Почему некоторые яблоки не темнеют на срезе. Отвечаем на вопросы
Вы наверняка слышали анекдот о том, как Вовочка, после того, как надкусил яблоко, спросил у папы, почему яблоко потемнело и, после долгих и подробных объяснений, решил уточнить, а с ним ли отец разговаривает. Смешной, хотя и старый анекдот. А если без шуток, то все-таки, почему яблоко темнеет после того, как его надкусят или надрежут?
Для кого-то ответ на этот вопрос покажется простым и очевидным, а кто-то впервые узнает, в чем состоит секрет этого яблочного «фокуса». Начнем с прописных истин. Каждому школьнику (даже Вовочке) известно, что яблоко, как и любой другой фрукт, богато на различные витамины и другие макро и микроэлементы, которые чрезвычайно полезны для нашего организма. Одним из таких полезных элементов, который входит в состав яблока, является железо. В наличии этого самого железа и кроется разгадка нашего секрета.
Если постараться, потом еще постараться, а потом очень сильно постараться, то можно вспомнить из курса школьной химии, что у железа есть две степени окисления: +2 и +3. Яблочное железо имеет степень +2, но лишь до тех пор, пока яблочная мякоть не контактирует с кислородом. Что же происходит потом? После упомянутого контакта железо начинает постепенно окисляться. Этот процесс окисления, в свою очередь, начинает ускорять работу различных ферментов, которые находятся в яблочном соке. Как только вы решили пополнить запас витаминов в своем организме и надкусили яблоко, ферменты, в образовавшемся соке, ту же приступают к работе. В результате всех этих химических процессов на мякоти образуются разносоставные соединения, благодаря которым железо меняет свою степень окисления на +3. Эти самые соединения и приводят к тому, что яблоко начинает темнеть. В зависимости от сорта яблок процесс происходит с разной скоростью. Вот таким легким экскурсом по основным химическим понятиям мы и узнали, почему яблоко темнеет.
Считается, что , которое потемнело после надреза, является натуральным продуктом без добавления химии. Именно такие яблоки приносят пользу организму. Но эта замечательная способность яблок не приходится всегда кстати. Если вы хотите подать яблоки к столу в нарезанном на дольки виде или добавить их в салат, то будет не совсем эстетично, через некоторое время, смотреть на блюдо с потемневшими фруктами. Чтобы избежать такой оказии нанесите на мякоть яблок лимонный сок. Благодаря своей аскорбиновой кислоте он не даст яблоку потемнеть.
Яблоки – это один из самых любимых и распространенных видов фруктов во всем мире. Существует множество сортов и разновидностей яблок – плоды могут различаться по цвету, размеру, форме, вкусовым акцентам. Несмотря на такое разнообразие, все сорта яблок объединяет одна неприятная особенность – плоды темнеют на срезе. Стоит разобраться, почему это происходит, что из предположения является истинной причиной, а что – только народным домыслом, как бороться с нежелательными процессами окисления.
Мифы
Один из самых популярных ответов на вопрос о том, почему яблоко темнеет на срезе, заключается в том, что воздух, а именно входящий в его состав кислород провоцирует активные процессы окисления микроэлемента железа (или ферума), которым так богаты яблоки. Отсюда вытекают и другие предположения «народных мыслителей». Так, говорят, если после разреза яблоко не темнеет, то, очевидно, что в нем содержится слишком мало железа и данный плод не обладает большим количеством полезных свойств или выращен искусственно.
На первый взгляд это кажется вполне правдоподобным и даже научно обоснованным, но на практике это не так. Дело в том, что количество железа, содержащееся в яблоках, никаким образом не может настолько окислиться, чтобы поменять цвет мякоти плода. Диетологами доказано, что в 100-граммовом яблоке содержится приблизительно 1–2 миллиграмма железа.
Настоящие причины
Стоит рассмотреть истинные предпосылки данного химического процесса. Для начала необходимо изучить полный состав микроэлементов, витаминов и минералов, которыми богаты яблоки. Итак, в состав плодов (помимо полезных для человеческого организма компонентов) входят следующие:
- антиоксиданты, а именно – полифенолы;
- ферменты, окисляющие полифенолы;
- хиноны – вещества, получаемые в результате окисления.
