Enzymatische Bräunung, polyphenol-oxidase – Bananen – Essen Krümelt – Der Lebensmittel-Science-Blog

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Hatten Sie jemals eine braune Banane auf der Unterseite der Tasche? Ich habe für Sie sicher. Sich jemals gefragt, warum das passiert? Ich habe, hier also ein Beitrag über die enzymatische Bräunung von Bananen.
wie Sie verhindern, dass die Bananen vom drehen Braun

Sobald Sie geschält Ihre Banane, die Sie besser Essen. Wenn Sie es vergessen und kehren ein paar Stunden später wird es gedreht haben, ein Unappetitliches Braun. Gleiches gilt für das verlassen eine ungeschälte Banane auf Ihrem Zähler nach oben für ein paar Tage. Es könnte hell gelb, wenn Sie es gekauft haben, es gibt keinen Weg, um zu verhindern, dass es von browning. Werfen Sie eine Banane in der Tasche, scheint die Geschwindigkeit noch weiter, wer hat noch nicht zurück gefunden, die Ihre Banane am Ende des Tages, drehte sich komplett Braun?

Bananen scheinen nicht das einzige Lebensmittel, das passiert aber. Immer machte apple pie und sah Ihre frisch geschälte und geschnittene äpfel Braun werden? Oder, dass guacamole Braun gedreht, Dank der avocado. Und was ist mit Salat und Pilzen oder Birnen? Sogar Kartoffeln können Braun werden, diese Weise. In allen Fällen ist dies verursacht durch den gleichen Mechanismus, eine der häufigsten browning Mechanismen in Essen: die enzymatische Bräunung.

Also, was bewirkt die enzymatische Bräunung und, noch wichtiger, gibt es etwas, das wir tun können, um zu verhindern, dass eine braune Banane smoothie?

3 Arten von browning in Essen

Es gibt drei gängige Wege Essen kann Braun werden, in zwei Kategorien aufgeteilt. Die erste ist die nicht-enzymatische Bräunung und zu dieser Gruppe caramelization und die Maillard-Reaktion gehören. Diese beiden Reaktionen werden beschleunigt durch Hitze (vorzugsweise über 100°C, 212°F). Diese Reaktionen bewirken die Bräunung des Brotes, die braune Farbe von Karamell und die braune Farbe eines Steaks. Die Bräunung der Bananen ist aber, verursacht durch das Dritte gemeinsame browning Mechanismus in Essen: die enzymatische Bräunung.

Enzymatische Bräunung

Wie der name schon sagt, enzymatische Bräunung ist ein browning-Prozess, verursacht durch Enzyme. Enzyme kommen in der Natur in der Natur. Es gibt eine Menge von verschiedenen Arten von Enzymen, die Ihr Körper enthält eine ganze Reihe, und Obst und Gemüse enthalten eine Vielzahl auch. Enzyme sind eine bestimmte Art von Proteinen. Enzyme, Funktion als Katalysator für eine Vielzahl von chemischen Reaktionen. Dies bedeutet, dass Sie helfen, Chemische Reaktionen zusammen, ohne selbst in der Reaktion selbst. Wir haben diskutiert Enzyme in mehr detail in einem anderen Beitrag.

Das Enzym, katalysiert die enzymatische Bräunung Reaktion polyphenol-oxidase, oft abgekürzt mit PPO. Dieses Enzym katalysiert die Reaktion von Phenolen in Polyphenole. Diese Polyphenole sind rote, braune oder sogar schwarze Pigmente, die die Farbe Braun.

Reaktionsmechanismus der enzymatischen Bräunung

Die Bildung von braunen Pigmenten besteht aus mehreren Schritten, und, wie es der Fall für die nicht-enzymatische Bräunung Mechanismen, nicht alle von Ihnen sind vollständig verstanden oder bekannt sind. Die ersten paar Schritte aber wurden beschrieben, ziemlich ausführlich in der Literatur.

Phenol-Struktur.

Schritt 1: Hydroxylierung von Phenolen

Enzymatische Bräunung beginnt mit monophenols. Diese sind eine Gruppe von Molekülen mit einem so genannten phenol-Gruppe. Eine phenol-Gruppe ist, die aus einem Benzol-ring befestigt, eine hydroxyl-Gruppe (OH -), siehe Bild unten. Die wichtigsten Teile sind der ring und der OH-Gruppe, andere Gruppen kann ein Teil des Moleküls als auch, zum Beispiel, wo das Bild nun zeigt, und R. Für die Reaktionen sich das phenol ist wichtiger.

Im ersten Schritt der enzymatischen Bräunung wird eine zusätzliche OH-Gruppe Hinzugefügt wird, die phenol-Gruppe, als Folge wird es zu einem diphenol. Diese Reaktion nennt man eine Hydroxylierung. Um für diese Reaktion auftreten Sauerstoff vorhanden sein muss.

