Почему яблоки темнеют на срезе?

[АнБор]

Я вот считаю, что в яблоках железо содержится не в виде металлоорганических соединениях. а просто в виде солей железа(2) с органическими кислотами - яблочной, лимонной...

а при контакте с кислородом происходит окисление, причем образуется гидроксид железа(3) - органические кислоты слабые и не могут противостоять гидролизу.

А вот насчет комплексообразования правильно замечено - действительно, органические лиганды значительно замедляют процесс, но их образование обратимо, поэтому яблоки темнеют медленно, а не в считанные секунды.

Кстати, скорость потемнения зависит от сорта, но вот кислотность на этот процесс влияет мало. Например Розовый налив темнеет на срезе за 7 минут ( в среднем )- среда слабо кислая, а вот Антоновка - за минуту-полторы, причем здесь среда довольно кислая ( кто пробовал - знает). Видимо, дело не только в кислотах.

 

В продолжение темы о сортах. В последнее время в продаже появились яблоки, на срезах которых в течение по меньшей мере суток никакого потемнения не отмечено. У меня есть два варианта объяснения этого факта. Возможно, что эти яблоки выращены на некоем субстрате, лишенном железа вообще. Другой вариант - это сорт (эти сорта) на генетическом уровне "противостоят" поступлению ионов железа в корневые волоски. Оба варианта меня не устраивают. Первый потому, что на собственном опыте знаю, как сложно противостоять проникновению железа (например, в тот же аккумуляторный электролит). А второй потому, что не могу себе представить как можно сделать клеточную мембрану ионселективной именно для ионов железа. Кроме того, у меня нет уверенности в том, что яблоня без железа способна нормально развиваться. Каково Ваше мнение по этому поводу?

[adamas]

Кроме железосодержащих соединений цвет могут придавать меланины, образуемые при ферментативном окислении тирозина и пирокатехина.

Как подтверждение - яблоки будут медленно темнеть после термической обработки.

Можно попробовать химически инактивировать тирозиназу, связав медь, находящуюся в ней, например в сульфид.

[John]

А я где-то читал про окисление аскорбиновой кислоты до дигидроаскорбиновой :huh: Я не думаю, что там так много ионов железа

[Cергей]

ОГРОМНОЕ СПАСИБО ВСЕМ, КТО ОТОЗВАЛСЯ!!!

 

Все просто: яблоки содержат в себе железо в степени окисления +2(соли или возмозжно какие то металл-органические соединения). Так что при контакте с кислородом происходит окисление железа и образуется оксид железа 3

В общем виде процесс можно записать так:

4Fe(2+) + 3O2=2Fe2O3

Ох... это слишком уж просто... только и годится для 8 класса очень средней школы...

Да и не может там образовываться этот оксид...

То, что железо изменяет степень окисления, это понятно, именно в химизме этого процесса и хочу разобраться!

 

Я вот считаю, что в яблоках железо содержится не в виде металлоорганических соединениях. а просто в виде солей железа(2) с органическими кислотами - яблочной, лимонной...

а при контакте с кислородом происходит окисление, причем образуется гидроксид железа(3) - органические кислоты слабые и не могут противостоять гидролизу.

Termoyad, я в растерянности от вашего "я считаю")))) а точно это неизвестно?

нет ли ссылки на первоисточник? откуда-то ведь вы это взяли...

 

А вот насчет комплексообразования правильно

Кстати, скорость потемнения зависит от сорта, но вот кислотность на этот процесс влияет мало. Видимо, дело не только в кислотах.

Из бытовых наблюдений можно сделать как раз обратный вывод: скорость потемнения очень сильно зависит от кислотности яблок - яблоки с одной яблони, будучи сорванными незрелыми и спелыми, будут темнеть с разной скоростью: незрелые, более кислые, темнеют в считанные секунды, а спелые, если еще и сорт сладкий - очень медленно. А ведь количество соединений железа в этих случаях одинаково или близко, яблоня-то одна...

 

А вот с тем, что дело не только в кислотах, согласен. Узнать бы, в чём ещё?

 

В растительных продуктах образуются полифенольные комплексы с ионом железа(ІІІ) и пр.

а можно уравнение реакции?

 

Кроме железосодержащих соединений цвет могут придавать меланины, образуемые при ферментативном окислении тирозина и пирокатехина.

Как подтверждение - яблоки будут медленно темнеть после термической обработки.

Можно попробовать химически инактивировать тирозиназу, связав медь, находящуюся в ней, например в сульфид.

О! Вот чувствую, что надо к биохимии аппелировать! как-то влияют на потемнение все эти "-азы"!

Может, биохимики лучше могут объяснить процесс?

Очень прошу, пожалуйста...

 

Вообще, я думал, что ответ на этот обыденный вопрос известен, и кто-то кинет ссылку или название нужного учебника... Ндааа... а тут версии, мнения...

[dgin]

Ну и что из-того, что обыденный вопрос? Например движение чаинок в стакане. Просто? А никто не может написать уравнения движения.

