褐變

褐變(英文:Food browning)褐變是由於食物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，是有關健康、營養和食品技術的一個有趣的研究課題。 儘管食物隨時間發生化學變化的方式多種多樣，但褐變尤其分為兩大類： 酶促與非酶促褐變過程。 褐變對食品工業有許多重要影響，涉及營養、技術和經濟成本。研究人員特別感興趣的是研究褐變的控制（抑制)以及最大限度地抑制褐變並最終延長食品保質期的不同方法。

褐變富士蘋果 - 32分鐘在16秒內（視頻)

酶促褐變

多酚氧化酶（PPO）催化酶促褐變的多酚一般反應示例。 產生的醌類物質會發生更多反應，最終在食物表面形成棕色色素。

酶促褐變是大多數水果、蔬菜和海鮮中發生的最重要的反應之一。這些過程會影響這些食品的味道、顏色和價值。一般來說，這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，它們從天然酚中生成黑色素和苯醌。 酶促褐變（也稱食物氧化）需要接觸氧氣。 首先是多酚氧化酶將酚氧化成醌，其強親電狀態導致極易受到其他蛋白質的親核攻擊。然後，這些醌會在一系列反應中聚合，最終在食物表面形成棕色色素（黑變病）。酶促褐變的速度取決於食物中活性多酚氧化酶的含量。因此，對防止酶促褐變方法的研究大多針對抑制多酚氧化酶的活性。不過，並非所有的食物褐變都會產生負面影響。有益酶促褐變的例子

• 使咖啡、可可豆和茶增色增香。
• 使乾果（如薜荔和葡萄乾）的顏色和風味發生變化。

無益酶促褐變的例子：

• 新鮮水果和蔬菜，包括蘋果、馬鈴薯、香蕉和牛油果。
• 多酚氧化是蝦等甲殼類動物黑色素沉著症的主要原因。

控制酶促褐變

非酶促褐變

布莉歐麵包的外皮，由於美拉德反應而呈金褐色

第二種褐變，即非酶褐變，也是一種在食物中產生棕色色素的過程，但沒有酶的活性。 非酶褐變的兩種主要形式是焦糖化和美拉德反應。 這兩種反應的反應速率隨水活性（在食品化學中，水活性的標準狀態通常被定義為相同溫度下純水的部分蒸氣壓）的變化而變化。 [焦糖化]]是一種涉及糖熱解的過程。 它被廣泛用於烹飪，以獲得所需的堅果香味和棕色。 在這個過程中，揮發性化學物質會釋放出來，產生特有的焦糖味道。

食糖（蔗糖）焦糖化為棕色堅果風味物質（呋喃和麥芽酚）的實例

希夫鹼失去一個 CO₂ 分子並加入水。 注意胺基酸（此處為天冬醯胺）的胺基和糖（葡萄糖）的羰基碳之間的相互作用。 最終產物是丙烯醯胺。 更多信息，請參見美拉德反應。

另一種非酶反應是美拉德反應。這種反應是烹飪食物時產生香味的原因。 發生馬氏反應的食物包括麵包、牛排和土豆。 這是游離胺基酸的胺基和還原糖的羰基之間發生的化學反應，通常需要加熱。 糖與胺基酸相互作用，產生各種氣味和風味。 美拉德反應是調味品行業為加工食品生產人工香料的基礎因為胺基酸的種類決定了所產生的味道。

類黑精是糖和胺基酸在高溫和低水活度條件下通過美拉德反應結合形成的棕色高分子量異質聚合物。 類黃褐素通常存在於經過某種非酶促褐變的食物中，如大麥芽（維也納麥芽和慕尼黑麥芽）、麵包皮、烘焙食品和咖啡。 它們還存在於製糖廠的廢水中，因此必須對其進行處理，以避免這些製糖廠的廢水受到污染。

參見

• 焦糖化反應
• 梅納反應