Для изучения процесса потемнения фрукта на срезе следует подробнее рассмотреть такие вещества, как хиноны. Бесцветные хиноны по своей сути являющиеся окислителями, оказываясь на поверхности яблочного среза, они моментально начинают взаимодействовать со всеми веществами окружающей среды. Именно поэтому яблоко темнеет (образующиеся в результате такого взаимодействия вещества придают фрукту коричневый оттенок). Катализатором данного процесса, очевидно, является воздух, а точнее – кислород. Многих интересует вопрос, почему, зачем и в каких целях происходят данные процессы. Все просто – темнея, яблоко как бы «защищается» от нападений вредоносных насекомых.
Представьте себе ситуацию: в яблоко проникла гусеница и прогрызла в нем дыру. Если бы у яблок не было защитного механизма потемнения, то данные повреждения медленно «просачивались» внутрь плода, пока он полностью не сгнил. Но образующаяся пленка коричневого оттенка как бы «заживляет» повреждение и «спасает» фрукт от дальнейшей порчи.
Стоит заметить, что разные сорта яблок или даже отдельные плоды одного сорта темнеют с разной скоростью, что связано с насыщенностью конкретного плода полифенолами или хинонами. Тем не менее прослеживаются и некоторые постоянные тенденции. Так, сладкие яблоки покрываются коричневой пленкой гораздо быстрее кислых.
Интересно! Данный процесс происходит не только на срезе свежего яблока, но и в других фруктах и овощах: бананах, персиках, картошки, грибах и других.
Важно помнить, что потемнение фруктов и овощей на срезе – это естественный процесс. Если такой не происходит, то, скорее всего, плод поддавался химической обработке или вовсе является генетически модифицированным продуктом.
Как предотвратить?
Если подходить с научной точки зрения к данному вопросу, то становится понятно, чтобы избежать нежелательной реакции, из формулы реакции необходимо убрать какой-либо из элементов. Следует сразу уточнить, что от полифенолов, которые исполняют роль антиоксидантов, избавиться точно не получится, тем более они полезны для человека. Логичным является предположение о необходимости «изъятия» из реакции кислорода. Для этого яблоки можно покрыть специальным воском, что и делается на некоторых фермах и фабриках.
Но данный воск вреден для организма человека, поэтому перед употреблением фрукта его необходимо тщательно смыть. В противном случае могут возникнуть расстройства пищеварительной системы вплоть до серьезных отравлений.
А также в данный момент изучается возможность исключение из состава яблок фермента, который окисляет полифенолы. Однако данный процесс находится в экспериментально фазе, в результате которой ученые-химики надеются вывести сорт так называемых вечных яблок. Если же к вопросу борьбы с коричневой корочкой, появляющейся на срезе яблока, подойти с точки зрения рядового обывателя, то все становится намного проще и понятнее. Так, профессиональные повара уже давно придумали, как предотвратить нежелательный процесс. Для этого вам понадобится свежий лимон или лимонный сок, которым необходимо сбрызнуть мякоть плода. Процесс окисления не прекратится полностью, но заметно замедлится.
Для подобных целей также подойдет сахарный сироп, которым необходимо обильно смазать срезанную мякоть.
Если вы планируете транспортировать разрезанное яблоко, то необходимо обеспечить его безвоздушное хранение в вакуумном пакете или на крайний случай в герметичном контейнере, судочке или другой емкости. Таким образом, явление потемнения яблока на срезе имеет глубоко химическую природу. Поэтому не стоит верить популярным мифам и распространенным легендам. Важно всегда докапываться до истинных причин явлений, в том числе и природных. Для замедления нежелательного процесса потемнения можно пользоваться народными методами или просто съедать фрукт целиком.
О том, почему темнеют яблоки и как этого избежать, вы узнаете из следующего видео.
