3.0中国大陆许可协议进行许可。因教育用途而使用此作品不受知识共享协议限制。感谢中国国家图书馆（http://nlc.gov.cn）提供的论文获取权限。感谢果壳网（http://guokr.com）对一些信息的提供。感谢维基共享资源（http://commons.wikimedia.org）用户Midori提供的香蕉照片（[链接]）。感谢沥青120的审阅。 1虽然褐变被研究了很多年，但由于生理反应的复杂性，至今没有一个对褐变机理的确切解释。有乙醛乙醇毒害假说、氧自由基假说、维生素C保护假说、酚一酚酶区域化分布学说等不同解释，本文采用广为接受的酚一酚酶区域化分布学说。读者可自行通过网络、图书馆等渠道了解其他解释。
|