Schritt 1: Hydroxylierung eines monphenol in einem diphenol.

Schritt 2: Oxidation des diphenols

Wieder Sauerstoff erforderlich ist, um den nächsten Schritt. In diesem Schritt eine Oxidationsreaktion stattfindet, in dem die beiden OH-Gruppen verwandeln sich in einen doppelt gebundenen Sauerstoff-Gruppe. Die resultierende Gruppe von Molekülen sind sogenannte Chinone.

Interessanterweise, anders produzieren, enthält verschiedene PPO-Enzyme. Einige sind sehr gut in der katalysierte Schritt 1, während andere konzentrieren sich auf Schritt 2. Als Ergebnis der Mechanismus und vor allem rate von browning können sehr unterschiedlich sein, für andere zu produzieren.

Schritt 2 die enzymatische Bräunung, katalysiert durch die PPO, die die oxidation von einem diphenol in ein Chinon.

Schritt 3: Entstehung von Farben

Chinone sind sehr reaktive Moleküle, die Sie nicht brauchen weitere Hilfe von Enzymen zu reagieren weiter. Die Chinone bilden Polyphenole, großen Strukturen, die die Ursache des tatsächlichen Verfärbung. Die Pigmente sind die Melanine genannt.

Eine frisch geschälte Banane, beginnt es zu bräunen innerhalb von Minuten.

Verhinderung der enzymatischen Bräunung

Sie können verhindern oder verzögern enzymatische Bräunung von Bananen (und andere Produkte) in mehrfacher Hinsicht. Eine Möglichkeit ist, zu nehmen, um zu den notwendigen Zutaten für die Reaktion auftreten, oder verlangsamen die Enzym-Aktivität. Oft sind diese Maßnahmen nicht auch zu kompliziert.

Nicht Schaden, Banane

In einem unbeschädigten Banane oder Apfel das Fruchtfleisch nicht Braun wird. Dies ist, weil, so lange als die Zellen sind ganze, die PPO und die benötigten ‘Zutaten’ nicht in Kontakt mit einander. Sobald Sie das Produkt beschädigen die Zellstruktur bricht zusammen. Als Ergebnis, die notwendigen Komponenten zu interagieren und zu bräunen beginnt. Dieses browning-Reaktion dient eigentlich als einer von vielen Abwehrmechanismen der Pflanzen. Dies ist der Grund, warum eine angeschlagene Apfel wird Braun auf der Außenseite und warum eine avocado bleibt vollkommen grün, solange es nicht geschnitten.

Das sagte, setzte Reifung und Verderb der Produkte wird auch brechen zellulären Strukturen. Als Ergebnis, auch wenn Sie nicht squash, banana, es wird Braun werden, im Laufe der Zeit. Das gleiche gilt für die avocado und Pilze zum Beispiel.

Beseitigung von Sauerstoff

Um die für Schritt 1 und 2 der enzymatischen Bräunung auftreten, Sauerstoff muss vorhanden sein. Wenn Sie speichern Sie das Produkt in einer Umgebung ohne Sauerstoff, die Reaktion nicht mehr statt. Sauerstoff sitzt, alles um einen herum in die Luft, so, um Sie zu beseitigen Sauerstoff, den Sie haben würden, verwenden irgendeine Art von Verpackung. Es ist sehr üblich, zu verwenden, wenn die Verpackung frisch geschnittenen Salat. Schneiden Sie Salat ist sehr empfindlich gegenüber browning, durch die Verpackung es mit keiner (oder sehr wenig) Sauerstoff der Salat nicht Braun oder rosa. Dasselbe kann man für die Apfel-Scheiben. Zu Hause können Sie Tauchen Sie Sie in Wasser, die Verhütung von Sauerstoff zu kommen, um den Apfel. In industriellen Anwendungen durch die Eliminierung der Sauerstoff aus der Verpackung.

Da die frischen Produkte, verderben sehr schnell, wenn es nicht mehr veratmen, ist dies nicht eine langfristige Lösung. Es kann für kürzere Zeiträume der Verzögerung, die Brünierung nur ein wenig länger.

Ändern pH-Wert (Säuregrad)

Die Aktivität der PPO-Enzyme variiert mit der Säure der Umwelt. Einige arbeiten besser und schneller auf einen niedrigeren pH-Wert (saurer), während andere lieber eine etwas höhere. Dennoch, die meisten nicht gut für sehr niedrige pH-Werte. Dies ist der Grund, warum Rezepte für Apfel-Gerichte sagen zu träufeln Sie etwas Zitronensaft auf Ihr frisch geschnittene äpfel. Es senkt den pH-Wert leicht, indem Sie die Bräunung. Wenn Sie eine Banane smoothie Zugabe von etwas Zitronensaft oder sauren Joghurt hilft auch zu verhindern Bräunung.