Почему яблоки темнеют на срезе? Как правило, на этот вопрос отвечают так: из-за того, что кислород воздуха окисляет железо, которое содержится в яблоках. Часто добавляют при этом, что, если яблоко после разрезания не темнеет или "ржавчины" на срезе мало, значит, яблоко содержит мало железа. И что если полить срез яблока соком лимона, то яблоко долго не будет темнеть, потому что лимонная кислота свяжет ионы железа.
Звучит убедительно и правдоподобно. И тем не менее, всё это совершенно не соответствует истине.
Железо в яблоках действительно есть. В одном яблоке весом 100 г содержится порядка 1-2 миллиграммов железа - микроскопическое количество, совершенно недостаточное, чтобы испортить товарный вид целого фрукта. Поэтому, кстати, не имеет никакого смысла лечить с помощью яблок дефицит железа в организме, особенно если учесть, что из этого мизерного количества организм усваивает всего 1-5%.
На самом деле механизм потемнения яблок совсем другой.
Известно, что ягоды и фрукты, богаты антиоксидантами, которые во многом определяют их пользу для нашего с вами здоровья. В яблоках много веществ группы антиоксидантов, которые называются полифенолы. По строению они представляют собой цепочки молекул различных фенолов, которые выглядят примерно так:
Теафлавин-3-галлат - полифенол растительного происхождения
(известно, что фенол - сильнейший яд, но цепочки фенолов - это вещества, обладающие совершенно другими свойствами, вовсе не токсичные для человека).
Кроме того, в яблоках содержатся ферменты полифенолоксидазы, задача которых, как видно из их названия, - окислять полифенолы.
В результате окисления полифенолов образуются хиноны. Сами по себе они бесцветны, но в отличие от полифенолов, которые по своей природе препятствуют реакциям окисления, хиноны, - наоборот, сильнейшие окислители, которые, образовавшись на поверхности яблочного среза, начинают взаимодействовать со всем, что им на пути попадется. В результате и образуются вещества, которые придают яблоку ржавый цвет.
Почему же мякоть целого яблока не "ржавеет"? Хитрость тут в том, что для взаимодействия полифенолоксидазы с полифенолами требуется кислород. Когда целостность яблока повреждается, кислород получает доступ к месту действия и запускает эти процессы.
Если обработать срез яблока лимонной кислотой, то можно замедлить его потемнение. Секрет кроется в том, что при повышении кислотности (химики говорят: при понижении pH) снижается активность полифенолоксидаз.
Для чего все это нужно и какой в этом смысл?
Яблоко таким образом защищается от вредителей. Процессы окисления полифенолов, как вы обратили внимание, запускаются только при повреждении яблока. В природе такое происходит, например, если фрукт прогрызла гусеница. Первые в списке "защитников" яблока - сами хиноны, которые, являясь сильными окислителями, токсичны для микроорганизмов и грибков. Коричневая "пленка", которая образуется на поврежденной поверхности яблока, заживляет повреждение и защищает его мякоть от проникновения повреждения вглубь. И наконец, защитную роль выполняют вещества, которые образуются в результате процессов окисления. Одни из них способны сильно подпортить пищеварение гусенице, другие - сделать фрукт невкусным для нее. Нечто похожее происходит, когда мы едим терн, черемуху или незрелую хурму - их неприятное вяжущее действие обусловлено действием дубильных веществ танинов, которые тоже относятся к классу полифенолов и свертывают белки на поверхности языка и слизистой с образованием больших "невкусных" молекул.
Скорость образования бурой пленки и интенсивность ее цвета определяются количеством полифенолов в данном сорте яблок.
Такой же механизм имеет потемнение на срезе бананов, персиков, незрелых грецких орехов, картофеля, грибов.
Побурение мякоти яблока на срезе придает ему не особо аппетитный вид. Поэтому ученые уже давно задались вопросом, как можно этого избежать. Уже выведены сорта яблок, у которых поверхность надрезанного яблока не темнеет. Добились этого путем блокировки генов, отвечающих за синтез полифенолоксидаз.
