Bên trong tế bào táo hay chuối có sẵn một loại enzyme tên là polyphenol oxidase, cùng với nhiều hợp chất gọi là phenolic vốn không màu. Bình thường hai thứ này được tách riêng trong các khoang tế bào khác nhau nên không gặp nhau. Khi bạn cắt hay cắn miếng trái cây, dao hoặc răng làm vỡ hàng loạt tế bào, enzyme và hợp chất phenolic trộn lẫn vào nhau ngay tại vết thương, đồng thời tiếp xúc trực tiếp với oxy trong không khí.

Nguyên nhân cốt lõi là phản ứng oxy hoá enzyme, trong đó enzyme polyphenol oxidase xúc tác cho các hợp chất phenolic phản ứng với oxy, tạo ra những sản phẩm trung gian rồi tiếp tục biến đổi thành một sắc tố có màu nâu sẫm gọi là melanin thực vật. Phản ứng này diễn ra khá nhanh, thường chỉ vài phút sau khi cắt là đã thấy rõ vết thâm lan ra trên bề mặt. Những loại quả càng nhiều hợp chất phenolic như táo, chuối, lê, bơ thì càng dễ thâm, trong khi cam, quýt hay dưa hấu ít bị hiện tượng này hơn hẳn vì hàm lượng phenolic thấp và có nhiều vitamin C tự nhiên chống oxy hoá.

Bạn hẳn từng để ý một quả táo cắt đôi để trên bàn chỉ sau mười, mười lăm phút là mép cắt đã ngả sang màu nâu vàng, còn lát chuối để lâu hơn thì thâm đen rõ rệt. Để hạn chế điều này khi làm salad trái cây, nhiều người vắt thêm nước cốt chanh hoặc ngâm miếng táo, lê vào nước muối loãng, vì vitamin C trong chanh và một phần muối giúp làm chậm phản ứng oxy hoá enzyme lại đáng kể, giữ miếng trái cây tươi màu lâu hơn.

Nhiều người nghĩ trái cây bị thâm sau khi cắt là dấu hiệu quả đã hỏng hoặc mất hết dinh dưỡng, nhưng thực ra đó chỉ là phản ứng oxy hoá bề mặt hoàn toàn tự nhiên, phần thịt quả bên trong vẫn ăn ngon và gần như giữ nguyên giá trị dinh dưỡng. Cũng có người tưởng ngâm trái cây vào nước lạnh bình thường sẽ chống được thâm, nhưng nước thường không có tác dụng chống oxy hoá, chỉ có nước pha chanh, giấm loãng hoặc nước muối mới thực sự làm chậm được quá trình này.