आपने कभी न कभी यह अनुभव किया होगा कि टिफिन में रखने के लिए छीलकर रखा गया सेब दोपहर तक पीला पड़ गया। कटे हुए आलू, आधे कटे एवोकाडो और छिले हुए केले के साथ भी ऐसा ही होता है। खराब हुए बिना रंग बदलने की इस घटना को ही ‘एंजाइमी भूरापन (Enzymatic Browning)’ कहते हैं।
सरल शब्दों में, एंजाइमी भूरापन वह अभिक्रिया है जिसमें फलों और सब्ज़ियों के एंजाइम हवा की ऑक्सीजन का उपयोग करके फीनॉलिक यौगिकों का ऑक्सीकरण करते हैं और इसके परिणामस्वरूप भूरे वर्णक बनते हैं। मांस भूनते समय बनने वाला भूरा रंग यदि गर्मी से होने वाली माइलार्ड अभिक्रिया का परिणाम है, तो सेब का भूरा रंग एंजाइमों से उत्पन्न होने वाला अलग प्रकार का भूरापन है, जो कमरे के तापमान पर भी बन जाता है। इससे चीज़ें कम ताज़ी दिख सकती हैं, लेकिन यही अभिक्रिया काली चाय का लाल रंग और गहरा स्वाद भी पैदा करती है।
इस सामग्री में हम क्रम से एंजाइमी भूरेपन के अर्थ और उसकी अभिक्रिया के सिद्धांत से लेकर रोज़मर्रा में उसे धीमा करने के तरीकों, और फिर उन खाद्य पदार्थों तथा नई तकनीकों को समझेंगे जिनमें भूरेपन का जानबूझकर उपयोग किया जाता है।
सेब के भूरे रंग के पीछे छिपा एंजाइमों का विज्ञान
एंजाइमी भूरापन क्या है?
एंजाइमी भूरापन तब शुरू होता है जब पौधे के ऊतक कटने या दबने से क्षतिग्रस्त होते हैं। सही-सलामत कोशिकाओं में अभिक्रिया के पदार्थ और एंजाइम अलग-अलग खंडों में रहते हैं, इसलिए उनका आपस में मिलना बहुत कम होता है। चाकू से काटने या चोट लगने पर कोशिका भित्ति और झिल्लियाँ टूटती हैं, तो दोनों मिल जाते हैं और हवा की ऑक्सीजन जुड़ते ही अभिक्रिया शुरू हो जाती है।
- पॉलीफीनॉल ऑक्सीडेज़ (Polyphenol Oxidase): यह ताँबा युक्त एंजाइम है, जिसे संक्षेप में PPO कहते हैं, और भूरेपन की अभिक्रिया को संचालित करने में इसकी मुख्य भूमिका होती है।
- फीनॉलिक यौगिक (Phenolic Compounds): ये फलों और सब्ज़ियों को कसैला स्वाद और सुगंध देने वाले घटक हैं तथा भूरेपन के लिए मूल पदार्थ का काम करते हैं।
- मेलेनिन (Melanin): अभिक्रिया के अंत में बनने वाला भूरा या काला वर्णक, जो मनुष्य की त्वचा को रंग देने वाले वर्णक के ही परिवार का है।
सेब की अलग-अलग किस्मों में भूरेपन की गति इसलिए भिन्न होती है क्योंकि हर किस्म में एंजाइम की मात्रा और फीनॉलिक यौगिकों के प्रकार अलग होते हैं। आलू, बैंगन, बर्डॉक की जड़ और कमल-ककड़ी जैसी सब्ज़ियों में, जिनका रंग काटते ही बदल जाता है, ये दोनों विशेष रूप से प्रचुर मात्रा में होते हैं।
भूरा रंग बनने के 3 चरण
एंजाइमी भूरापन कई चरणों की रासायनिक अभिक्रियाओं के क्रम से आगे बढ़ता है। शुरुआती चरण एंजाइम संचालित करते हैं, जबकि बाद के चरण एंजाइम के बिना भी अपने आप चलते रहते हैं।
(1) ऑक्सीकरण: फीनॉल से क्विनोन
पॉलीफीनॉल ऑक्सीडेज़ ऑक्सीजन का उपयोग करके फीनॉलिक यौगिकों को ‘क्विनोन (Quinone)’ नामक अत्यधिक अभिक्रियाशील पदार्थ में बदलता है। इस चरण तक दिखाई देने वाला भूरापन लगभग नहीं होता।
(2) बहुलकीकरण: क्विनोन अणुओं का आपस में जुड़ना
क्विनोन अस्थिर होते हैं, इसलिए वे आपस में जुड़ जाते हैं या प्रोटीन और अमीनो अम्लों से बंध बनाते हैं। अणुओं का आकार बढ़ने के साथ उनकी प्रकाश अवशोषित करने की क्षमता भी बढ़ती जाती है।
(3) रंग बनना: मेलेनिन का उदय
बड़े हो चुके अणु अंततः भूरे वर्णक मेलेनिन में बदल जाते हैं। इसके बाद सेब की कटी सतह पहले पीली पड़ती है और फिर धीरे-धीरे गहरी भूरी हो जाती है।
इस अभिक्रिया के लिए एंजाइम, फीनॉलिक यौगिक, ऑक्सीजन और एंजाइम के काम करने के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ—सभी आवश्यक हैं। पॉलीफीनॉल ऑक्सीडेज़ आम तौर पर अम्लता (pH) 5 से 7 के आसपास सबसे सक्रिय होता है, और pH के 3 से नीचे जाने पर लगभग काम नहीं कर पाता। इन चारों में से किसी एक को भी हटा देने पर भूरापन बहुत धीमा हो जाता है।