Яблоки сорта "Арктик", выведенные канадскими специалистами,
внешне ничем не отличаются от обычных яблок, кроме того, что они не темнеют на срезе
Кстати...
Потемнение под действием полифенолоксидазы - не всегда нежелательный процесс. В ряде случаев к нему прибегают специально. Например, ферментация чайных листьев, в результате чего получается черный чай, включает в себя, в том числе, окисление полифенолоксидазами катехинов и других дубильных веществ. Образующиеся в ходе этих реакций хиноны, в свою очередь, начинают сами действовать как сильные окислители и способствуют образованию в чае душистых веществ.
У животных и человека полифенолоксидаза (тирозиназа) окисляет аминокислоту тирозин с образованием красящих пигментов - меланинов, которые отвечают за цвет волос, радужной оболочки глаза, кожи.
Тема: «Почему темнеет яблоко?»
Введение
Актуальность
В саду на дереве растёт
Красивый, вкусный, сочный плод.
Я подскажу: на букву "Я"
Он начинается, друзья.
Конечно же вы догадались, что речь идет о яблоке! Наверное, нет такого человека, который не любил бы яблоки. Я тоже не исключение!
Однажды я ела яблоко, и мама окликнула меня. Я положила яблоко на тарелку и подошла к ней. А после того, как вернулась обратно, увидела, что яблоко в месте укуса потемнело. Может оно испортилось? Я задала этот вопрос маме. И она сказала, что в яблоке содержится железо и поэтому оно потемнело. Интересно, какое железо содержится в яблоке? Никакого железа я там не видела!
Мне захотелось подробнее узнать о яблоках: откуда они родом, какие бывают яблоки, какая от них польза, ну и, конечно, почему они темнеют в местах укуса и на срезе.
Гипотеза:
Я предположила, что первые яблоки были привезены к нам из более теплых стран.
Я думаю, что в яблоках содержаться полезные для здоровья человека вещества.
Мне кажется, что содержание железа в яблоке зависит от места, где выросло яблоко.
Я думаю, что яблоки разных сортов содержат не одинаковое количество железа.
Я считаю, что железа больше в сладких яблоках.
Я думаю, что можно сделать так, чтобы яблоко на срезе не темнело.
Цель исследования:
Изучить полезные свойства яблока и выяснить от чего зависит содержание в яблоке железа.
Задачи:
Изучить и проанализировать справочную литературу.
Получить консультацию у учителя химии.
Провести ряд опытов и узнать, от чего зависит содержание железа в яблоках.
Выяснить при каких условиях яблоко не будет темнеть на срезе.
Методы исследования:
Изучение и анализ справочной литературы.
Консультирование у учителя химии.
Проведение опытов и анализ результатов.
Основная часть (теоретическая)
Почему назвали яблоком
Яблоко, оказывается, - это очень давнее слово. Оно древнее, чем ты думаешь. Во всех языках мира (или почти во всех) есть слово, похожее на наше «яблоко». В старославянском это выглядело так: ѧблоко. Да, кстати, ѧблоко - это плоды деревьев и кустарников, но только не ягоды. Например, яблоком раньше могли спокойно назвать гранат. Откуда пошло слово ѧблоко (современное «яблоко») точно не знает никто, но есть предположение, что от не менее древнего слова «albho», что означает «белый». Ну, а что? Если яблоко разрезать, то мы вне зависимости от цвета его шкурки увидим белую сочную мякоть.
История возделывания яблок.
История яблок начинается с дикой яблони (Pyrus malus). Родом она, вероятно, из Средней Азии: южного Казахстана, Киргизстана, Таджикистана и китайской провинции Синдзянь. От дикой яблони произошли все сорта яблонь, выращиваемых сегодня.
Европейские поселенцы принесли семена яблок Новому Миру. Яблоки выращивались в Новой Англии уже 1630г.
В 1796г в Онтарио, Канаде. Джон Макинтош обнаружил сорта яблок, которые знают сегодня люди во всем мире - яблоки Макинтош.
