非酶促褐变

非酶促褐变包括美拉德反应、抗坏血酸氧化分解、多元酚氧化缩合反应、焦糖化反应、五色花色素的变色及金属离子引起的褐变等。^[6]

比如煮熟的莲藕会变成灰色，高温可促进非酶褐变。金属离子也可促进藕发生变色，主要作用机理是藕中的多酚化合物可与金属离子结合，进而使藕的色泽变成黑褐色。^[6]

桔汁储藏实验发现，由于抗坏血酸发生氧化降解导致储藏过程中美拉德反应对其发生非酶褐变作用不显著，同时氨基化合物可促进非酶褐变发生。向果汁中过多添加抗坏血酸会致使褐变程度加重。苹果汁在35℃下储存时，非酶褐变主要与多元酚类化合物有关。香蕉汁在杀菌过程中，颜色变化的主要原因是焦糖化反应。^[7]

研究发现在芦荟制品加工和贮存过程中，多酚类物质的浓度是造成非酶褐变的主要原因。^[7]

板栗在发生非酶促褐变反应后，类黑精是作为褐变产物生成的。^[8]

美拉德反应是广泛存在于食品工业的一种非酶促褐变，是羰基化合物（还原糖类）和氨基化合物（氨基酸和蛋白质）间的反应，经过复杂的历程最终生成棕色甚至是黑色的大分子物质类黑精或称拟黑素，所以又称羰氨反应。^[2]

焦糖化反应是糖类尤其是单糖在没有氨基化合物存在的情况下，加热到熔点以上的高温（一般是140-170℃以上）时，因糖发生脱水与降解，会发生褐变反应。^[2]

抗坏血酸氧化反应是由于抗坏血酸氧化所致。高温条件下，抗坏血酸氧化生成脱氢抗坏血酸，脱氢抗坏血酸一方面会与氨基酸共同作用按照糖类非酶促褐变的方式转化为褐色的聚合物；另一方面，脱氢抗坏血酸还可以通过自身复杂的降解过程，最终形成褐色物质。^[8]

1. 温度：非酶褐变受温度的影响较大，一般而言，反应温度越高，则非酶褐变反应越严重，且反应速度也越快。随着贮存温度不断降低，非酶褐变速率不断下降，但随着贮藏温度的不断降低，生产成本也在不断增加。^[1]
2. pH：对美拉德反应影响显著，值的大小能通过不同的烯醇化途径和糖碎片的多少来影响Amadori产物的降解。羰氨反应一般来说在碱性溶液中褐变反应容易进行。因此，降低能有效抑制非酶褐变。抗坏血酸的氧化褐变也受体系酸碱度的影响，当体系的pH值为2.0时，抗坏血酸氧化褐变反应缓慢而不明显。抗坏血酸亦在pH=3.0左右时较为稳定，接近碱性时则不稳定，易褐变。^[1]
3. 水活性和金属离子的影响：水通过控制水相中的粘性来影响美拉德反应,水相中的粘性还会影响反应物的溶解、浓缩和稀释情况。F Gogus研究了水活度对浓缩桔汁非酶促褐变的影响,认为水活度在0.30-0.75时褐变是最严重的。由于金属离子Li^[1]
4. 氨基化合物：氨基基团在美拉德反应中起着亲核试剂的作用，其能够加速糖的分解继而形成褐变色素，氨基化合物的性质影响美拉德反应的褐变速率。普遍来说，碱性氨基酸具有高褐变活性，包括赖氨酸、氨基乙酸、色氨酸和酪氨酸；低褐变活性的氨基酸包括天冬氨酸、谷氨酸和半胱氨酸。赖氨酸因具有两个氨基，被认为是最具的褐变反应活性的氨基酸。由于氨基酸能促进一生成，加快焦糖化反应和美拉德反应，若将氨基酸除去，会明显地降低非酶褐变反应速率。^[1]