바나나를 벗겨지면 바나나를 먹는 것이 좋습니다. 몇 시간 동안 무인 상태로두면 갈색 바나나로 돌아갑니다. 사과, 배, 아보카도 및 기타 과일 (및 더 많은 야채)도 마찬가지입니다. 그들은 껍질을 벗기면 괜찮지 만 껍질을 벗기거나 얇게 썰어 몇 분 또는 몇 시간 만에 갈색으로 변합니다.
그들은 모두 음식에서 가장 일반적인 유형의 갈색 중 하나 인 효소 브라우닝으로 고통 받고 있습니다. 특히 신선하고 요리되지 않은 농산물. 그렇다면 효소 브라우닝은 무엇입니까? 그리고 더 중요한 것은, 우리가 그것이 일어나지 않도록 할 수있는 일이 있습니까?
3 가지 유형의 갈색
음식이 색이 변할 때 일종의 화학 반응이 계속 될 것입니다. 이전에는 없었던 갈색 분자가 형성되었습니다.
이것이 일어날 수있는 세 가지 일반적인 방법이 있습니다. 첫 번째 두 가지는 비 효소 브라우닝 반응 :카라멜 화 및 Maillard 반응입니다. 그들은 설탕, 빵 또는 스테이크 조각이 갈색으로 변하는 것입니다. 그것들은 강렬한 열에 의해 가속되고, 꽤 느리게 (또는 실온에서 존재하지 않음).
반면에 우리의 신선한 농산물의 갈색은 강한 열로 가속되지 않습니다. 또한, 높은 (예 :100 ° C/212 ° F) 온도에서는 발생하지 않습니다! 이 브라우닝 메커니즘은 대신 활성 효소의 존재에 의존하며 적절하게 명명된다 :효소 브라우닝.
효소
이름에서 알 수 있듯이 효소 브라우닝은 효소가 필요한 브라우닝 과정입니다. 효소는 특정 유형의 단백질이며 일반적으로 구조가 상당히 복잡합니다. 효소는 자연스럽게 우리 주변에서 발생합니다. 우리 몸은 그들로 가득 차서 대부분의 살아있는 유기체이기도합니다. 그들은 우리가 정상적으로 기능하는 데 중요합니다.
살아있는 유기체에서는 화학 반응이 항상 발생합니다. 효소는 이들 반응에 대한 촉매로서 작용한다. 이것은 그들이 반응이 일어나지 않고 속도를 높이는 데 도움이된다는 것을 의미합니다. 효소가 없으면이 세상에서 많은 중요한 반응이 일어나지 않을 것입니다.
폴리 페놀 옥시 다제 (PPO)
많은 생산량의 일부인 많은 효소 중 하나는 폴리 페놀 옥시 다제 (PPO)입니다. 이 효소는 페놀이 폴리 페놀으로 변형되는 화학 반응을 촉진합니다 (자세한 내용). 농산물에서,이 효소에는 몇 가지 유용한 기능이 있습니다. 불행한 부작용은이 효소가 얇게 썬 사과, 바나나, 배 등을 유발하여 갈색으로 변한다는 것입니다!
손상 세포는 효소를 방출합니다
손상되지 않은 사과 또는 바나나 전체에서 효소 브라우닝은 일어나지 않을 것입니다. 농산물 조각을 자르거나 껍질을 벗기거나 손상시킬 때만 시작됩니다. 제품의 세포를 손상시킴으로써, 그 세포의 내용물이 방출된다. 그들은 더 이상 세포에 의해 보호되지 않습니다. 결과적으로 분자와 효소는 서로를 찾아 반응을 시작할 수 있습니다!
효소 브라우닝의 반응 메커니즘
그 반응에서 어떻게됩니까? 전반적으로, 폴리 페놀 옥시 다제는 소분자 (페놀)를 큰 분자 (폴리 페놀)로 변형시킨다. 그것은 일련의 화학 반응을 통해 그렇게합니다. 실제로 많은 다른 반응이 동시에 발생하며 정확한 반응 메커니즘은 아직 완전히 이해되지 않았습니다.