В колониальное время яблоки называли зимним бананом, которые "тают во рту". Яблоки Пепина Ньютона были первыми яблоками, привезенными из Америки в Лондон в 1768 г
Яблоки - самый ценный вид из наших отечественных плодов. Среди фруктов это, можно сказать, наш хлеб насущный. Ведь яблоки не переводятся у нас практически круглый год.
Плоды дикорастущих деревьев занимали немалое место в рационе наших предков.
О яблоках также упоминается в легендах. В Библии, Адам и Ева соблазняются яблоками в Райском Саду. В сказках и народных преданиях часто упоминается этот необыкновенный фрукт: "Молодильные яблоки.... ", "Наливные яблочки.... " и т. д.
По известной легенде, Закон всемирного тяготения был открыт Ньютоном, когда ему на голову упало яблоко.
При археологических раскопках в Новгороде в слоях, относящихся к 12 веку, были обнаружены яблоневые семечки, найдено даже целое яблоко – небольшого размера, но предположительно культурного происхождения. Сады, в которых видное место занимала яблоня, были распространены в Киевской Руси.
Один из основателей науки о селекции плодовых культур был выдающийся русский ученый Мичурин. Он создал более 300 сортов плодовых растений. Его сорт, Пепин шафранный украшают сады и сегодня.
В настоящее время существует более 10 тыс. сортов яблок. Назову лишь некоторые из них: Белый налив, Антоновка, Пепин шафранный, Синап, Луиза и т.д.
Полезные свойства яблок.
С самого раннего детства мамы говорят нам: «Ешь яблочко, будешь здоров!» А какая же польза от яблок?
Оказывается, в яблоках содержится очень много витаминов и минералов и все они очень полезны для здоровья!
Витамины которые содержатся в 100 граммах яблока:
Калий - 158 мг
Кальций - 9.5 мг
Фосфор - 9.5 мг
Магний - 7 мг
Селен - 0.4 мг
Витамин А - 73 мг
Витамин C - 9 мг
Фолат - 4 мг
Витамин Е - 0.66 мг
Также содержит небольшое количество железа, марганца, меди и цинка.
Например, фруктоза наполняет организм быстрой энергией, увеличивает снабжение клеток мозга питательными веществами. В этом помогает ей витамин В5 , который обеспечивает усвоение сахаров и жиров. Витамин С быстро разлагает и выводит из организма шлаки.
Клетчатка и пектины яблок улучшают пищеварение, калий помогает в работе почек, а витамины A, C, E, P, группы В плюс марганец, медь плюс растительные антибиотики-фитонциды повышают иммунитет и укрепляют защитные силы организма.
Цинк укрепляет иммунную систему, способствует снижению веса.
Калий необходим для сбалансированного содержания жидкости в клетках головного мозга и мускулах. В одном яблоке около 144 мг калия.
Фосфор положительно действует на работу мозга, в одном яблоке его примерно 11 мг.
Магний. Чтобы восполнить недостаток магния в организме достаточно съесть всего одно яблоко, в одном яблоке около 6 мг магния.
Хром . Необходим для усвоения углеводов. Он снижает "плохой" холестерин и повышает "хороший", защищая сосуды и сердце.
В одном яблоке содержится 480 мг железа , что препятствует развитию анемии. А еще железо необходимо для формирования хорошего иммунитета у человека.
Англичане, не зря говорят, что два яблока в день гонят врача прочь.
Основная часть (практическая)
Изучив справочную литературу, я узнала, что в яблоке содержится очень много витаминов и минералов, полезных для нашего здоровья. Одним из жизненно важных элементов является железо .
«А как определить, что железо содержится в яблоке?» Ответ на этот вопрос я получила у учителя химии Сорокиной Лидии Александровны.
Яблоко на срезе темнеет из-за того, что в нем происходит превращение. Например, если развести костер, то одно вещество превращается в другое, то есть дрова и ветки превращаются в золу. Ещё примеры: молоко стоит и скисает, картофель при жарке подгорает. Все это -химические превращения.
То же происходит и с яблоком. На срезе железо Fe встречается с кислородом О, они взаимодействуют и получается другой элемент оксид железа. Это вещество имеет бурый цвет, вот и получается, что яблоко на срезе темнеет.
