Perché la frutta annerisce dopo averla sbucciata?

A chi non è capitato di lasciare mezza mela nel frigo per qualche ora e ritrovarla annerita? O affettare un avocado per preparare un succulento avocado toast e vederlo scurirsi gradualmente? La domanda sorge spontanea: perché la frutta annerisce dopo averla sbucciata? Scopriamo insieme cosa si nasconde dietro questo strano fenomeno!

Perché la frutta annerisce?

Molti frutti come: pera, mela, banana e l’avocado se tagliati e lasciati per un po’ a contatto con l’aria, anneriscono^[1]. Il colpevole di questa “tintarella” indesiderata è l’enzima polifenolossidasi (PPO)^{[2, 3]}.

Gli enzimi sono proteine capaci di facilitare specifiche reazioni biochimiche che sono di importanza fondamentale in tutti i processi cellulari. Possiamo paragonare gli enzimi a delle piccole macchine che trasformano una molecola A  in una molecola B. La molecola A su cui agisce l’enzima si chiama substrato, il quale “si incastra”, come una chiave nella sua serratura nel sito attivo (la parte di enzima in cui avvengono le reazioni). Dopo di che, il prodotto (B) viene allontanato dall’enzima che torna libero di agire nuovamente.

Gli enzimi della reazione

Di norma l’enzima polifenolossidasi (PPO), chiamato anche fenolasi, si trova nel citoplasma delle cellule vegetali e svolge la sua funzione in presenza di determinati composti, detti fenolici, che si trovano però nel vacuolo. Citoplasma e vacuolo sono due componenti della cellula vegetale: il primo è il liquido contenuto nella cellula e in cui si trovano e spostano gli altri componenti cellulari; il secondo è tipico delle cellule vegetali e, tra le altre cose, funge da “dispensa” dove vengono conservati acqua, sali, zuccheri e proteine.

I composti fenolici, invece, sono sostanze che rivestono ruoli diversi a seconda della pianta/frutto/fiore in cui si trovano. Alcuni di essi, per esempio, rendono le foglie della pianta amare per chi le bruca e fungono da difesa verso gli erbivori. Altri, sono fonte di attrazione per gli impollinatori (api, farfalle etc.) dando il caratteristico profumo del fiore e altri ancora servono per la dispersione del frutto.

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Come si annerisce la polpa del frutto?

Quando mordiamo un frutto o lo tagliamo, sottoponiamo le cellule di cui è composto (e ciò che è dentro esse) a un trauma. Il vacuolo, rompendosi, rilascia i composti fenolici nel citoplasma e l’enzima fenolasi, trovandosi nel citoplasma, entra in contatto con quei composti dai quali prima era fisicamente separato. L’enzima, a questo punto, può svolgere la sua funzione. Utilizza l’ossigeno dell’aria per ossidare i composti fenolici e trasformarli in chinoni passando prima per strutture intermedie chiamate difenoli. I chinoni interagiscono tra loro formando delle strutture (polimeri) simili a catene chiamate melanine^[4] che, esattamente come quelle che si creano nella nostra pelle quando ci abbronziamo, conferiscono una colorazione scura che dipende dalla loro concentrazione.

L’azione dell’enzima Polifenolossidasi

Il processo che riguarda la trasformazione dei fenoli in melanine è un process0 enzimatico poichè coinvolge un enzima (fenolasi) che interagisce con dei substrati (fenoli) e li trasforma in altri prodotti (melanine). Tutte le reazioni che avvengono nella cellula e prevedono questi step: enzima+substrato = prodotto, sono dette reazioni enzimatiche. In questo caso, la reazione è anche di ossidoriduzione in quanto un elemento (fenoli) si ossida, ovvero cede elettroni a un’altra sostanza (ossigeno), che li acquista e si riduce. Come si può notare, chimica e biologia sono strettamente legate tra loro e permettono alla cellula di svolgere tutte le sue funzioni in maniera ottimale.

Come scolorire la frutta annerita?

L’imbrunimento è un processo in parte reversibile. È sufficiente aggiungere alla superficie tagliata un antiossidante, come il limone, capace di contrastare l’azione dell’enzima PPO così da schiarire il frutto. Il limone, infatti, contiene acido citrico che è in grado, per via della sua acidità, di abbassare il pH nel citoplasma inibendo l’azione dell’enzima. L’enzima, infatti, per poter lavorare, ha bisogno di un pH intorno a 6.0-7.0 e se utilizziamo il limone che ha un pH più basso^{[2, 4]} l’attività dell’enzima diminuisce e l’annerimento viene contrastato.

Per evitare che diventi nero dopo il taglio, sarebbe opportuno coprire subito il frutto con della pellicola trasparente per diminuire il contatto con l’ossigeno o meglio ancora, bagnare la superficie con poco succo di limone^[5].

La frutta annerita è nociva per la nostra salute?

Dal punto di vista nutrizionale, possiamo affermare che la parte annerita non è nociva. Il cambiamento di colore, infatti, non influisce sul sapore e qualità del frutto. Certo è bene non mangiare un frutto che si presenta molto scuro. In questo caso, infatti, vi è una presenza eccessiva di ossigeno che potrebbe provocare la proliferazione di determinati batteri e velocizzare i tempi di decomposizione.

Una mela che non annerisce mai

È stata creata dal “Centro per la Ricerca Industriale” australiano una mela, denominata Artic Apple, che non si scurisce. Come è stato possibile? Attraverso una tecnica di ingegneria gentica detta RNA-interference (RNAi) che “silenzia” il gene per l’enzima PPO. Vengono utilizzati specifici frammenti di RNA che bloccano l’espressione del gene per PPO e, in sua assenza, il frutto tagliato non annerisce.

La Food and Drug Administration (FDA) statunitense nel 2015 e la Canadian Food Inspection Agency (CFIA), nel 2017, hanno stabilito che le mele Artic sono sicure e nutrienti come le mele convenzionali e hanno dato il via libera alla vendita. Sono state lanciate sul mercato americano nel 2017 e già nel 2019 sono stati venduti 3,6 milioni di kg di mele Artic. Queste mele ingegnerizzate hanno riscosso un grande successo in America e si prevede che la loro fama arriverà presto anche in Europa^{6, 7]}!

Referenze

1. “Enzymatic browning in avocado (Persea americana) revisited: History, advances, and future perspectives”. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. Toledo L, Aguirre C. December 2017.
2. “La chimica degli alimenti” P.T. Coultate, Zanichelli.
3. “Browning in apples: Exploring the biochemical basis of an easily-observable phenotype”, C. E. Deutch .
4. “Polyphenol Oxidase”. Worthington Enzyme Manual. September 2011.
5. “Food Browning and Its Prevention: An Overview”, Mendel Friedman, in Journal of Agricultural and Food Chemistry, vol. 44, n. 3, 1996.
6. “Questions and Answers: Okanagan Specialty Fruits’ Non-Browning Apple” USDA APHIS. July 2012.
7. “Petition for Determination of Nonregulated Status: Arctic™ Apple (Malus x domestica)” USDA APHIS. 21 February 2012.