우리는 처음 몇 단계를 잘 알고 있습니다. 그 후에는 너무 복잡 해져 화학자들이 여전히 어떤 일이 일어날 지 확실하지 않습니다. 운 좋게도,이 처음 몇 단계를 이해하면 그것이 일어나지 못하게하는 데 도움이되는 일에 대한 충분한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
1 단계 :페놀의 하이드 록 실화
생산량의 효소와 분자가 방출되면, 모노 페놀과 폴리 페놀 옥시 다제가 서로를 찾을 것입니다.
모노 페놀은 벤젠 고리뿐만 아니라 OH 그룹 (하이드 록시 그룹이라고도 함)을 함유하는 분자이다. 벤젠 고리는 3 개의 교대 이중 결합과 연결된 6 개의 탄소 원자의 고리
입니다.가장 간단한 페놀은 벤젠 고리와 하이드 록시 그룹으로 구성되지만 해당 고리에 부착 된 다른 원자를 포함 할 수도 있습니다.
따라서 모노 페놀과 PPO가 서로를 발견하면 효소가 모노 페놀을 디 페놀로 변형시키는 반응을 촉진합니다. 이 반응은 하이드 록 실화 반응이라고하며 산소가있는 경우에만 발생할 수 있습니다! 우리를 둘러싼 공기는 산소로 가득 차 있으므로 생산이 손상되면 산소는 손상된 부위에 쉽게 접근 할 수 있습니다.
2 단계 :디 페놀의 산화
다음으로, 산화 반응이 발생하여 PPO에 의해 다시 촉매된다. 이 단계에서는 2 개의 OH 그룹이 2 개의 이중 결합 산소로 변형됩니다 (아래 참조). 결과 분자를 Quinones라고합니다. 다시, 반응이 발생하기 위해서는 산소가 필요하다.
3 단계 :색상 형성
퀴논은 매우 반응성이 높은 분자이며, 더 많은 반응을 위해 효소의 도움이 필요하지 않습니다. 일련의 반응 후, 퀴논은 폴리 페놀을 형성 할 것이다. 이 폴리 페놀은 큰 분자이며, 빨간색, 갈색 또는 검은 색을 갖는 큰 분자입니다. 과일이나 채소가 형성되면 갈색으로 변합니다.
생산 유형의 차이
과일과 채소가 잘라내거나 껍질을 벗긴 후에는 갈색으로 변하지만, 각각 약간 다르게합니다. 다른 과일 en 채소는 다른 PPO 효소를 포함합니다. 일부는 1 단계에 매우 능숙하지만 다른 일부는 2 단계에 중점을 둡니다. 결과적으로, 기본 메커니즘이 동일하더라도 메커니즘과 특히 브라우닝 속도는 매우 다를 수 있습니다.
.효소 브라우닝 방지
효소 브라우닝을 방지하려면 몇 가지 옵션이 있습니다.
- 반응이 발생하는 데 필요한 분자 (PPO, 페놀 또는 산소) 중 하나를 제거하십시오
- 그 효소가 그 일을하는 것을 막거나 느리게하는 것을 막으십시오.
반응에 필요한 '성분'이 서로 만나지 않도록하는 데 중점을 둔 몇 가지 방법을 논의 할 것입니다. 다음으로, 우리는 효소를 멈추거나 느리게하는 것을 살펴 보겠습니다.
옵션 1 :반응물이‘회의’를 방지합니다
손상되지 않음
손상되지 않은 과일이나 야채 조각에서는 브라우닝이 발생하지 않습니다. 세포가 전체 인 한, PPO 효소, 페놀 및 산소는 서로 분리되어 반응 할 수 없습니다. 세포가 손상되어 서로를 찾아서 반응하여 제품을 갈색으로 바꿀 수 있습니다.