Niedriger Temperatur

Enzyme haben nicht nur einen optimalen pH-Wert, Sie haben auch eine optimale Temperatur. Bei dieser Temperatur werden die Enzyme arbeiten am schnellsten. Die optimale Temperatur für die PPO verschiedene weithin für verschiedene produzieren. Für Gurken ist vermutlich viel höher als für äpfel. Generell speichern erzeugen bei einer niedrigeren Temperatur langsamer wird, enzymatische Bräunung. Aber das wird nicht funktionieren, für alles. Bananen zum Beispiel sehr empfindlich auf Kälte. Eine Aufbewahrung im Kühlschrank wird dazu führen, dass mehr Schaden als die normale Bräunung. In den meisten Fällen ist es besser, bewahren Sie es bei Raumtemperatur und lassen Sie es, als Stelle Sie in den Kühlschrank.

Erhöhen Temperatur

Enzyme sind Proteine und das bedeutet, dass hohe Temperaturen (in der Regel etwa 60°C) brechen die Enzyme. Sobald Sie erhitzt Enzyme, deren kritische Temperatur Sie sich nicht erholen kann nicht mehr. Statt, keine weitere Bräunung auftreten. Was Essen, eine schnelle Wärme-Behandlung wird als blanchieren. Sie können es verwenden für das einfrieren von Gemüse, wie Spinat, zum Beispiel. Blanchieren wird das Gemüse hält alle Enzym-Aktivität (nicht nur browning Enzyme) und als Ergebnis Sie kann zum Beispiel einfrieren von Gemüse, ohne diese Enzyme stören nicht weiter.

Fügen Sie ein anti-Oxidationsmittel

Da der zweite Schritt der browning-Reaktion ist eine oxidation, Sie können auch hinzufügen, ein anti-Oxidationsmittel, um die Umkehrung dieser zweite Schritt. So Chinone können nicht reagieren, in denen farbige Moleküle. Eine Häufig verwendete Beispiel ist die Ascorbinsäure (vitamin C). Ein weiterer Vorteil der Säure ist, dass es senkt auch den pH-Wert, wirkt auf den browning-system auf zwei Arten.

Trocknen

Um für die Enzyme tun Ihre “Arbeit”, die Sie benötigen, um in der Lage sein, sich zu bewegen, um die Phenole reagieren mit. Wenn Sie trocknen Sie Ihre Banane, Pilze oder andere Früchte, wird dies viel schwieriger. Die Enzyme haben nicht so viel Wasser zur Verfügung, um zu navigieren. Daher verlangsamt sich die Trocknung, browning. Denken Sie daran, dass höhere Temperaturen (vor allem um die 40-50°C) beschleunigt die Bräunung! Also aufpassen, dass während der Trocknung zu verhindern, Bräunung, die Sie nicht dazu führen, eine Menge von übermäßigen bräunen. Auch die Trocknung nicht vollständig zu stoppen browning, es verlangsamt es nur.

Verhinderung der Braunfärbung von Bananen

Ehrlich gesagt, der beste Weg, um zu verhindern, dass browning von Bananen wird einfach Essen Ihre Banane, bevor er sich Braun.

Wenn das wirklich nicht möglich sein, legen Sie Sie in einem kühlen, aber nicht kalten Ort. Und einmal haben Sie es in einem smoothie oder Püree, fügen Sie etwas Säure, speichern Sie es in den Kühlschrank oder sogar einfrieren, um aus der browning.

Quellen

Die physikalisch-chemischen Eigenschaften und die Funktion von pflanzlichen polyphenol-oxidase: a review, Ruhiye Yoruk & Maurice R. Marshall, 2003, link (Gibt den Reaktionsmechanismus.)

Hemmung von polyphenol-oxidase und peroxidase-Aktivitäten auf fresh-cut Apfel durch die gleichzeitige Behandlung von Ultraschall-und Ascorbinsäure, Ji-Hyun Jang, Kwang-Deog Mond, 2011, link (Für Möglichkeiten, um zu verhindern, Bräunung)

Wirkung von gamma-und Elektronenstrahl-Bestrahlung auf die physikalisch-Chemische und ernährungsphysiologische Eigenschaften von Pilzen: Eine überprüfung, Ângela Fernandes, Amilcar L. Antonio, M. Beatriz P. P. Oliveira, Anabela Martins, Isabel C. F. R. Ferreira, 2012, link (Eine Fallstudie über Pilze.)

Alternden entdecken, die Bananen schälen, ist gehemmt durch die Verpackung in modifizierter Atmosphäre, Rujira Choehoma, Saichol Ketsa, Wouter G. van Doorn, 2004, link (Für mehr info auf die Bildung von braunen Flecken auf eine Banane.)

Die Auswirkungen der Anti-browning Kombinationen von Ascorbinsäure, Citronensäure, Stickstoff und Kohlendioxid auf die Qualität von Bananen-Smoothies, Siyuan Wang et al., 2013, link (Eine Fallstudie über Bananen-smoothies!)

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