Funkcje kwasu askorbinowego jako dodatku do żywności:

Funkcja	Produkt żywnościowy
Niezbędny składnik pokarmowy	Soki Napoje owocowe Płatki śniadaniowe
Antyoksydant (kontrola jełczenia oksydacyjnego i/lub ciemnienia enzymatycznego)	Jabłka Brzoskwinie Morele Ziemniaki Kalafior Grzyby Oliwki Orzechy Pomidory Masło orzechowe Frytki Napoje owocowe
Antyoksydant (palmitynian askorbylu)	Oleje roślinne (współdziała z tokoferolami, BHA [Butylowany hydroksyanizol], BHT [Butylowany hydroksytoluen])
Hamowanie korozji puszek	Napoje bezalkoholowe
Zachowanie smaku, zapachu, koloru	Wina
Zapobieganie powstawania czarnych plam	Krewetki
Hamowanie powstawania nitrozoamin	Bekon
Przyspieszanie powstawania koloru mięsa peklowanego	Bekon Szynka Kiełbasa
Polepszacz mąki	Mąka pszenna stosowana do pieczenia
Stabilizowanie koloru w mięsie pakowanym	Świeża wieprzowina

• Zmiatacz tlenu – usuwa tlen cząsteczkowy w żywności butelkowanej i puszkowanej (może on powodować jełczenie, utratę barwy)

• Zmiatacz wolnych rodników – jon askorbinianowy zmiata wolne rodniki. Posiada silnie redukujące właściwości, które decydują o reaktywności wobec O2-., H2O2, .OH, rodników nadtlenkowych, tlenu singletowego. Reaguje też z rodnikiem tokoferylowym, innymi rodnikami fenylowymi. Kwas askorbinowy działa synergicznie z witaminą E i innymi fenolowymi antyoksydantami (BHA, BHT)
  

• Kontrola ciemnienia enzymatycznego – redukuje chinony (powstają na skutek aktywności enzymatycznej polifenolooksydazy) do wyjściowych fenoli

  






Zasada metody oznaczania kwasu askorbinowego:
Do 4 kolbek dodać kwasu szczawiowego, 1 molowego HCl i kwasu askorbinowego o stężeniu 0,5 mg/cm3 w ilościach: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 cm3. Natychmiast roztwory miareczkować 2,6-dichloroinfofenolem do wystąpienia trwałego różowego zabarwienia. Sporządzić krzywą wzorcową – wykres zależności objętości zużytego barwnika użytego do miareczkowania do miligramów kwasu askorbinowego.

2,6-Dichlorofenoloindofenol – organiczny związek chemiczny używany jako barwny utleniacz i wskaźnik przy reakcjach redoks.
DCIP używa się do oznaczania zawartości kwasu askorbinowego (witaminy C) w materiale roślinnym. Reakcja przebiega według schematu:

DCPIP (niebieskie) + H+ → DCPIPH (różowe)
DCPIPH (różowe) + Witamina C → DCPIPH2 (bezbarwne)



Fizjologia zranionych tkanek roślinnych: ogólna charakterystyka przemian jakie zachodzą w tkankach roślinnych po zranieniu: rola etylenu, rola peroksydazy nieswoistej (reakcja na wzorach):

Fizjologia zranionych tkanek roślinnych. Usuwa się zanieczyszczenia, obiera się i kroi (w plasterki, w kostkę, szatkuje) owoce i warzywa. W tak uszkodzonych tkankach następuje wzrost tempa oddychania i produkcji etylen, czasami indukcja procesów prowadzących do zaleczania (zabliźniania zranień). Inne konsekwencje zranienia:
- ciemnienie enzymatyczne
- oksydacja lipidów
- utrata wody.

1. Indukcja syntezy etylenu.

Etylen – najprostsza olefina występująca w temperaturach biologicznych w stanie gazowym. U roślin powstaje z metioniny poprzez S-adenozylometioninę (SAM), w reakcji katalizowanej przez syntazę SAM, przy udziale ATP. Bezpośrednim prekursorem etylenu jest kwas 1-amino-cyklopropano- 1-karboksylowy (ACC), syntetyzowany z SAM przy udziale syntazy ACC. Reakcja ta jest uważana za punkt limitujący syntezę etylenu. Syntaza ACC jest enzymem cytoplazmatycznym. W wyniku reakcji katalizowanej przez syntazę ACC powstaje metylotioadenozyna (wykorzystywana do regeneracji metioniny). Konwersja kwasu 1- amino-cyklopropano-1-karboksylowego w etylen, zależna od O2, jest katalizowana przez oksydazę ACC (enzym konstytucyjny). Zranienie tkanek roślinnych indukuje produkcję etylenu (zwanego etylenem zranienia albo stresowym) najczęściej w ciągu godziny od zadziałania stresu. Etylen zranienia może przyspieszać procesy starzenia w tkankach wegetatywnych oraz procesy dojrzewania

