褐變是食物由于內部發生的化學反應而變成褐色的過程。 褐變過程是食品化學中發生的化學反應之一，代表了有關健康、營養和食品技術的有趣研究課題。 盡管隨著時間的推移食物發生化學變化的方式有很多種，但褐變主要分為兩大類：酶促褐變過程與非酶促褐變過程。

褐變對與營養、技術和經濟成本相關的食品工業有許多重要影響。 研究人員特別感興趣的是研究褐變的控制（抑制）以及可用于最大化這種抑制并最終延長食品保質期的不同方法。

酶促褐變是大多數水果和蔬菜以及海鮮中發生的最重要的反應之一。 這些過程會影響此類食品的味道、顏色和價值。 一般來說，它是一種涉及多酚氧化酶 (PPO)、兒茶酚氧化酶和其他酶的化學反應，可從天然酚中產生黑色素和苯醌。 酶促褐變（也稱為食物氧化）需要接觸氧氣。 它始于多酚氧化酶將酚氧化成醌，醌的強親電狀態導致對其他蛋白質的親核攻擊高度敏感。 然后這些醌在一系列反應中聚合，最終導致食物表面形成棕色色素（黑變病）。 食物中存在的活性多酚氧化酶的量反映了酶促褐變的速度。 因此，大多數關于防止酶促褐變方法的研究都針對抑制多酚氧化酶活性。 然而，并非所有食物的褐變都會產生負面影響。

有益的酶促褐變的例子：

• 開發咖啡、可可豆和茶的顏色和風味。
• 開發無花果和葡萄干等干果的顏色和風味。

無益酶促褐變的例子：

• 新鮮水果和蔬菜，包括蘋果、土豆、香蕉和鱷梨。
• 多酚的氧化是蝦等甲殼類動物黑變病的主要原因。

酶促褐變的控制一直是食品工業面臨的挑戰。 有多種方法可用于防止或減緩食物的酶促褐變，每種方法都旨在針對化學反應的特定步驟。 不同類型的酶促褐變控制可分為兩大類：物理和化學。 通常，會使用多種方法。 亞硫酸鹽（強力抗褐變化學品）的使用已被重新考慮，因為它會導致潛在危害及其活性。 關于在遇到酶促過程時發生的確切控制機制類型，已經進行了大量研究。 除預防外，控制褐變還包括在褐變后恢復食品顏色的措施。 例如，離子交換過濾或超濾可用于釀酒，以去除溶液中的棕色沉淀物。

• 熱處理 ? 對食物進行熱燙（例如熱燙或烘烤）會使酶變性并破壞導致褐變的反應物。 例如，漂白用于釀酒、茶葉加工、儲存堅果和培根，以及為冷凍保鮮準備蔬菜。 肉通常會在高溫下部分變褐，然后再加入較大的制劑中，以便在較低的溫度下烹飪，從而減少褐變。

• 低溫處理 ? 冷藏和冷凍是最常見的食物儲存方式，可防止腐爛。 褐變酶的活性，即反應速率，在低溫下會下降。 因此，冷藏有助于保持新鮮蔬菜和水果的最初外觀、顏色和風味。 在水果和蔬菜的分銷和零售過程中也使用冷藏。

• 氧氣消除 ? 氧氣的存在對于酶促褐變至關重要，因此從環境中消除氧氣有助于減緩褐變反應。 在保鮮過程中抽取空氣或用其他氣體（如 N2 或 CO2）代替，例如在真空包裝或氣調包裝、葡萄酒或果汁裝瓶、使用防滲膜或可食用涂層、浸入鹽或糖溶液中，保持 食物遠離與氧氣的直接接觸。 由塑料或其他材料制成的不透水薄膜可防止食物接觸空氣中的氧氣，避免水分流失。 開發浸有抗氧化劑、抗菌劑和抗真菌物質的包裝材料的活動越來越多。