Вывод: чем сильнее яблоко темнеет в месте среза, тем больше в нем содержание железа.
А как узнать в каких яблоках железа больше?
Я предположила, что содержание железа зависит от места, где выросло яблоко.
Опыт №1
Для этого опыта я купила яблоки, привезенные из Казахстана и Китая и взяла яблоко, выращенное в нашем регионе. Затем я разрезала яблоки и оставила их на час. Сильнее всех потемнело яблоко, выращенное в нашем регионе, немного потемнело яблоко из Казахстана и совсем не потемнело яблоко из Китая.
Вывод: содержание железа в яблоке зависит от места, где росло яблоко. Лучше есть яблоки нашего региона, потому что в привозных яблоках почти нет железа!
Затем я предположила, что яблоки разных сортов содержат не одинаковое количество железа.
Опыт №2
Для этого опыта я взяла яблоки следующих сортов: Антоновка, Ренет и Зимнее лимонное. Разрезала их и понаблюдала. Сильнее всех потемнело яблоко сорта Ренет, меньше- Зимнее лимонное.
Вывод: яблоки разных сортов содержат не одинаковое количество железа.
Может быть, содержание железа зависит от вкуса яблока? Нужно провести опыт!
Опыт №3
Я взяла яблоки разного вкуса: кислое, кисло-сладкое и сладкое. Затем разрезала их и увидела, что самым первым потемнело сладкое яблоко, затем кисло-сладкое, а позже - кислое.
Вывод: вкус яблока влияет на содержание в нем железа, в сладких яблоках железа больше, чем в кислых!
Тогда я подумала: «А что можно сделать, чтобы яблоко на срезе не темнело? Попробую капнуть на него кислотой!»
Опыт №4
Я взяла яблоко, разрезала его, отдельно выдавила сок лимона и капнула на срез. Через некоторое время я увидела, что то место, на которое попала лимонная кислота, не потемнело.
Вывод: для того, чтобы яблоко не темнело на срезе, можно сбрызнуть его кислотой.
Заключение.
При выполнении исследовательской работы я открыла для себя много нового и интересного. Из справочной литературы узнала историю яблока, разнообразие сортов, полезные свойства яблок. А при выполнении практической части:
Узнала, как определить, что в яблоке присутствует железо.
Выяснила, что содержание железа зависит от места, где выросло яблоко.
Установила, что вкус яблока влияет на содержание в нем железа.
И для того, чтобы яблоко не темнело на срезе на него можно воздействовать кислотой.
С веток яблоки свисают,
Манят взрослых и ребят.
Этот плод - все люди знают -
Витаминами богат.
Просит яблонька, похоже:
"Скушай яблочко моё!"
Ей так хочется? Ну, что же.
Я порадую её!
Ешьте яблоки и будьте здоровы!
Библиографический список.
1.Белов В. Лад М.Молодая Гвардия 1989 год.
2.Буковская Г.В. Занятия по формированию экологической культуры младших школьников Москва ВЛАДОС 2002 год.
3.Книга для чтения по ботанике: Для учащихся 5 – 6 кл.Сост. Д. И. Трайтак. – 2–е изд., перераб. – М.:Просвещение, 1985. – 223 с., ил.
4.Медникова С.О. Исцеление природой Санкт- Петербург 2006 год.
5.Нифантьев Э.Е. Внеклассная работа по химии с использованием хроматографии.; Москва «Просвещение» 1982.
6.Химия. 9 класс: учеб. для общеобразовательных учреждений/О.С. Габриелян.–13–е изд., стереотип.– М. :Дрофа, 2008.
7.Шараев П.Н. Витамины и их значение Ижевск Удмуртия 1989 год.
8.Штемплер Г.И. Химия на досуге Москва «Просвещение» 1996
9.Я познаю мир: Детская энциклопедия.; Москва АСТ 1997.
ww www.yabloko.ru
www.wikipedia.org/wiki/ Яблоко
Приложение.