褐变是食品中比较常见的现象。褐变是指食品在加工、储存或损坏后颜色变深或呈棕色的现象。食物的褐变在不同的情况下会带来不同的结果。
在食品生产中，可以利用的褐变现象，如生产酱油、咖啡、红茶、烤面包时出现的褐变，就是人们希望发生的褐变。然而，大多数食品的褐变现象往往会带来不良反应，降低食品的风味和营养价值，或者产生有害成分。根据发生机理，褐变可分为酶促褐变（生化褐变）和非酶褐变两大类。
1.酶促褐变
酶促褐变是在酶的作用下发生的褐变效应。酶促褐变发生在水果和蔬菜等新鲜植物性食品中。一般认为这种作用是有氧的。在大多数情况下，酶促褐变是食物中不受欢迎的变化。
食品中发生酶促褐变必须具备三个条件，即：多酚底物或一价酚、酚氧化酶和氧气。三个条件缺一不可。因此，想要控制食品中的酶促褐变，只需改变其中任意一个条件即可达到目的。
目前采用的防治方法主要从酶和氧气入手。
(1)酶抑制剂法
酚酶抑制剂有二氧化硫、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等，这些抑制剂添加或渗透到食品中后，可以使酚酶失活。
(2)热处理方法
可以通过加热食物灭活酚酶来控制褐变。此法是应用最广泛的方法，关键是在最短的时间内使酶失活而不降低食品品质。
(3)酸处理法
酚酶的最适pH值在67之间。当pH为3时，酚酶失去活性。因此，选择适当的食用酸，如柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸等，使食品的pH值小于3，可以防止褐变。
(4)除氧法
缺氧可以防止褐变。最简单的方法是将食物浸入水、糖水或盐水中。但由于水能吸收少量氧气，这种处理方法仍会导致褐变以缓慢的速度进行。
(5)基材替代法
添加酚酸，例如酚酸、肉桂酸、对香豆酸和阿魏酸，它们是酚酶底物类似物，可以控制一些褐变。
(6)底物甲基化法
使用甲基转移酶，邻二羟基化合物接枝甲基。所得甲基化化合物与愈创木酚和阿魏酸类似，不能被酚酶作用。目前使用的甲基转移酶主要是S-腺苷甲硫氨酸，它可以将儿茶酚转化为愈创木酚，将咖啡酸转化为阿魏酸，将绿原酸转化为3-阿魏酰金鸡纳。酸。
2.非酶褐变
非酶褐变，顾名思义，是指不涉及酶的褐变类型。这种褐变效应主要发生在食品的热处理和长期储存过程中。非酶褐变主要有三种类型，即：羰氨反应褐变、焦糖化褐变和抗坏血酸氧化褐变。
(1)羰氨褐变反应
又称美拉德反应，是指氨基化合物与羰基化合物受热时生成棕色物质的反应。一般认为，羰基铵反应是食品加热或长期贮存后褐变的主要原因。
(2)焦糖化和褐变
焦糖化可以产生深棕色色素物质，这是一种很常见的现象。这种褐变发生的范围很广，但产品相对简单。产品主要为糖脱水产品（焦糖色或酱色）和裂解产品（挥发性醛酮）。
(3)抗坏血酸氧化褐变
柑橘等果汁在储存过程中，抗坏血酸成分会自动氧化，释放出二氧化碳，使果汁颜色变深。抗坏血酸的氧化褐变作用与体系的pH值和金属离子密切相关。pH为5.0时，抗坏血酸缓慢生成脱氢抗坏血酸，且为可逆反应：pH为2.03.5时，褐变效果与pH值成反比；铜、铁等金属离子可以加速褐变作用。抗坏血酸的氧化褐变也可由植物中含有的抗坏血酸氧化酶催化，特别是当组织受损且与空气接触良好时。
(4)非酶灾难的结果和控制
非酶褐变可以形成食品的风味成分和香气成分，从而赋予食品良好或不良的味道和气味。导致食品质量恶化的褐变也会影响营养价值。例如，在羰基-氨反应的褐变过程中可能直接发生氨基酸，特别是限制性氨基酸的损失。
一般认为，非酶褐变的结果包括以下几个方面：
产生二氧化碳
尽管目前人们还没有弄清楚具体细节，但可以肯定的是，-氨基酸与葡萄糖的羰基氨反应以及抗坏血酸的褐变反应中可以产生二氧化碳。
酸度增加
许多褐变反应可生成有机酸物质，从而降低体系的pH值。
增强抗氧化能力
当葡萄糖和赖氨酸共存进行烘焙和褐变时，可以有效抑制食品中油脂的氧化。食品的抗氧化能力随着食品褐变反应的进行而增强，据认为是由于褐变产生的醛、酮等还原物质所致。
蛋白质溶解度降低
当脱脂大豆粉和奶粉中添加糖时，储存过程中发生的褐变作用会降低蛋白质的溶解度。
产生荧光
还原糖褐变过程中，常可观察到荧光，且反应速度越慢，荧光越明显。目前仅认为荧光可能是由某些中间产物产生的，但具体过程尚不清楚。
营养价值降低
在褐变过程中，食品的营养价值降低有两种方式：一是营养物质参与褐变反应，如氨基酸、蛋白质和碳水化合物的灾难性反应，以及抗坏血酸的氧化褐变，从而产生对人体无害的营养物质。利用率或营养价值低的产品；二是营养成分受到牵连、破坏，或者不易消化吸收。
褐变会导致食品的颜色、香气和营养质量不良，必须加以控制。目前控制酶促褐变的方法大致有以下几种：
降温
降低温度可以减慢反应速度。
降低浓度
降低浓度也可以减慢反应速率。
改变pH值
羰氨反应在碱性条件下容易进行，焦糖化反应在碱性环境下反应较快，在pH2.03.5时抗坏血酸氧化速度与pH值成反比，因此改变食品体系的pH值。可以在一定程度上控制反应速度。
改变碳水化合物
使用不易褐变的糖可以大大减慢反应速度。
生化还原
利用微生物去除褐变反应糖；可应用于某些特殊食品的生产。
化学物质阻隔
用亚硫酸与羰基反应可以抑制羰基-氨反应；使用氯化钙与氨基酸反应也可以阻止褐变。