Warum werden Äpfel braun? Enzymatische Bräunung und was dagegen hilft

Schneide einen Apfel auf, lass ihn auf dem Brett liegen – nach zehn Minuten wird das weiße Fruchtfleisch beige, dann braun. Bananen, Avocados, Kartoffeln und Birnen verhalten sich genauso. Es sieht aus, als würde das Obst verderben. Was du siehst, ist aber eine chemische Abwehrreaktion, die die Frucht in sich trägt und die startet, sobald sie verletzt wird.

Die Zutaten sind schon drin

Eine Apfelzelle hält zwei wichtige Zutaten getrennt, wie die beiden Tuben eines Zweikomponentenklebers:

• Phenole (Polyphenole), natürliche Stoffe, die auch zu Geschmack und Gesundheitswert des Apfels beitragen;
• ein Enzym namens Polyphenoloxidase, kurz PPO.

In einer intakten Zelle liegen die Phenole vor allem im Zellsaftraum, der Vakuole, das Enzym in anderen Strukturen, den Plastiden. Solange die Zelle heil ist, begegnen sie sich kaum.

Schneiden startet die Reaktion

Schneidest, beißt oder quetschst du einen Apfel, reißen Zellwände und Membranen, die Inhalte vermischen sich, und Sauerstoff aus der Luft dringt ein. Jetzt kann das Enzym arbeiten.

PPO nutzt Sauerstoff, um Phenole in reaktionsfreudige Moleküle namens Chinone umzuwandeln. Chinone sind instabil. Sie reagieren miteinander und mit Eiweißen und Aminosäuren des Apfels und bilden große, komplexe Moleküle, die Licht schlucken und braun aussehen. Diese Farbstoffe sind mit dem Melanin in Haut und Haaren verwandt.

Weil ein Enzym die Reaktion antreibt, spricht man von enzymatischer Bräunung. Sie unterscheidet sich vom Bräunen von Toast oder Röstkaffee, das auf der Maillard-Reaktion zwischen Zuckern und Aminosäuren bei hohen Temperaturen beruht.

Warum macht ein Apfel das?

Die Bräunung scheint Teil der pflanzlichen Abwehr zu sein. Beißt ein Insekt zu oder greift ein Pilz an, sind die an der Wunde entstehenden Chinone für viele Schädlinge und Mikroben giftig oder unangenehm, und die braune Schicht hilft, die Wunde zu verschließen – ähnlich wie Schorf. Für eine Frucht am Baum ist das nützlich, für den Obstsalat weniger.

So bleibt der Apfel hell

Um die Bräunung zu bremsen, muss man das Enzym hemmen, den Sauerstoff fernhalten oder beides.

• Zitronensaft. PPO arbeitet am besten bei schwach saurem bis neutralem pH-Wert. Zitronensaft säuert die Oberfläche an und bremst das Enzym. Außerdem enthält er Vitamin C (Ascorbinsäure), ein Antioxidans, das Chinone in farblose Phenole zurückverwandelt, bevor Farbstoffe entstehen. Ananas- oder Orangensaft wirken ähnlich.
• Kälte. Wie die meisten Enzyme arbeitet PPO bei niedrigen Temperaturen langsamer. Geschnittene Äpfel halten sich im Kühlschrank länger.
• Einlegen. Stücke in kaltes, leicht gesalzenes oder Honigwasser zu legen, begrenzt den Sauerstoff an der Oberfläche. Honig enthält natürliche Stoffe, die das Enzym hemmen.
• Luft abhalten. Fest eingewickeltes oder in einer dichten Dose gelagertes Obst bekommt weniger Sauerstoff.
• Hitze. Kurzes Blanchieren in kochendem Wasser zerstört das Enzym – deshalb bräunen Apfelmus und Bratäpfel nicht auf dieselbe Weise weiter.

Nicht bräunende Äpfel

Die Forschung hat die Bräunung auch an der Wurzel gepackt. Mit einer Methode namens Gen-Stilllegung entwickelte ein kanadisches Unternehmen Äpfel, bei denen die PPO-Gene weitgehend abgeschaltet sind. Ihr Fruchtfleisch bleibt nach dem Schneiden viel länger weiß. In den USA sind sie seit 2015 zugelassen. Ähnliche Ansätze gibt es bei Kartoffeln gegen Druckstellen und Verfärbungen.

Ist brauner Apfel ungesund?

Nein. Die Bräunung verändert Farbe, Geschmack und Textur etwas, und dabei werden etwas Vitamin C und andere Antioxidantien verbraucht – die braunen Farbstoffe selbst sind aber nicht schädlich. Echter Verderb zeigt sich anders: durch Schimmel, alkoholischen oder essigartigen Geruch oder eine schmierige Oberfläche.

Kurz gesagt

• Äpfel werden braun, weil das Enzym Polyphenoloxidase (PPO) bei verletzten Zellen mit Phenolen und Sauerstoff reagiert.
• Dabei entstehen Chinone, die sich zu braunen, melaninähnlichen Farbstoffen verbinden.
• Vermutlich ist das eine Abwehr gegen Insekten und Mikroben.
• Zitronensaft bremst die Bräunung durch Säure und Vitamin C.
• Kälte, Einlegen und Luftabschluss helfen ebenfalls; Hitze zerstört das Enzym.
• Gebräunter Apfel ist unbedenklich.