Zakaj narezano sadje porjavi?
Ste si že kdaj narezali jabolka na krhlje, ko pa ste jih želeli čez nekaj časa pojesti, so bila vsa rjava? Ta pojav imenujemo encimsko rjavenje. Barva jabolčne lupine je, vsaj dokler jabolko ne zgnije, zelo stabilna, barva belega jabolčnega notranjega tkiva pa se že nekaj minut po razrezanju hitro spremeni in postane rjava, nekaterim zaradi tega manj privlačna in neprimerna za postrežbo.
Zunanja barva jabolk, torej barva lupine, je lahko zelo različna: od temno zelene pri sorti Grany Smith, preko rumene na primer pri zlatem delišesu, pa vse do različnih odtenkov rdeče, kot pri idaredu. Ko pa jabolko prerežemo, zagledamo njegovo notranje tkivo, ki je vedno zelo svetlo, skoraj belo.
Zakaj pride do porjavitve in kako lahko to preprečimo?
V jabolkih se nahajajo snovi, imenovane polifenoli, ki so zelo koristne za zdravo prehrano, ker varujejo naše telo pred oksidacijskim stresom in pred radikali. So tako imenovani antioksidanti. Dokazano je, da ljudje, ki uživajo hrano z več antioksidanti, manj verjetno zbolijo za rakom, pa tudi srčno žilne bolezni so pri njih redkejše. Antioksidanti delujejo tako, da se ob stiku z reaktivno oksidacijsko snovjo v našem telesu sami »žrtvujejo« tako, da reagirajo s to snovjo in jo zaradi tega naredijo nenevarno.
Podobna reakcija lahko poteče že v narezanem jabolku, ko do antioksidantov v belem jabolčnem mesu pride kisik iz zraka, ki je oksidant. Ta kemijska reakcija ne teče sama od sebe, ampak jo omogočajo encimi imenovani polifenol oksidaze, ki se prav tako nahajajo v jabolku. Kot produkt reakcije nastanejo rjavo obarvani polimeri, ki jih nekateri imenujejo kar melanini, čeprav po kemijski strukturi niso podobni melaninom iz porjavele človeške kože.
Podobna reakcija kot pri jabolkih poteka še pri več drugih vrstah sadja in zelenjave in večinoma ni zaželena, ker kvari videz hrane. Pri proizvodnji črnega čaja pa je ta reakcija zaželena, ker pretvori brezbarvne polifenole iz zelenega čaja v rdeče rjavo obarvane fenole, značilne za črni čaj.
Če želimo postreči rezine jabolk z lepo ohranjeno svetlo barvo, moramo reakcijo rjavenja ustaviti. To lahko storimo z več različnimi ukrepi, ki pa vsi delujejo na enega od dveh načinov: preprečijo dostop kisiku ali pa ustavijo delovanje encimov.
Dostop kisiku lahko preprečimo že tako, da rezine jabolk potopimo v vodo. Drug način, kako preprečiti dostop kisika do polifenolov, pa je ta, da na jabolčne rezine dodamo nekaj, kar bo še hitreje reagiralo s kisikom kot polifenoli. Taka snov je vitamin C (askorbinska kislina), ki se nahaja na primer v limoninem ali katerem drugem sadnem soku. Jabolčne rezine, ki jih pokapljamo z limoninim sokom, bodo ostale lepo svetle.
Poleg tega, da vitamin C oksidacijo jabolčnih polifenolov ustavi, lahko potek te reakcije celo obrne, da se porjavela jabolka ponovno posvetlijo. Tehnološko zahtevnejši način izganjanja kisika je uporaba dušikove atmosfere. Dušik je pri normalnem tlaku zdravju povsem neškodljiv plin. V normalnem zraku je 78 % dušika, 21 % kisika, in 1 % ostalih plinov. Če jabolka režemo v posodi, ki je napolnjena s čistim dušikom, ne bodo porjavela.
Delovanje encimov polifenol oksidaz lahko ustavimo na več načinov. Encimi so beljakovine in kot vse beljakovine so tudi polifenol oksidaze občutljive na povišano temperaturo. Pri temperaturi nad 70 oC se tako spremenijo, da ne morejo več katalizirati reakcije oksidacije polifenolov. Barvo jabolčnih rezin lahko torej ohranimo s termično obdelavo, npr. z blanširanjem – s kratkotrajno potopitvijo v vrelo vodo. Encimi večinoma delujejo le v nevtralnem vodnem okolju. Seveda so tudi izjeme, kot so želodčni encimi, ki delujejo pri pH = 2 in jih kisanje ali alkaljenje raztopine ustavi. Če jabolčne rezine okisamo s katerokoli kislino, npr. citronsko ali vinsko, bodo ostala neporjavela. Enako uspešno lahko ohranimo barvo tudi s pomočjo ocetne kisline, ki pa bo jabolkom dala neprimeren vonj.
