褐变

褐变是食物由于内部发生的化学反应而变成褐色的过程。 褐变过程是食品化学中发生的化学反应之一，代表了有关健康、营养和食品技术的有趣研究课题。 尽管随着时间的推移食物发生化学变化的方式有很多种，但褐变主要分为两大类：酶促褐变过程与非酶促褐变过程。

褐变对与营养、技术和经济成本相关的食品工业有许多重要影响。 研究人员特别感兴趣的是研究褐变的控制（抑制）以及可用于最大化这种抑制并最终延长食品保质期的不同方法。

酶促褐变是大多数水果和蔬菜以及海鲜中发生的最重要的反应之一。 这些过程会影响此类食品的味道、颜色和价值。 一般来说，它是一种涉及多酚氧化酶 (PPO)、儿茶酚氧化酶和其他酶的化学反应，可从天然酚中产生黑色素和苯醌。 酶促褐变（也称为食物氧化）需要接触氧气。 它始于多酚氧化酶将酚氧化成醌，醌的强亲电状态导致对其他蛋白质的亲核攻击高度敏感。 然后这些醌在一系列反应中聚合，最终导致食物表面形成棕色色素（黑变病）。 食物中存在的活性多酚氧化酶的量反映了酶促褐变的速度。 因此，大多数关于防止酶促褐变方法的研究都针对抑制多酚氧化酶活性。 然而，并非所有食物的褐变都会产生负面影响。

有益的酶促褐变的例子：

• 开发咖啡、可可豆和茶的颜色和风味。
• 开发无花果和葡萄干等干果的颜色和风味。

无益酶促褐变的例子：

• 新鲜水果和蔬菜，包括苹果、土豆、香蕉和鳄梨。
• 多酚的氧化是虾等甲壳类动物黑变病的主要原因。

酶促褐变的控制一直是食品工业面临的挑战。 有多种方法可用于防止或减缓食物的酶促褐变，每种方法都旨在针对化学反应的特定步骤。 不同类型的酶促褐变控制可分为两大类：物理和化学。 通常，会使用多种方法。 亚硫酸盐（强力抗褐变化学品）的使用已被重新考虑，因为它会导致潜在危害及其活性。 关于在遇到酶促过程时发生的确切控制机制类型，已经进行了大量研究。 除预防外，控制褐变还包括在褐变后恢复食品颜色的措施。 例如，离子交换过滤或超滤可用于酿酒，以去除溶液中的棕色沉淀物。

• 热处理 − 对食物进行热烫（例如热烫或烘烤）会使酶变性并破坏导致褐变的反应物。 例如，漂白用于酿酒、茶叶加工、储存坚果和培根，以及为冷冻保鲜准备蔬菜。 肉通常会在高温下部分变褐，然后再加入较大的制剂中，以便在较低的温度下烹饪，从而减少褐变。

• 低温处理 − 冷藏和冷冻是最常见的食物储存方式，可防止腐烂。 褐变酶的活性，即反应速率，在低温下会下降。 因此，冷藏有助于保持新鲜蔬菜和水果的最初外观、颜色和风味。 在水果和蔬菜的分销和零售过程中也使用冷藏。

• 氧气消除 − 氧气的存在对于酶促褐变至关重要，因此从环境中消除氧气有助于减缓褐变反应。 在保鲜过程中抽取空气或用其他气体（如 N2 或 CO2）代替，例如在真空包装或气调包装、葡萄酒或果汁装瓶、使用防渗膜或可食用涂层、浸入盐或糖溶液中，保持 食物远离与氧气的直接接触。 由塑料或其他材料制成的不透水薄膜可防止食物接触空气中的氧气，避免水分流失。 开发浸有抗氧化剂、抗菌剂和抗真菌物质的包装材料的活动越来越多。