owoców klimakterycznych. Etylen wytwarzany w wyniku mechanicznego uszkodzenia tkanek stymuluje procesy oddechowe, powoduje wzrost aktywności enzymow (np. peroksydazy, amoniakoliazy fenyloalaniny, oksydazy polifenolowej, poligalakturonazy, α-amylazy), zwiększa przepuszczalność błon, przyspiesza rozkład chlorofilu w tkankach zielonych (prawdopodobnie przez indukcję syntezy chlorofilazy).

2.Degradacja lipidów błon komórkowych.
Zranienie tkanek może przyczyniać się do degradacji lipidów wchodzących w skład błon komórkowych. Prowadzi to do utraty lipidowych składników błony, czego skutkiem może być zniszczenie kompartymentacji w komórkach. Etylen zranienia może zwiększać przepuszczalności błon oraz redukowanie biosyntezy fosfolipidów. Reakcje enzymatyczne katalizowane przez hydrolazy lipidów i fosfolipazę D przyczyniają się do uwalniania wolnych kwasów tłuszczowych z membran. Kwasy tłuszczowe mogą wpływać toksycznie na wiele procesów zachodzących w komórkach, mogą np. powodować lizę organelli, reagować z białkami unieczynniając je. Lipoksygenaza katalizująca utlenianie nienasyconych kwasów tłuszczowych generuje wolne rodniki, zdolne do atakowania nienaruszonych membran.

3. Wzrost tempa oddychania.
Tkanki zranione charakteryzują się wzmożonym oddychaniem → konsekwencja produkcji etylenu, który stymuluje procesy oddechowe.

4. Ciemnienie enzymatyczne:
Powierzchnia zranionych tkanek owoców i warzyw przebarwia się, w wyniku zajścia procesu ciemnienia enzymatycznego. Jest ono czynnikiem limitującym długość czasu przechowywania warzyw i owoców minimalnie przetworzonych.
Przyczyna ciemnienia enzymatycznego: reakcje katalizowane przez oksydazę o-difenolową (polifenolooksydaza, oksydaza katecholowa, katecholaza).
W wyniku zniszczenia kompartymentacji komórek, dochodzi do zetknięcia enzymu z substratami, którymi są związki fenolowe. W komórkach nieuszkodzonych enzym występuje w formie nieczynnej. W momencie zadziałania stresu mechanicznego zranienia dochodzi do aktywacji enzymu. Ponadto po zniszczeniu błon biologicznych enzym styka się ze swoimi substratami, które zwykle w nienaruszonych komórkach zlokalizowane są w wakuoli. Oksydaza o-difenolowa występuje w organellach:
- chloroplastach
- mitochondriach
- peroksysomach
w postaci związanej z błonami, ale stwierdza się także jej obecność w cytozolu w formie rozpuszczalnej.

Wyróżnia się 2 aktywności enzymu nazywanego polifenolooksydazą (PPO):
I. Aktywność katecholazowa (enzym katecholaza) - polega na katalizowaniu reakcji utlenienia o-difenoli z udziałem tlenu cząsteczkowego do o-chinonów (produktem reakcji jest woda). Substratami tej reakcji mogą być wszelkie związki fenolowe, w których grupy OH znajdują się w położeniu orto, czyli np. katechol. W przypadku owoców i warzyw bardzo powszechnym substratem tego enzymu jest kwas chlorogenowy
(kwas 5’ kawowochinowy).
II. Aktywność krezolazowa (enzym  tyrozynaza) - polega na wstawieniu tlenu do pierścienia aromatycznego w pozycji orto do istniejącej grupy OH, czyli przekształceniu monofenoli w o-difenole. Powstałe o-fenole ulegają następnie zwykle utlenieniu do chinonów. Oksydaza polifenolowa jest miedzioproteiną. W centrum aktywnym posiada dwa atomy miedzi, połączone, każdy z osobna, z trzema resztami histydyny białka enzymatycznego wiązaniem koordynacyjnym. Enzym może występować w 3 formach redoks:
- w formie utlenionej met, w której jony Cu2+ połączone są za pomocą cząsteczki wody
- w formie zredukowanej deoksy, w której jednego jonu Cu+ dołączona jest koordynacyjnie cząsteczka wody, drugi jon Cu+ ma wolne miejsce koordynacyjne 
- w formie utlenowanej oksy Cu2+-O2-Cu2+.