Delovanje encimov lahko ustavimo tudi s pomočjo kemijskih inhibitorjev. Eden od takih inhibitorjev, ki zavre delovanje mnogih encimov, je žveplov oksid, s katerim žveplamo sode in vino. Za konec še najučinkovitejši in tehnološko najmanj zahteven način preprečevanja rjavenja jabolk: jabolka zgrizemo v hermetično zaprti ustni votlini in pogoltnemo v kisel želodčni sok. V določenih primerih pa lahko sadje porjavi, tudi če ni narezano. To se zgodi še hitreje, če se zaradi različnih vzrokov celične membrane poškodujejo, kar omogoči, da se encimi pomešajo s polifenoli. In to se dogaja pri tako imenovanem bananinem paradoksu: hrano shranjujemo v hladilniku zato, da upočasnimo njeno kvarjenje, banane pa prav nasprotno, v hladilniku postanejo rjave hitreje kot zunaj njega.
Kako je to možno?
Hrana se načeloma kvari na štiri načine: mikrobiološko, biokemijsko, kemijsko in fizikalno. Pri mikrobiološkem kvarjenju se na hrani razvijejo bakterije in plesni. Pri biokemijskem kvarjenju encimi, ki se nahajajo v vseh rastlinskih in živalskih delih, hrano razgrajujejo, npr. da »zgnije« potolčeno jabolko. Kemijsko kvarjenje je tisto, pri katerem snovi iz hrane same od sebe (brez pomoči encimov ali bakterij) reagirajo med seboj ali s kisikom. Redkeje se dogaja tudi fizikalno kvarjenje hrane, pri čemer se ne spremeni kemijska sestava hrane, ampak le njena fizikalna struktura. Primer takega je, ko se nam pri povišani temperaturi stopi maslo in se pri ponovnem ohlajanju ne povrne več v obliko, ki smo je vajeni. Drug primer fizikalnega kvarjenja je, da nam iz piva, če ga preko noči shranimo v na pol prazni steklenici, uidejo vsi mehurčki.
Hitrost skoraj vseh teh procesov je odvisna od temperature in v hladilniku se precej upočasnijo. Banane pa so izjema. Rjavenje banan, ki je biokemijski proces, poteka v hladilniku hitreje kot pri sobni temperaturi.
Kaj se dogaja?
Rjavenje banan je podoben biokemijski proces kot rjavenje jabolk. Encimi, ki ga poganjajo, so z biološkimi membranami ločeni od snovi, ki tvorijo rjavo barvo. Pri jabolkih se rjavenje začne, ko jih narežemo ali naribamo, pri bananah pa so te membrane veliko manj obstojne in razpadajo same od sebe.
Rjavenje banan je dvostopenjski proces: v prvi stopnji se zaradi razpada membran sprostijo encimi, v drugem delu pa te encimi povzročijo nastanek rjave barve. Biološke membrane so tanke membrane, sestavljene le iz dveh plasti posebnih lipidov, podobnih lecitinu. Debele so torej le dvakrat toliko, kot meri molekula takega lipida, kar znaša le nekaj milijonink milimetra. Kljub svoji tankosti so biološke membrane dovolj odporne, da naše celice, ki jih take membrane obdajajo, ne razpadejo. Za odpornost in delovanje bioloških membran je zelo pomembno, da je njihova kemijska sestava prilagojena temperaturi, pri kateri bo določen organizem živel. Človeške membrane vsebujejo takšne lipide, da so ravno pravšnje konsistence pri 37°C, da pri tej temperaturi torej niso ne preveč tekoče, ne preveč krhke. Rastline prilagajajo svoje membrane razmeram, v katerih rastejo tako. Banane, ki rastejo v tropskih krajih, imajo v svojih membranah takšno sestavo maščobnih kislin, da najbolje delujejo pri višjih temperaturah. Njihove membrane zato v hladilniku postanejo krhke in začnejo pokati. Encimi se sprostijo in fenoli se obarvajo rjavo. Nizka temperatura sicer zavira delovanje encimov (drugo fazo rjavenja), vendar ne dovolj učinkovito. Izven hladilnika bi bilo delovanje encimov hitrejše, ker pa se te zaradi stabilnih membran pri sobni temperaturi sploh ne sprostijo, ostanejo banane dlje časa lepe. Poskusi so pokazali, da so banane najdlje lepe, če jih shranjujemo pri 13,3°C. Odkloni navzdol so usodnejši od odklonov navzgor, tako da banane zdržijo precej dlje pri 20°C, kot pa pri 6°C. Banane bodo najhitreje porjavele, če jih damo za nekaj časa v hladilnik (da se sprostijo encimi) in nato na sobno temperaturo (kjer bodo encimi hitreje delovali). Naslednjič torej, ko boste kupili banane, jih rajši pustite izven hladilnika, če želite, da ostanejo lepe rumene.
Zgoraj opisano dogajanje se nanaša na rjavenje bananine lupine, bananino meso pa se obnaša nekoliko drugače. Kako pa? To pa prepuščamo bralcem, da naredite eksperiment in sami ugotovite kako. Ideje in odgovore nam lahko napišete v komentar 🙂