مترجم: سهیلا حاجیزاده
قهوهای شدن آنزیمی یک فرایند شیمیایی بوده که باعث رنگ قهوهای پایدار غذا و فساد کیفی مواد غذایی میگردد. این مقاله جزییاتی را در رابطه با این واکنش شیمیایی ارائه میدهد.
هنگامی که مواد غذایی مانند میوهها و سبزیجات برش داده و یا پوست آنها جدا میگردد، آنزیمی را از سلولهای خود آزاد می‌کنند که به عنوان فنولاز یا پلی فنول اکسیداز شناخته میشود. این آنزیم در حضور اکسیژن بسیار واکنشپذیر میباشد. این آنزیم یک واکنش شیمیایی را کاتالیز کرده که ترکیبات فنولی موجود در غذاها را به رنگدانههای قهوهای به نام ملانینها تبدیل میکند. این واکنش به عنوان قهوهای شدن اکسیداتیو آنزیمی شناخته میشود که باعث سیاه یا قهوهای شدن مواد غذایی میگردد.
واکنش
آنزیم کاتالیزکنندهی قهوهای شدن آنزیمی در میوهها، پلی فنول اکسیداز یا فنولاز میباشد. در شیمی، یک رده از ترکیبات فنولی وجود دارد که در میوهها و سبزیجات موجود بوده و به عنوان فنولازها شناخته شده که عامل قهوهای شدن آنزیمی میباشند. پلی فنول اکسیداز در پلاستیدها و کلروپلاستها یافت میشود. آنها به طور آزاد در سیتوپلاسم رخ داده که به پیری و قهوهای شدن میوهها و سبزیجات کمک میکند.پلی فنولازها میتوانند به دستههای مختلفی مانند آنتوسیانینها، فلاونوئیدها و غیر فلاونوئیدها طبقهبندی میشوند. آنتوسیانینها رنگدانههای موجود در میوهها میباشد، فلاونوئیدها در کاتچینها، تاننها و نوشیدنیها رخ داده و غیر فلاونوئیدها یک جزء از اسید گالیک در برگ های چای میباشند.
این پلی فنولها ناپایدار بوده و زمانی که در معرض هوا قرار میگیرد، مجموعهای از واکنشهای بیولوژیکی از جمله تبدیل یک ماده به یک محصول صورت میگیرد. رایجترین واکنش شیمیایی در حال وقوع کاتالیز مرحلهی اولیهی واکنشهای بیوشیمیایی شامل تشکیل کوئینونها از ترکیبات فنولی و متعاقبا پلیمریزاسیون کوئینونها به پلیمرهای نامحلول به نام ملانین میباشد. این ترکیب ملانین مسئول قهوهای شدن میوهها و سبزیجات میباشد.
قهوهای شدن آنزیمی سیب
در سیب، مواد فنولی در گوشت و پوست وجود دارد. این مواد کلروژنیک اسید، کافئیک اسید، 3،4 – دی هیدروکسی فنیل آلانین، p – کوماریک اسید، گلیکوزیدهای فلاونول، 4 – متیل کاکتول، کاتچین، 3، 4 – دی هیدروکسی بنزوئیک اسید، p – کرسول و لوکوسیانیدین میباشد. این ترکیبات موادی برای قهوهای شدن آنزیمی بوده که در نهایت منجر به تشکیل محصولات قهوهای میگردد.مزایا و معایب
مشخص شده که محصول نهایی ملانین دارای خواص ضدمیکروبی بوده که مانع از هر گونه عفونت و التهاب به گیاه یا میوهها میگردد. ملانین نیز دارای خواص ضد باکتریایی، آنتی اکسیدانت و ضد سرطانی میباشد. اینها باعث ارائهی مواد غذایی سالم از نظر فیزیولوژیکی میگردند.تلفات قابل توجهی به علت قهوهای شدن میوهها و سبزیجات اتفاق میافتد. هزینههای ذخیره سازی و حمل و نقل نیز در صورتی که فساد در طول مراحل پردازش مواد غذایی وجود داشته باشد، افزایش مییابد. قهوهای شدن کیفیت میوهها و سبزیجات را نیز کاهش میدهد. ارزش غذایی و طعم میوهها و سبزیجات نیز با قهوهای شدن پایین میآید.
جلوگیری
قهوهای شدن آنزیمی میتواند توسط کاربرد چندین روش پیشگیری گردد. این روشها عمدتا با هدف غیر فعال کردن آنزیمها و حذف اکسیژن از محصول صورت می گیرد. سفید کردن یکی از موثرترین روشها به منظور کنترل قهوهای شدن آنزیمی میباشد. این عمل شامل استفادهی کوتاه مدت از گرما به منظور از بین بردن فعالیت آنزیمها قبل از فریز کردن یا انبارداری میوهها و سبزیجات میباشد. فریز کردن و انجماد مانع از فساد میوهها میگردد. پایین آوردن pH میوه تا 4 توسط افزودن سیتریک اسید و اسکوربیک اسید نیز مانع از فعالیت آنزیمها میگردد. پاشش عصارهی آهک یا سرکه نیز مانع از این واکنش میشود. دهیدراسیون نیز یکی از موثرترین روشها به منظور جلوگیری از قهوهای شدن آنزیمی بوده و روشهای مختلفی مانند تابش و پاستوریزاسیون به منظور جلوگیری از فعالیت آنزیم فنولاز به کار برده میشود. پردازش با فشار بالا نیز تکنیکی بوده که به طور گسترده در صنعت غذا به منظور پیشگیری از واکنش قهوهای شدن آنزیمی مورد استفاده قرار میگیرد. اینها شامل کاربرد 500 – 700 فشار اتمسفر جهت غیرفعال سازی آنزیم و میکروبها میگردد. مقادیر زیاد مهار کننده ها مانند عوامل کاهشی، عوامل کلیت ساز و مهار کنندههای آنزیمی نیز در صنعت فراوری غذا به منظور مهار اثر قهوهای شدن استفاده میشود.در صورتی که اقدامات لازم در رابطه با پیشگیری از این واکنش صورت نگیرد، قهوهای شدن آنزیمی میتواند باعث تلفات قابل توجهی در بخش غذایی و کشاورزی شود. بنابراین، هر زمان که شما سبزیجات یا میوهها را برش میزنید، مطمئن شوید که آنها را به زودی مصرف میکنید، به طوری که آنها خراب نشوند.
