De chemie van watermeloen
Watermeloenen zijn een populair, verfrissend zomerfruit. Maar er is ook een hoop interessante chemie in de watermeloen, van de kleur van het vruchtvlees en de complexiteit van hun aroma tot de verhalen over exploderende watermeloenen in China. Er zijn zelfs claims dat ze een Viagra-achtig effect kunnen hebben. In dit artikel bekijken we de chemie van de watermeloen.
We beginnen met de kleur. De heldere rozerode kleur van het vruchtvlees van watermeloenen kennen we allemaal maar er zijn ook variëteiten die deze kleur helemaal niet hebben. De rode watermeloen is echter wel het meest populair. De chemische verbinding lycopeen is verantwoordelijk voor deze kleur.
Lycopeen is een carotenoïde pigment en het behoort tot dezelfde familie als bètacaroteen (de verbinding die wortels hun oranje kleur geeft). Lycopeen komt ook voor in tomaten en is daar verantwoordelijk voor de rode kleur. De concentratie lycopeen is in watermeloen zelf hoger dan in tomaat. Watermeloen kan tot 72 mg/g lycopeen bevatten. In rauwe tomaten is die ongeveer 42 mg/g. Aan lycopeen worden verschillende gezondheidsclaims verbonden maar het wetenschappelijke bewijs voor de meeste van deze claims is beperkt.
Het watermeloenaroma is el uitgebreid onderzocht end at komt vermoedelijk deels doordat het heel lastig is om kunstmatig na te maken. Verschillende onderzoeken hebben geprobeerd om de juiste moleculen te achterhalen die bijdragen aan de geur en de smaak. De aroma moleculen komen vrij als er in de watermeloen wordt gesneden. Hierbij komen enzymen vrij uit de cellen van de meloen die helpen bij de oxidatie van vetzuren naar aromaverbindingen.
De kijk op de belangrijkste componenten van watermeloenaroma is in de loop der jaren veranderd. Eerste onderzoeken suggereerden dat C6- en C9-alcoholen de belangrijkste geurstoffen waren. Met name (Z,Z)-3,6-nonadien-1-ol zou de belangrijkste verbinding zijn die bijdraagt aan het aroma. Het heeft een geur die individueel wordt omschreven als “watermeloenschilachtig”. De alcoholen werden verdacht vanwege hun relatief hoge concentraties; ze hebben echter ook hoge geurdrempelwaardes (het niveau waarop ze door de menselijke neus kunnen worden gedetecteerd) dan sommige van de andere verbindingen in het aromamengsel.
Men denkt nu dat het de C6- en C9-aldehydes zijn die de belangrijkste bijdrage leveren aan watermeloenaroma. Er werd gesuggereerd dat eerdere onderzoekers zich dit niet hadden gerealiseerd omdat ze de verbindingen gedurende langere periodes verzamelden waarbij enzymatische activiteit de aldehyden omzet in de alcoholen. Wetenschappers denken nu dat (Z,Z)-3,6-nonadienal de belangrijkste watermeloengeur is en dat verschillende andere aldehyden daar ook aan bijdrage. Een daarvan is (Z)-3-hexenal. Deze laatste verbinding is ook verantwoordelijk voor de geur van vers gras en dat verklaart waarom veel mensen de twee aroma’s vergelijkbaar vinden.
Hoewel (Z,Z)-3,6-nonadienal misschien wel de verbinding is die watermeloen veel van zijn kenmerkende aroma en smaak geeft wordt het helaas wel gemakkelijk afgebroken. Dit beperkt het potentieel als kunstmatige smaakstof. Pogingen om vergelijkbare esters te maken die een vergelijkbaar aroma en dezelfde smaak zouden kunnen bieden. Het ziet er dus niet naar uit dat het probleem van ondermaatse watermeloenaroma’s snel zal zijn opgelost.
Watermeloenchemie heeft om een aantal redenen het nieuws gehaald. Een daarvan is het vermeende Viagra-effect waarbij sommige websites er zelfs naar verwijzen als “viagra van de natuur”. De chemische redenering was dat watermeloenen behoorlijke hoeveelheden citrulline bevatten. Deze stof wordt in het lichaam omgezet in arginine. Arginine is een aminozuur dat betrokken is bij de synthese van stikstofmonoxide in het lichaam en dat wordt op zijn beurt weer in verband gebracht met de verwijding van bloedvaten. Het doet dit door de niveaus van cyclisch guanosinemonofosfaat (cGMP) te verhogen.
Viagra breekt een enzym af (fosfodiesterase type 5) dat verantwoordelijk is voor het afbreken van cGMP. Watermeloen heeft geen enkel effect op dit enzym dus het is niet juist om het als een natuurlijk alternatief voor Viagra te beschouwen. Bovendien, zelfs als watermeloen een orgaan specifiek effect zou hebben dan zou je heel veel watermeloen moeten eten om je argininegehalte aanzienlijk te verhogen. Bovendien is er geen bewijs dat arginine op zich iemands vermogen om toch een erectie te krijgen zou vergroten.
Een ander, grappig verhaal over de chemie van watermeloenen kwam in 2011 in het nieuws. Boeren in het oosten van China werden geconfronteerd met de komische aanblik van hectares watermeloenen die spontaan explodeerden. Het bleek dat dit hoogstwaarschijnlijk te wijten was aan het misbruik van een groeibevorderende chemische stof, forchloorfenuron.
Forchloorfenuron is in de Verenigde Staten goedgekeurd voor gebruik op kiwi’s, druiven en rozijnen en hoewel het gebruik ervan als veilig wordt beschouwd wordt het niet geschikt geacht voor gebruik op watermeloenen. De reden hiervoor is dat het leidt tot wat misvormde vruchten. De stof zorgt er ook voor dat de zaden wit worden. Er wordt gedacht dat de Chinese boeren te veel van deze groeichemicaliën op hun watermeloenen hebben gebruikt. Bovendien deden ze dit in de verkeerde tijd van het jaar, tijdens een bijzonder natte periode. Ook gebruikten ze het op een meloen met een bijzonder dunne schil. De combinatie van al deze factoren leidde dus tot exploderende watermeloenen.
