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问题

苹果切开后时间长了会发生氧化而变色，是不是就是花青素被氧化所致？

回答
苹果切开后，你会发现它会慢慢变成褐色，这个过程叫做“褐变”，也叫“酶促褐变”。而你提到的“花青素”，虽然它在很多植物中扮演着抗氧化和显色的角色，但在苹果的褐变过程中，它并不是主要的罪魁祸首。

苹果之所以会变色，主要原因是一种叫做多酚氧化酶（Polyphenol Oxidase, PPO）的酶在起作用。当你切开苹果时，细胞结构被破坏，原本被隔离开来的酶和苹果中的酚类化合物（酚类物质）就得以接触并发生反应。

这个反应可以简单地分为几个步骤：

1. 酚类化合物的暴露： 苹果的果肉中含有多种酚类化合物，它们通常是无色或浅色的。这些酚类化合物存在于细胞质中。而多酚氧化酶（PPO）则主要存在于细胞器（比如质体）中。正常情况下，它们是分开的，互不干扰。
2. 酶促氧化： 一旦苹果被切开，细胞膜破裂，PPO酶就被释放出来，与细胞质中的酚类化合物接触。在氧气的参与下（因为切开后就接触到空气了），PPO酶就开始催化酚类化合物的氧化过程。
3. 形成醌类化合物： 首先，酚类化合物被氧化成邻醌类化合物（orthoquinones）。这个过程需要氧气，所以切开的苹果接触空气越多，反应越快。
4. 聚合反应与褐变： 这些新形成的邻醌类化合物非常活泼，它们会进一步发生一系列复杂的聚合反应，相互连接，形成更大、更复杂的分子。这些分子会随着反应的深入，逐渐呈现出我们看到的褐色、棕色，甚至深褐色。这个颜色就是我们说到的“褐变”现象。

为什么不是花青素？

花青素（Anthocyanins）是一类水溶性的色素，它们赋予了许多水果和蔬菜鲜艳的颜色，比如蓝莓的蓝紫色、草莓的红色。在苹果中，花青素主要集中在果皮中，而且它们的颜色通常是红色或紫色，而不是苹果果肉变褐的棕色。

而且，花青素本身就具有很强的抗氧化性，它们的作用是清除自由基，保护细胞免受氧化损伤。如果花青素被氧化，通常是会褪色，或者颜色发生变化，但不会产生苹果果肉中那种特有的褐色。

那么，苹果里到底有哪些酚类化合物呢？

苹果的果肉中含有多种酚类化合物，其中与酶促褐变关系密切的主要是：

氯原酸（Chlorogenic acid）
儿茶素（Catechins）
表儿茶素（Epicatechins）

这些酚类物质在PPO酶的作用下被氧化，最终形成了褐色的聚合物。

总结一下：

苹果切开后变色，是因为细胞内的多酚氧化酶（PPO）与酚类化合物在氧气的作用下发生化学反应，生成了有颜色的褐色聚合物。这个过程是酶促反应，而花青素虽然是植物中的色素，但它不是导致苹果果肉变褐的主要原因，苹果果肉本身的酚类物质才是反应的“原料”。

所以，下次你看到切开的苹果变黄变褐，记住这是酶的杰作，而不是花青素的“退休”。

网友意见

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这个氧化的过程被称作酶促褐变（Enzymatic Browning），是水果和蔬菜在加工和储存中，因为机械应力产生的结果。以苹果为例，当你切开它或者将它榨成果汁，细胞遭到破坏，释放出多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO），一种邻二酚氧化酶。通过将细胞中的底物多酚化合物氧化为邻醌，随后醌类物质通过与其他蛋白或者氨基酸聚合，醌类物质也可以自身聚合，形成肉眼可见的棕色。这里的底物通常是酚类化合物，最常见的是酪氨酸，也会有其他的氨基酸蛋白质酚类以及糖，只需要是含有单酚或者邻二酚结构。

多酚氧化酶PPO广泛分布于高等植物和真菌之中，所以其他水果也同样存在着酶促褐变的过程。但是在不同水果和蔬菜中，PPO的活性水平和底物浓度存在差异，其中显著的包括苹果、土豆、核桃（这里指的是核桃的果肉）、芒果、牛油果、香蕉。

而这种酶促褐变过程，在日常生活中是可以通过加入还原剂来缓解（柠檬汁富含还原性物质），或者加热灭活PPO酶阻止反应发生（沸水焯一下）。但与其大费周章的阻止褐变，不如赶紧吃掉。

食品工业中对酶促褐变的抑制更加的重视，并且有着非常成熟的实践，这也是我们喝到的果汁，包括苹果汁，都是清亮的原因之一。当然除了抑制酶促褐变过程，我们也会有意去运用这一过程，不信你可以去泡一杯红茶或者普洱，自己观察那红褐色。


参考资料：

[1] Federica Tinello, et al. Recent advances in controlling polyphenol oxidase activity of fruit and vegetable products. 2018. Innovative Food Science & Emerging Technologies

[2] Alfred M.Mayer. Polyphenol oxidases in plants and fungi: Going places? A review. 2006. Phytochemistry

[3] Lynne McLandsborough. Why do apple slices turn brown after being cut? 2007. Scientific American

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