सरल उदाहरणों से समझें भूरेपन को धीमा करना
भूरेपन को रोकने का तरीका अंततः अभिक्रिया के लिए आवश्यक परिस्थितियों में से किसी एक को समाप्त करना है। रसोई में इस्तेमाल होने वाले आम उपायों के पीछे भी अपने-अपने वैज्ञानिक कारण हैं।
[उदाहरण 1] नींबू का रस छिड़के हुए और चीनी के घोल में डुबोए हुए सेब
नींबू का रस छिड़कने पर उसका अम्ल pH घटाकर एंजाइम को कम सक्रिय करता है, और नींबू में मौजूद विटामिन C (एस्कॉर्बिक अम्ल) क्विनोन को वापस रंगहीन फीनॉल में बदल देता है। हालाँकि, इस्तेमाल के साथ विटामिन C भी खर्च होता जाता है, इसलिए समय बीतने पर उसके पूरी तरह समाप्त हो जाने से भूरापन फिर शुरू हो जाता है। नमक या चीनी के हल्के घोल में डुबोने से भी सतह हवा के संपर्क से अलग रहती है।
[उदाहरण 2] ब्लांचिंग और वैक्यूम पैकिंग
जमी हुई सब्ज़ियाँ तैयार करते समय उन्हें थोड़ी देर उबलते पानी या भाप में रखने का उद्देश्य गर्मी से एंजाइम को ही निष्क्रिय करना है। वैक्यूम पैकिंग या नाइट्रोजन भरने से ऑक्सीजन हटती है, जबकि रेफ्रिजरेटर में रखने से अभिक्रिया की गति धीमी होती है।
- अम्लीकरण (Acidification): साइट्रिक अम्ल या सिरके से pH घटाकर एंजाइम की गतिविधि दबाने का तरीका।
- अपचायक (Reducing Agent): विटामिन C जैसे पदार्थ, जो क्विनोन को उसके मूल पदार्थ में वापस बदलकर रंग बनने से रोकते हैं।
- ब्लांचिंग (Blanching): प्रसंस्करण का वह चरण जिसमें थोड़े समय के लिए गर्मी देकर एंजाइम को निष्क्रिय किया जाता है।
एक समय रेस्तराँ के सलाद बार में सब्ज़ियों को ताज़ा दिखाने के लिए उन पर सल्फाइट छिड़के जाते थे। लेकिन विशेष रूप से अस्थमा के रोगियों में गंभीर अतिसंवेदनशीलता प्रतिक्रियाओं के लगातार मामले सामने आने पर अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन (FDA) ने 1986 में कच्चे खाए जाने वाले फलों और सब्ज़ियों पर सल्फाइट के उपयोग पर प्रतिबंध लगा दिया।
भूरेपन का उपयोग करने वाले खाद्य पदार्थ और नई तकनीकें
भूरेपन से हमेशा बचना आवश्यक नहीं है। कुछ खाद्य पदार्थों में विशिष्ट रंग और स्वाद पाने के लिए यह अभिक्रिया जानबूझकर कराई जाती है।
(1) काली चाय और हरी चाय के अलग रास्ते
उसी चाय के पौधे की पत्तियों को मसलकर और कुचलकर छोड़ दिया जाए, ताकि एंजाइम कैटेचिन का पर्याप्त ऑक्सीकरण कर सकें, तो काली चाय बनती है। इस प्रक्रिया में बनने वाले थिएफ्लेविन और थिअरूबिजिन चाय के पानी को लाल रंग और गहरा स्वाद देते हैं। इसके विपरीत, पत्तियाँ तोड़ते ही उन्हें सूखा भूनकर या भाप देकर एंजाइम की गतिविधि रोक दी जाए, तो हरे रंग की हरी चाय बनती है।
(2) सूखे फलों का गहरा रंग
किशमिश और सूखे पर्सिमन जैसे सूखे फलों के गहरे भूरे रंग में भी एंजाइमी भूरेपन की भूमिका होती है। सुखाने के दौरान होने वाली अन्य भूरापन अभिक्रियाओं के साथ मिलकर यह उनका विशिष्ट रंग और स्वाद-सुगंध बनाता है।
(3) भूरा न पड़ने वाला सेब
कनाडा की ओकानागन स्पेशल्टी फ्रूट्स ने सेब के अपने ही जीन के अंशों से पॉलीफीनॉल ऑक्सीडेज़ जीन की गतिविधि दबाकर ‘आर्कटिक सेब (Arctic Apple)’ विकसित किया, जिसे अमेरिकी कृषि विभाग ने 2015 में मंज़ूरी दी। काटने पर भी उसकी सतह लंबे समय तक सफ़ेद रहती है, लेकिन आनुवंशिक रूप से संशोधित फ़सल होने को लेकर विवाद भी बना हुआ है।
एंजाइमी भूरापन एक प्राकृतिक अभिक्रिया है, जिसमें क्षतिग्रस्त पादप ऊतकों में एंजाइम, फीनॉलिक यौगिक और ऑक्सीजन मिलकर भूरे वर्णक बनाते हैं। इसलिए अम्ल, गर्मी, ऑक्सीजन से संपर्क रोकने या कम तापमान के माध्यम से अभिक्रिया की किसी एक आवश्यक परिस्थिति को बाधित करके भी इसे धीमा किया जा सकता है; वहीं काली चाय की तरह इसे सही ढंग से नियंत्रित करने पर नए स्वाद और रंग मिलते हैं।
छिले हुए सेब की भूरी कटी सतह में काम करते एंजाइमों की कल्पना करना ही खाद्य विज्ञान की वह पहली पहल है, जो रसोई को एक छोटी प्रयोगशाला में बदल देती है।