따라서 슬라이스, 껍질을 벗기거나 자르거나 농산물을 손상시키지 않는 한 브라우닝은 일어나지 않을 것입니다.
즉, 농산물의 지속적인 숙성과 부패는 또한 세포 구조를 분해 할 것입니다. 결과적으로, 의도적으로 손상되지 않더라도 시간이 지남에 따라 변할 수 있습니다.
산소 제거
1 단계와 2 단계가 발생하기 위해 산소의 존재가 중요합니다. 따라서 산소가없는 환경에 제품을 저장하면 효소 브라우닝이 발생하지 않습니다.
산소는 우리를 둘러싼 공기의 일부이기 때문에 쉽지 않습니다. 직선 표면이있는 경우 제품을 평평한 표면에 배치하여 들어 오는 산소의 양을 줄일 수 있습니다. 또는 물에 담을 수 있습니다. 물은 공기를 대체하여 산소를 멀리합니다.
제조업체는 포장 기술을 사용하여 산소가 새로 절단 된 농산물과 접촉하는 것을 방지 할 수 있습니다. 예를 들어, 그들은 대부분의 산소를 꺼내어 질소로 패키지를 주입 할 수 있습니다. 그러나 산소가 전혀 없을 때 농산물이 더 빨리 망가질 것이기 때문에 농산물을 살아있게 유지하는 것과 색상 유지의 섬세한 균형입니다.
.신선한 과일과 채소는 수확 후에도 호흡하여 신선하고 생생한 상태를 유지하는 데 필수적입니다. 호흡을 위해 산소가 필요합니다.
물을 제거하십시오
반응이 일어나려면 모든 분자는 서로를 찾기 위해 움직일 수 있어야합니다. 물을 제거하면 제품을 건조 시켜서 훨씬 어려워 질 수 있으며 갈색이 느려질 수 있습니다.
이 제품이 작동하려면 제품이 매우 건조해야한다는 점을 명심하십시오. 사실, 나머지 액체가 더 농축되기 때문에 일부 물만 제거되면 반응이 속도가 높아질 수 있습니다!
옵션 2 :효소 속도 속도 저하/정지
효소에 영향을 줄 수있는 방법을 이해하기 위해 효소는 단백질임을 명심하십시오. 그것들은 반응을 촉진 할 수 있도록 매우 구체적인 구성으로 컬링 된 긴 아미노산 사슬입니다. 단백질이 약간 다른 방식으로 만 '컬링'되면 더 이상 일을 할 수 없을 수도 있습니다.
변화 pH (acidity)
이 구성에 영향을 줄 수있는 첫 번째 요소는 환경의 pH 값입니다. pH 값은 액체의 산도를위한 척도입니다. 낮은 값 (<7)은 산성 환경을 나타내고, 높은 값 (> 7)은 알칼리 환경을 나타냅니다.
다른 유형의 PPO 효소는 다른 pH 값을 가진 환경, 소위 최적 값을 선호합니다. 이것은 효소가 일부인 제품의 pH 값에 의존 할 수 있습니다. 대부분은 매우 낮은 pH 값에서 잘 작동하지 않습니다 (<4).
이것이 바로 사과 파이 레시피가 종종 갓 자른 사과에 레몬 주스를 짜는 것을 요구하는 이유입니다. 레몬 주스는 상당히 산성이며 pH 값을 낮 춥니 다. 결과적으로 브라우닝 속도가 느려지거나 멈출 수 있습니다.
온도를 낮추십시오
효소는 가장 빠르게 작동하는 최적의 pH 값을 가지고 있지 않습니다. 또한 최적의 온도가 가장 빠릅니다.
PPO의 최적 온도는 다양한 유형의 농산물에 대해 광범위하게 광범위합니다. 오이의 경우 사과보다 훨씬 높을 수 있습니다. 그러나 일반적으로 말하면, 농산물은 더 낮은 온도 (예 :냉장고에)를 저장하면 효소 브라우닝이 느려집니다.
