Задумывались ли вы, почему кусочки яблок становятся коричневыми после того, как вы их порежете, или почему желтый банан со временем становится темным? Оба эти явления имеют одну и ту же причину: ферментативное потемнение, вызванное ферментом, называемым полифенолоксидазой . В этом упражнении вы узнаете, как работает этот фермент, превратив банан из желтого в коричневый всего за несколько секунд. Затем вы узнаете, как сохранить кусочки яблок свежими!
Тонны фруктов и овощей производятся, обрабатываются и отправляются ежедневно, чтобы мы могли покупать их в свежем виде. Однако многие из этих продуктов никогда не попадают в магазины. Это связано с тем, что некоторые фрукты и овощи, такие как абрикосы, грибы, салат и груши, со временем деградируют из-за ферментативного потемнения. Вы можете убедиться в этом сами, если наблюдаете за бананом в течение нескольких дней или недель. Вы бы купили коричневый банан?
Процесс происходит в несколько этапов. Фермент, ответственный за потемнение, называется полифенолоксидазой . В присутствии кислорода фермент превращает вещества, известные как фенольные соединения (посредством процесса окисления), в различные соединения, называемые хинонами. Затем хиноны реагируют с другими соединениями с образованием меланина. Меланин - это тот же темно-коричневый пигмент, который окрашивает волосы, кожу и радужные оболочки наших глаз. Это также превращает фрукты и овощи в коричневый цвет. Эта реакция, однако, обычно не происходит в свежих фруктах и овощах, потому что фенольные соединения разделены в клетках растений.
Процесс ферментативного потемнения запускается только тогда, когда фенольные соединения и кислород вступают в контакт друг с другом. Это именно то, что происходит, когда фрукты нарезаются, падают или слишком сильно разбиваются. Когда ткань плода повреждена из-за жары, холода, старения или механического напряжения, его клетки распадаются, и фенольные соединения и фермент высвобождаются и смешиваются с кислородом в воздухе. В результате поврежденная ткань почти сразу становится коричневой. В этом упражнении вы сами увидите процесс потемнения и выясните, как избежать этой реакции. Так что возьмите немного фруктов и начните!
Вам понадобится:
- Банан (желтый без коричневых пятен)
- Горшок
- Вода
- Таймер
- Яблоко
- Разделочная доска
- Нож
- Лимонный сок
- Уксус дистиллированный
- Молоко
Наполните кастрюлю водопроводной водой. Поставьте кастрюлю на плиту и нагрейте воду до кипения.
Возьмите один из своих бананов и посмотрите внимательно на его кожуру. Какого цвета это? Вы видите какие-то коричневые пятна?
Осторожно опустите нижнюю треть банана в кипящую воду на 30 секунд. Что происходит с бананом, когда вы погружаете его в горячую воду?
Через 30 секунд выньте банан из кипящей воды и наблюдайте за ним еще три минуты. Что ты заметил? Банан выглядит иначе через некоторое время? Как?
Когда банан остынет, очистите банан. Посмотрите на фрукты, которые были внутри кожуры. Вы ожидали, что банан будет выглядеть так?
Нарезать два кусочка яблока на разделочную доску. Поместите каждый кусочек на свою сторону. Как они выглядят?
Ткните один из кусочков яблока вилкой несколько раз. Затем наблюдайте оба ломтика в течение 15-20 минут. Как кусочки яблок меняются со временем? Вы замечаете разницу между двумя кусочками? Если да, можете ли вы объяснить, почему?
Отрежьте еще пять ломтиков от яблока и поместите каждый ломтик на бок. Сразу после нарезки посыпьте молоком верхнюю часть первого ломтика, дистиллированный уксус на второй ломтик, лимонный сок на третий ломтик и воду на четвертый ломтик. Оставьте последний кусочек как есть. Затем несколько раз проткните каждый ломтик яблока вилкой. Как вы думаете, что эти жидкости будут делать с яблоком?
Соблюдайте все пять кусочков яблока еще 15-20 минут. Чем ломтики яблок отличаются через 15–20 минут? Что каждая жидкость сделала с ломтиком яблока? Можете ли вы объяснить свои результаты?
Вы смогли изменить цвет вашего банана? Скорее всего, да! Вы, вероятно, не заметили большой разницы в банане сразу после того, как положили его в кипяченую воду, но в течение следующих 30 секунд и после того, как он вынул его из воды, он должен был стать довольно темным. Вы должны были заметить, что изменение цвета произошло только тогда, когда банан был погружен в горячую воду. Это связано с тем, что кипящая вода вызывала тепловой стресс у клеток во внешних слоях банановой кожуры и разрушала их.
Если вы положите банан в холодильник, весь банан должен был стать коричневым. Так как банан является тропическим фруктом, он эволюционирует при высоких температурах, поэтому банановые клетки повреждаются на морозе.
Когда вы режете яблоко, его ткань повреждается, а его клетки разрушаются из-за механического напряжения. Это снова вызывает ферментативное потемнение, которое вы должны были наблюдать на ломтиках яблок.