Proč jablka hnědnou?

Co způsobuje, že jablka hnědnou?

K tomu, aby u jablek, ovoce a jiných plodin došlo k hnědnutí, je zapotřebí třech základních složek.

První jsou rostlinné polyfenoly, které jablka obsahují a o kterých jste možná slyšeli v souvislosti s vinnou révou a jejich zdraví prospěšnými antioxidačními účinky. Druhou nezbytnou součástí procesu hnědnutí je kyslík, který s polyfenoly reaguje a způsobuje jejich oxidaci. Proto k hnědnutí dochází pouze na poškozených částech ovoce (např. rozkrojením nebo potlučením), ke kterým se dostává vzduch. Polyfenoly se oxidací přemění na velmi reaktivní látky, které dále polymerují (tj. spojí se mnoho molekul dohromady). Výsledné uspořádání způsobuje, že tyto molekuly pohlcují velkou část viditelného záření. Vzniklé barvivo, tzv. rostlinný melanin, se tak jeví jako hnědé [1]. Celý proces nemá žádný speciální název, v potravinářství se skutečně používá termín hnědnutí a chemicky se jedná o dvě po sobě jdoucí reakce, oxidaci a polymerizaci.

Zatímco polymerizace je rychlá a spontánní, oxidace by za normálních okolností byla pomalá. Proto ovoce obsahuje ještě třetí složku, která celý proces výrazně urychluje, a tou jsou oxidační enzymy. Nejznámější je v této souvislosti enzym polyfenoloxidáza, ale nastartovat hnědnutí umí i řada dalších.

Míra hnědnutí tedy závisí na obsahu polyfenolů, množství a aktivitě zmíněných enzymů v dané plodině a na míře přístupu vzduchu (kyslíku). Dále k němu přispívá mechanické poškození – krájení, otlučení, ale i třeba rozmrazení. Při těchto dějích totiž kromě umožnění přístupu vzduchu dochází k narušení mikroskopických membrán, které enzymy normálně v buňkách ohraničují. Ty tak snáze proniknou do těch částí plodin, které obsahují polyfenoly a mohou nastartovat oxidační reakce.

Jak hnědnutí zabránit?

Hnědnutí je v potravinářství obvykle nevítaný jev a jak mu zabránit je předmětem aktivního výzkumu jak v laboratoři, tak v kuchyni. Protože zbavit jablka zdravých polyfenolů by bylo nežádoucí, řešení cílí spíše na zbylé dvě složky. Z ověřených kuchyňských rad zmíním uchovávání plodin bez přístupu vzduchu, ať už pouze v neprodyšných obalech (přirozenou variantou je neporušená slupka), nebo ve vakuu, případně pod vodní hladinou, například při škrábání brambor. Dále je možné zpomalit aktivitu zmiňovaných enzymů třeba snížením teploty, či snížením pH [2]. Zakápnutí avokáda či nakrájených jablek citronovou šťávou proti hnědnutí tedy má svůj vědecký základ právě zde. V potravinářském průmyslu se k potravinám přidávají různá aditiva, ale také např. extrakty z cibule či ananasu [3].

Pro zajímavost na závěr zmíním atraktivní přístup, který nabízí technologie GMO (z anglického „genetically modified organisms“), přesněji geneticky modifikovaná jablka [4] a brambory [5]. Těm byla upravena genetická informace uložená v DNA ve vybraných bunkách za pomocí metod genetického inženýrství tak, že tvoří nižší množství zmíněného enzymu polyfenoloxidázy (v případě brambor navíc pouze v hlíze) a při poškození tedy nedojde ke zhnědnutí. V USA a Kanadě jsou nyní schváleny k pěstování tři odrůdy značky Arctic, v roce 2019 se pěstovaly (pouze) v USA na 500 ha (cca 0,4 % celkové plochy jabloňových sadů v USA) a jsou komerčně dostupné [6].

Pro Zeptej se vědce odpovídala Terka