Bitácora de Física y Química

Los más entusiastas afirman que, al final, todo en la vida es química. Nosotros mismos estamos formados por infinidad de átomos combinados de mil formas distintas; gracias a reacciones químicas de oxidación obtenemos la energía indispensable para realizar nuestras funciones básicas, la secuencia de bases de nuestro ADN transmite las intrucciones para que las proteínas sean sintetizadas y nuestras neuronas se interconectan mediante mensajes químicos permitiéndonos pensar.

Sin llegar tan lejos lo que sí es cierto es que la química está presente en muchos de los procesos que podemos observar a diario.

Fijémonos en el pardeamiento (”browning” en inglés) que sufren algunas frutas (por ejemplo las manzanas), cuando sufren un golpe o las dejamos un tiempo expuestas al aire tras pelarlas. El color pardo que aparece es debido a la formación de polímeros de ese color (melaninas) que son sintetizados a partir de las quinonas. Las quinonas, a su vez, pueden obtenerse por oxidación de los polifenoles:

Los polifenoles se encuentran almacenados en las vacuolas de las células vegetales y en  los cloroplastos se encuentran unas enzimas, las polifenol oxidasas (PPO), que son capaces de catalizar la oxidación de los polifenoles a quinonas.

En circunstancias normales los polifenoles no tienen contacto con las PPO y la reacción no se produce a velocidad apreciable, pero si por un impacto u otro procedimiento similar (al pelar con un cuchillo) se produce la ruptura de los compartimentos en que ambos productos se alojan, éstos se ponen en contacto y la producción de quinonas comienza.

Las PPO tienen una estructura bastante compleja, constan de átomos de cobre (esferas verdes) enlazados con moléculas de la proteína histidina (cadenas azules):

 Sin tener conocimientos de química muchas amas de casa saben que el pardeamiento de la fruta se puede evitar rociándola con limón. Para comprobar este extremo se ha llevado a cabo la siguiente experiencia: en la composición fotográfica se pueden ver dos trozos de manzana uno de los cuales (el que está situado al lado del trozo de limón) se ha rociado con zumo de limón. Tras varias horas es evidente la diferencia de aspectos entre ambos trozos: el que ha sido rociado con limón conserva su color original, mientras que en el otro  es patente el pardeamiento a medida que pasa el tiempo. Efectivamente el invento funciona.

¿Por qué sucede esto? …

La explicación está en el ácido cítrico del zumo de limón que bloquea la acción de las PPO por dos caminos distintos:

• Forma un complejo con los átomos de cobre de las enzimas (quelato) impidiendo que la enzima pueda actuar.

• Hace que el pH disminuya drásticamente (por debajo de 2) lo cual también produce la desactivación de las polifenol oxidasas.

Como puede suponerse evitar este efecto (el pardeamiento) tiene gran interés comercial y los procedimientos usados se basan, bien en inhibir la acción de las PPO (mediante calor, disminución del pH o adicción de sustancias quelantes) o bien en evitar el contacto con el oxígeno.

Por cierto, la reacción mencionada es muy rápida y evidente en los champiñones. Sin embargo, los champiñones laminados en bandejas (que están en contacto con el oxígeno) se muestran exultantemente blancos durante periodos de tiempo muy largos a pesar de haber sido cortados. Sus PPO deberían trabajar a pleno rendimiento ¿porqué no lo hacen?