[gvozd]

О! Вот чувствую, что надо к биохимии аппелировать! как-то влияют на потемнение все эти "-азы"!

Может, биохимики лучше могут объяснить процесс?

Очень прошу, пожалуйста...

 

adamas прав насчет ферментативного окисления. Вообще, литературы на эту тему море. Вбить в гугл фразу "browning of apple" и можно получать удовольствие... Единственный серьезный минус-статьи платные и либо довольствоваться абстрактами, либо просить людей, имеющих доступ к зарубежной периодике.

 

Вот несколько ссылок:

http://chemistry.about.com/od/chemistryfaq...ownapplefaq.htm

 

Apples and other produce (e.g., pears, bananas, peaches, potatoes) contain an enzyme (called polyphenol oxidase or tyrosinase) that reacts with oxygen and iron-containing phenols that are also found in the apple. The oxidation reaction basically forms a sort of rust on the surface of the fruit. You see the browning when the fruit is cut or bruised because these actions damage the cells in the fruit, allowing oxygen in the air to react with the enzyme and other chemicals.

 

The reaction can be slowed or prevented by inactivating the enzyme with heat (cooking), reducing the pH on the surface of the fruit (by adding lemon juice or another acid), reducing the amount of available oxygen (by putting cut fruit under water or vacuum packing it), or by adding certain preservative chemicals (like sulfur dioxide). On the other hand, using cutlery that has some corrosion (as is seen with lower quality steel knives) can increase the rate and amount of the browning by making more iron salts available for the reaction.

 

http://www3.interscience.wiley.com/journal...264524/abstract

http://www3.interscience.wiley.com/journal...371524/abstract

 

О!!! Ткнул случайно ссылку-полный обзор по этому делу с референсом и вплоть до генных исследований полифенолоксидазы!!!

http://www.fao.org/ag/ags/agsi/ENZYMEFINAL...20Browning.html

Я думаю, это то, что и было нужно. Пользуйтесь английским поиском литературы.

[adamas]

Ну и что из-того, что обыденный вопрос? Например движение чаинок в стакане. Просто? А никто не может написать уравнения движения.

Американцы, наверное, и про чаинки уравнения поскладывали, могли и шнобеля за это получить.

 

Кроме комплексов с железом, в растительных продуктах образуются меланины, как раз к ним причастна тирозиназа.

[АБК]

Интересный факт: если разрезанное пополам яблоко полить соком лимона, то оно долго не будет темнеть.

 

Железо связывается в прочный комплекс с цитрат-ионами

 

Правильное наблюдение. Только объяснение немного иное. Сок лимона содержит лимонную кислоту - один из сильнейших антиоксидантов. Лимонная кислота инактивирует тирозиназу или снижает ее активность, и она не может катализировать реакцию железосодержащих полифенолов, соответственно нет и окисления железа в с.о. (+2) в с.о. (+3), а следовательно потемнения яблок не происходит. Еще больший антиокислительный эффект оказывает аскорбиновая кислота. Кстати, темнеют не только яблоки, но и персики, бананы и др. фрукты.

[АБК]

В продолжение темы о сортах. В последнее время в продаже появились яблоки, на срезах которых в течение по меньшей мере суток никакого потемнения не отмечено. У меня есть два варианта объяснения этого факта. Возможно, что эти яблоки выращены на некоем субстрате, лишенном железа вообще. Другой вариант - это сорт (эти сорта) на генетическом уровне "противостоят" поступлению ионов железа в корневые волоски. Оба варианта меня не устраивают. Первый потому, что на собственном опыте знаю, как сложно противостоять проникновению железа (например, в тот же аккумуляторный электролит). А второй потому, что не могу себе представить как можно сделать клеточную мембрану ионселективной именно для ионов железа. Кроме того, у меня нет уверенности в том, что яблоня без железа способна нормально развиваться. Каково Ваше мнение по этому поводу?

 

Если уж брать генетику, то можно предположить, что железо все же посупает даже в такие яблони. Но существенную роль в биохимии и молекулярной генетике играют ферменты - катализаторы белковой природы, структура которых закодирована в геноме. Так что описанный Вами сорт, по всей видимости, попросту мутант по гену тирозиназы, который отвечает за синтез фермента, лишенный каталитической активности! Такое быть может. Или лучше сказать, у него активность фермента резко снижена и стремится к нулю.

[АнБор]

Если уж брать генетику, то можно предположить, что железо все же посупает даже в такие яблони. Но существенную роль в биохимии и молекулярной генетике играют ферменты - катализаторы белковой природы, структура которых закодирована в геноме. Так что описанный Вами сорт, по всей видимости, попросту мутант по гену тирозиназы, который отвечает за синтез фермента, лишенный каталитической активности! Такое быть может. Или лучше сказать, у него активность фермента резко снижена и стремится к нулю.

 

Прошу уточнить, верно ли я Вас понял: Вы считаете, что в описываемых изменениях окраски лишённых целостности фруктов роль ионов железа мала или вообще отсутствует?