모든 유형의 농산물이 실제로 저온을 견딜 수있는 것은 아니기 때문에 의도하지 않은 다른 부작용을 유발할 수 있음을 명심하십시오! 동결을 피하십시오. 동결은 세포를 손상시키고 대부분의 신선한 농산물은 동결로 인해 변할 것입니다! 또한, 냉동 효소 브라우닝에서도 천천히 일어날 수 있습니다.
온도 증가
효소는 단백질이고 그들의 3D 구조는 그들의 기능에 중요합니다. 대부분의 단백질과 마찬가지로, PPO의 3D 구조는 열에 매우 민감합니다. 너무 높은 온도에서 단백질은 변성되어 3D 구조가 풀리게됩니다. 이 변성 과정은 영구적이며 일단 냉각되면 복구 할 수 없습니다.
따라서, 열을 사용하여 PPO를 비활성화 할 수 있습니다. 모든 과일과 채소가 열처리를 견딜 수있는 것은 아니지만, 가능한 사람들에게는 훌륭한 해결책입니다.
.이 방법론은 야채를 얼릴 때 매우 일반적으로 사용됩니다. 이들은 얼기 전에 혼란스러워합니다. 블랜칭은 효소 활성을 중지하기위한 빠른 열처리로 구성됩니다. 이것은 PPO를 막을뿐만 아니라 다른 효소도 냉동되면 더 긴 유효 기간을 보장합니다.
이산화황 (So 2 )
황금색 또는 노란색 건포도가 갈색으로 변하지 않은 이유는 무엇입니까? 이 성분의 첨가로 인해 :황화 이산화황 (So 2 ). 아직 작동 방식을 완전히 이해하지 못했지만이 성분을 추가하면 효소 브라우닝을 완전히 방지 할 수 있습니다.
항산화 방지제 추가
마지막으로, 화학 반응과 방해하는 다른 성분을 추가 할 수 있습니다. 효소 브라우닝의 두 번째 단계 산화 반응. 항산화 방지제를 추가하면이 단계를 뒤집을 수 있습니다. 그렇게하면 Quinones는 유색 분자에 반응 할 수 없습니다.
이것의 일반적으로 사용되는 예는 아스코르브 산 (비타민 C)입니다. 산의 또 다른 장점은 브라우닝 시스템에서 두 가지 방식으로 작용하는 pH 값을 낮추는 것입니다!
이를 통해 효소 브라우닝이 발생하지 않도록 속도를 늦추거나 방지하기위한 많은 도구를 제공해야합니다. 어떤 방법을 사용할 계획인지 의견에 알려주십시오!
소스
식물 폴리 페놀 옥시 다제의 물리 화학적 특성 및 기능 :검토, Ruhiye Yoruk &Maurice R. Marshall, 2003, 링크 (반응 메커니즘 제공)
초음파 및 아스코르브 산을 동시에 처리하여 신선한 컷 사과에 대한 폴리 페놀 옥시 다제 및 퍼 옥시 다제 활성의 억제, Ji-hyun Jang, Kwang-Deog Moon, 2011
버섯의 물리 화학적 및 영양 특성에 대한 감마 및 전자 빔 조사 효과 :검토, Ângela Fernandes, Amilcar L. Antonio, M. Beatriz P.P. Oliveira, Anabela Martins, Isabel C.F.R. Ferreira, 2012, Link (버섯에 대한 사례 연구)
바나나 껍질의 노화 스포팅은 변형 된 대기 포장, Rujira Choehoma, Saichol Ketsa, Wouter G. Van Doorn, 2004에 의해 억제됩니다 (바나나의 갈색 반점 형성에 대한 자세한 정보)
.바나나 스무디의 품질에 대한 아스 코르브 산, 구연산, 질소 및 이산화탄소의 항 뇌파 조합의 효과, Siyuan Wang et al., 2013, 링크 (바나나 스무디에 대한 사례 연구!)
