STEM-工程挑战 · 2020年3月2日 0

为什么水果变成棕色?

难度 <! – 3 – >
所需时间 非常短(≤1天)
先决条件
材料可用性 一应俱全
费用 非常低(低于20美元)
安全 使用刀具时需要成人监督。

摘要

你有没有想过为什么苹果切片切成棕色后会变成棕色,或者为什么黄色香蕉会随着时间的推移变成黑斑?在这个项目中,您将了解为什么会发生这种情况,以及如何让您的苹果片保持新鲜感!

目的

调查哪种液体能使切好的苹果看起来最新鲜。

积分

Svenja Lohner,PhD,Science Buddies

引用本页

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Lohner,Svenja。”为什么水果会变成棕色?” 科学伙伴,2019年6月5日,https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/FoodSci_p082/cooking-food-science/enzymatic-browning。2019年7月6日访问。

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Lohner,S。(2019年6月5日)。为什么水果变成棕色?从…获得https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/FoodSci_p082/cooking-food-science/enzymatic-browning

最后编辑日期:2019-06-05

简介

每天生产,加工和运输大量的水果和蔬菜,以便我们可以新鲜购买。然而,这些产品中的许多产品从未进入商店。这是因为许多水果和蔬菜,如杏子,蘑菇,生菜和梨会随着时间的推移变成褐色或变质。观看下面的时间流逝视频,看看香蕉在26天内变成褐色。你会买一个棕色的香蕉吗?该反应也称为酶促褐变,并且是水果和蔬菜腐败的最大原因之一 – 即使它不会使食物对食物有害。酶促褐变的名称来自于水果中的酶将果实变成褐色的事实。但是在酶促褐变过程中究竟发生了什么?

 

当水果中的化学物质与空气中的氧气接触时,就会发生这个过程。这会产生黑色素,这种颜色与人类头发,皮肤和眼睛相同。负责褐变的称为多酚氧化酶(或PPO)。在的存在下,PPO酶将称为酚类化合物的物质(通过氧化)改变为称为醌的的不同化合物。然后醌与其他化合物反应形成黑色素。黑色素是水果和蔬菜变褐的原因。然而,这种反应通常不会在新鲜水果和蔬菜中发生,因为PPO和酚类化合物在产生植物细胞中分离.

只有当PPO,酚类化合物和氧气相互接触时才会触发酶促褐变过程。这正是当水果被切割,跌落或被敲得太多时所发生的情况。当水果组织因热,冷,老化或机械应力而受损时,其细胞破裂,酚类化合物和酶被释放并与空气中的氧气混合。结果,受损的组织几乎立即变成棕色.

在食品工业中,已经进行了许多尝试来防止酶促褐变以使产品长时间保持新鲜。一个例子是北极苹果的发展。修改了这个苹果,使其不再产生PPO酶。在不存在酶的情况下,不会发生褐变反应。另一种解决方案是以特定方式处理产物以抑制酶,从而减缓褐变反应。酶只能在某些环境中起作用;如果太冷或太热,大多数都不能发挥作用,而且它们通常不喜欢酸性条件。在这个项目中,您将在苹果切片上涂抹不同的液体,看看哪种最适合保持苹果的美味和新鲜!

术语和概念

  • 多酚氧化酶(PPO)
  • 氧化
  • 黑色素

问题

  • 是什么让水果变成褐色?
  • 为什么苹果切割时苹果会变得更快?
  • 您认为哪种液体会让您的苹果看起来最新鲜?

参考书目

有关创建图表的帮助,请尝试使用以下网站:

材料和设备

  • 成人助手
  • 苹果(2种相同类型)。确保苹果外面没有任何瘀伤或凹痕,它们看起来彼此相似。
  • 砧板
  • 板(6)
  • 遮蔽胶带
  • 永久性记号笔
  • 柠檬汁
  • 白醋
  • 苹果汁
  • 定时器
  • 铅笔
  • 实验室笔记本
  • 可选:相机