  



Na schemacie przedstawiono reakcje katalizowane przez tyrozynazę. Ed- forma deoksy enzymu przechodzi w formę oksy (Eox) po przyłączeniu cząsteczki O2. Enzym w formie oksy może zarówno reagować z o-difenolami (D) jak i monofenolami (M). W wyniku reakcji z monofenolami powstają o-difenole, które mogą być uwalniane do środowiska (enzym będzie więc produkował o-difenole), w wyniku czego powstaje forma met enzymu (Em) albo mogą być utlenione do chinonów, generując formę deoksy enzymu. Jeśli forma oksy przereaguje z o-difenolem powstanie chinon i forma met enzymu. Z kolei forma met jest zdolna do utlenienia o-difenolu do chinonu. Forma met może też związać monofenol tworząc kompleks końcowy EmM, nieulegający dalszym przemianom.

Schemat reakcji utlenienia tyrozyny przez PPO:

  

Przemiany dopachinonu przebiegają na drodze nieenzymatycznej do wytworzenia brązowych barwników melaninowych. W przypadku, w którym PPO utlenia o-difenole, powstały o-chinon ulega wtórnej hydroksylacji, w wyniku czego tworzą się fenole z trzema grupami OH. Powstałe trihydroksyfenole

reagują z o-chinonami. W wyniku tej reakcji powstają hydroksychinony podlegające spontanicznej polimeryzacji do brązowych melanin.

Sposoby ograniczania albo zapobiegania enzymatycznemu ciemnieniu w żywności:

Ciemnienie enzymatyczne pojawia się w obecności trzech składników: tlenu, aktywnego enzymu oraz jego substratów. Pozbycie się jednego ze składników zapobiegnie zajściu reakcji. Ponadto zastosowanie związków redukujących, zdolnych do redukcji chinonów do wyjściowych fenoli też może być skutecznym sposobem zapobiegania reakcji ciemnienia enzymatycznego.

a) cieplna denaturacja PPO

b) chemiczna inhibicja PPO

c) związki redukujące o-chinony do związków fenolowych hamują ciemnienie enzymatyczne

d) wykluczenie tlenu

5. Zabliźnianie zranień

W procesy zaleczania zranień zaangażowana jest peroksydaza nieswoista, której wzrost aktywności obserwuje się w tkankach zranionych. Jest ona określana mianem gwajakolowej ze względu na to, że związek ten używany jest jako substrat w analizach. Enzym ten jest hemoproteiną o grupie prostetycznej w postaci niekowalencyjnie związanej protoporfiryny IX z Fe3+, z przyłączonym glukanem oraz wapniem. Peroksydaza gwajakolowa zlokalizowana jest w wakuoli, cytozolu i ścianie komórkowej. Podstawową reakcją katalizowaną przez ten enzym jest jednowartościowe utlenianie AH2 przez H2O2, w wyniku czego powstaje produkt rodnikowy (AH•). Dwie cząsteczki tego produktu reagują ze sobą, tworząc stabilny produkt utlenienia

2 AH• → AH2 + A

Mianem klasycznego cyklu peroksydacyjnego określa się reakcje prowadzące do syntezy polimerów ligninowych. Powstałe w wyniku reakcji katalizowanej przez peroksydazę nieswoistą rodniki fenoksylowe alkoholi: koniferylowego, kumarylowego i synapilowego, ulegają spontanicznej polimeryzacji do polimerów fenolowych.

6. Metabolity wtórne

W przypadku zranienia korzeni marchwi syntetyzowany jest związek, będący przyczyną gorzknienia korzeni- izokumaryna (6-metoksymeleina). Związek ten należy do fenoli poliketydowych, których synteza przebiega na drodze kondensacji 1 cząsteczki acetylo- CoA z 3 cząsteczkami malonylo- CoA.