Seguramente alguna vez has pelado una manzana para llevarla en la fiambrera y, a la hora de comer, la has encontrado amarillenta. Lo mismo ocurre con una patata cortada, un aguacate partido por la mitad o un plátano pelado. Este cambio de color, que ocurre aunque el alimento siga en buen estado, se llama pardeamiento enzimático (Enzymatic Browning).
En pocas palabras, el pardeamiento enzimático es una reacción en la que las enzimas de las frutas y las verduras aprovechan el oxígeno del aire para oxidar compuestos fenólicos, lo que da lugar a pigmentos marrones. El color marrón que adquiere la carne al asarse se debe a la reacción de Maillard, provocada por el calor, mientras que el de la manzana se debe a la acción de las enzimas incluso a temperatura ambiente. Aunque haga que la fruta parezca menos fresca, esta misma reacción también da al té negro su tono rojizo y su sabor intenso.
En este artículo veremos qué es el pardeamiento enzimático y cómo se produce, cómo retrasarlo en la vida cotidiana, qué alimentos lo aprovechan deliberadamente y qué nuevas tecnologías se han desarrollado.
La ciencia de las enzimas detrás del color marrón de la manzana
¿Qué es el pardeamiento enzimático?
El pardeamiento enzimático comienza cuando un corte o una presión daña el tejido vegetal. En las células intactas, los compuestos necesarios para la reacción y la enzima se encuentran en compartimentos distintos, por lo que apenas entran en contacto. Cuando un corte o un golpe rompe las paredes y las membranas celulares, ambos se mezclan y, al entrar en contacto con el oxígeno del aire, la reacción comienza de inmediato.
- Polifenol oxidasa (Polyphenol Oxidase). Es una enzima que contiene cobre, se abrevia PPO y desempeña el papel principal en la reacción de pardeamiento.
- Compuestos fenólicos (Phenolic Compounds). Aportan astringencia y aroma a las frutas y las verduras y sirven de materia prima para el pardeamiento.
- Melanina (Melanin). Es un pigmento marrón o negro que se forma al final de la reacción y pertenece a la misma familia que el pigmento que da color a la piel humana.
La velocidad de pardeamiento varía entre las variedades de manzana porque cada una tiene distintas cantidades de enzima y distintos tipos de compuestos fenólicos. Las verduras que cambian de color nada más cortarlas, como la patata, la berenjena, la bardana y la raíz de loto, suelen ser especialmente ricas en ambos componentes.
Las 3 etapas de formación del color marrón
El pardeamiento enzimático se produce mediante una serie de reacciones químicas. La enzima interviene en la etapa inicial y las etapas posteriores transcurren espontáneamente, sin su intervención.
(1) Oxidación de los fenoles a quinonas
La polifenol oxidasa utiliza oxígeno para transformar los compuestos fenólicos en sustancias muy reactivas llamadas quinonas (Quinone). En esta etapa apenas se aprecia todavía el color marrón.
(2) Polimerización por unión de las quinonas
Las quinonas son inestables y se unen entre sí o se combinan con proteínas y aminoácidos. A medida que las moléculas crecen, aumenta su capacidad de absorber luz.
(3) Coloración por formación de melanina
Las moléculas que han aumentado de tamaño acaban convirtiéndose en melanina, un pigmento marrón. A partir de ese momento, la superficie cortada de la manzana pasa de un tono amarillento a un marrón cada vez más oscuro.
Esta reacción requiere una enzima, compuestos fenólicos, oxígeno y condiciones favorables para la actividad enzimática. En general, la polifenol oxidasa alcanza su máxima actividad en un intervalo de pH de aproximadamente 5 a 7, y apenas actúa por debajo de un pH de 3. Basta con eliminar uno de esos cuatro factores para ralentizar considerablemente el pardeamiento.
Ejemplos sencillos para retrasar el pardeamiento
Para evitar el pardeamiento, basta con suprimir una de las condiciones necesarias para que se produzca la reacción. Cada uno de los trucos habituales de cocina tiene su explicación científica.
[Ejemplo 1] Manzana rociada con jugo de limón y sumergida en agua azucarada
Al rociar la manzana con jugo de limón, el ácido reduce el pH y disminuye la actividad de la enzima, mientras que la vitamina C (ácido ascórbico) del limón vuelve a convertir las quinonas en fenoles incoloros. La vitamina C se consume al intervenir en la reacción, por lo que el pardeamiento se reanuda cuando se agota. Sumergir la manzana en agua ligeramente salada o en agua azucarada también aísla su superficie del aire.
[Ejemplo 2] Escaldado y envasado al vacío
Al preparar verduras congeladas, se escaldan brevemente en agua hirviendo o al vapor para dañar la propia enzima mediante el calor. El envasado al vacío y la inyección de nitrógeno eliminan el oxígeno, y la refrigeración ralentiza la reacción.
- Acidificación (Acidification). Consiste en reducir el pH con ácido cítrico o vinagre para inhibir la actividad de la enzima.
- Agente reductor (Reducing Agent). Es una sustancia que, como la vitamina C, convierte las quinonas de nuevo en los compuestos originales e impide que aparezca el color.
- Escaldado (Blanching). Es una etapa del procesamiento en la que se aplica calor durante un breve periodo para inactivar la enzima.
En otra época, en las barras de ensaladas de los restaurantes se rociaban las verduras con sulfitos para que parecieran frescas. Tras una serie de reacciones graves de hipersensibilidad, sobre todo en personas con asma, la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) prohibió en 1986 el uso de sulfitos en frutas y verduras que se consumen crudas.
Alimentos que aprovechan el pardeamiento y nuevas tecnologías
En algunos casos, el pardeamiento es deseable. En ciertos alimentos se provoca deliberadamente esta reacción para obtener su color y sabor característicos.
(1) Cómo se obtienen el té negro y el té verde
Las hojas de una misma planta de té se convierten en té negro si se frotan y se machacan para que las enzimas oxiden suficientemente las catequinas. Las teaflavinas y las tearubiginas que se forman durante este proceso dan a la infusión su tono rojizo y su sabor intenso. En cambio, si las hojas se tuestan o se cuecen al vapor justo después de la cosecha para detener la actividad enzimática, se obtiene té verde, de color verdoso.
(2) El color oscuro de las frutas deshidratadas
El pardeamiento enzimático también contribuye al color marrón oscuro de frutas deshidratadas como las pasas y los caquis secos. Junto con otras reacciones de pardeamiento que se producen durante el secado, les da su color y su sabor característicos.
(3) Manzanas que no se oscurecen
La empresa canadiense Okanagan Specialty Fruits desarrolló la manzana Arctic (Arctic Apple), en la que se utilizan fragmentos de genes de la propia manzana para inhibir la actividad del gen de la polifenol oxidasa. El Departamento de Agricultura de Estados Unidos la aprobó en 2015. Una vez cortada, la superficie se mantiene blanca durante mucho tiempo, aunque sigue abierto el debate sobre su condición de cultivo modificado genéticamente.
El pardeamiento enzimático es una reacción natural que ocurre cuando las enzimas, los compuestos fenólicos y el oxígeno entran en contacto en un tejido vegetal dañado y forman pigmentos marrones. Por eso, basta con alterar una de las condiciones de la reacción para retrasarla, ya sea aplicando ácido o calor, impidiendo el contacto con el oxígeno o bajando la temperatura. Si se controla adecuadamente, como en el caso del té negro, también permite obtener nuevos sabores y colores.
Imaginar cómo actúan las enzimas en la superficie marrón de una manzana pelada es el primer paso para acercarse a la ciencia de los alimentos y convertir la cocina en un pequeño laboratorio.