实验程序

在Apple切片上测试不同的液体

  1. 用一块遮蔽胶带标记每个盘子:”控制” ,”水” ,”苹果汁” ,”醋” ,”柠檬汁” 和”戳苹果片。”
  2. 在干净的砧板上,小心地将两个苹果从中间切成两半。然后将苹果切成18个同样大小的苹果片。
  3. 切好苹果后,立即在每个盘子上放三片苹果片。将切片放在两侧,如图1所示。
    1. 对每种处理分别测试三个苹果切片将显示您的结果是可重复的。
一个处理板上有三个相似大小的切苹果片。
图1. 在每个平板上放置三个苹果切片。
  1. 立即开始治疗,让你的苹果没时间变成棕色!
    1. 对于每个平板,在每个苹果切片上撒上约一茶匙相应的液体。确保用液体完全覆盖每个苹果切片的顶部。
    2. 不要在控制板上的苹果上涂任何液体。这些将显示苹果如何在没有任何处理的情况下变成棕色。
    3. 拿叉子,在”戳苹果片” 盘子上戳几下苹果切片,使每个切片上都有许多孔。不要涂任何液体。
  2. 准备一份数据表,如实验室笔记本中的表1所示。

苹果切片

治疗 苹果切片看起来如何? 苹果切片的棕色程度如何?(1 =完全不是棕色; 5 =非常棕色) 治疗组的平均值?(1 =完全不是棕色; 5 =非常棕色)
控制 #1      
#2    
#3    
Poked #1      
#2    
#3    
#1      
#2    
#3    
Apple Juice #1      
#2    
#3    
柠檬汁 #1      
#2    
#3    
#1      
#2    
#3    

表1。在您的实验室笔记本中将结果和观察结果记录在这样的数据表中。

  1. 将计时器设置为两小时并启动它。每隔半小时检查苹果片,看看它们。两个小时后,记下苹果切片在数据表中的显示方式。
    1. 记下每个苹果切片的外观。他们变成棕色了吗?它们在哪里变褐?它们看起来干燥或潮湿吗?记下你注意到的任何事情。如果您有相机,请拍下每个印版的照片。如果您拍照,请确保照明条件始终相同,因此每张照片的颜色相似。
    2. 评估每个苹果切片的棕色程度。在1到5的范围内,尝试按照看起来的褐色评价每个苹果切片,其中1为最棕色,5为棕色。在数据表中写下评级。
  2. 可选:将苹果切片放在盘子上过夜。然后在第二天重复每个苹果切片的评级。为您的新数据创建第二个数据表。

分析您的数据

  1. 查看您的数据表。总的来说,哪个治疗组有最新鲜的苹果片?哪个治疗组有棕色的苹果片?
    1. 计算每个治疗组的平均评分。在治疗组中添加三个苹果切片中每一个的评级编号,并将其除以三。
    2. 将此号码写入表格的最后一栏。
  2. 使用您的数据表中不同治疗组的排名制作条形图。
    1. 您可以手工制作条形图或使用创建图表等网站在计算机上制作图表并打印出来。
    2. 将每个处理的名称放在x轴(水平轴穿过)和整个组排名(从1到5)的y轴(垂直轴上下)。
  3. 如果您将苹果片隔夜放置并且第二天也有数据,请为该数据制作另一个图表。这个图表与两小时后的图表相比如何?
  4. 为什么你认为具有最新鲜的苹果切片整体的处理能够使苹果切片保持最新鲜?为什么你认为有棕色苹果切片的治疗方法不会让苹果片保持新鲜?
    1. 提示:重新阅读​​简介,并思考PPO需要运作的条件。
  5. 当你完成对苹果切片的分析时,你可以将它们堆肥或扔进垃圾桶。不要吃苹果片,即使它们看起来很可食,因为用醋等液体处理后可能会有令人不快的味道。

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变体形式

  • 你可以尝试哪些其他液体?重复你的实验,但这一次,找到其他液体进行测试。例子可以是牛奶,盐水或外用酒精。哪种解决方案能够很好地保持苹果的新鲜度?
  • 不要在两小时后对苹果进行一次评级,而是每隔10分钟对苹果进行一次评分,持续约两小时。每个治疗组的苹果变成褐色的速度有多快?
  • 测试温度是否影响苹果切片变褐的速度。重复实验并准备三个平板,每个平板有三个苹果切片。然后,将一个平板放入冰箱,将一个烤箱安全的平板放入最低设置的烤箱中,并将一个平板保持在室温下。温度有所不同吗?
  • 尝试在超市找到北极苹果。切一个普通的苹果和一个北极苹果。然后观察苹果片几个小时甚至几天。两个苹果都变成棕色吗?