酵素性褐變

許多蔬果類（如：蘋果、桃、梨、香蕉、洋菇、馬鈴薯、牛蒡等）及海產類（如：蝦）食物，於正常狀況下，酚類物質在細胞中與酚酶(phenolase)隔開，並不會發生褐變，但當食物削皮或損傷時，細胞發生破裂，酚類物質與酚酶產生接觸，並暴露於空氣中與氧作用，而使其組織顏色變暗甚至變成褐色，

定義：酵素性褐變反應(enzymatic browning reaction)，此現象乃是因為受傷組織中之酵素活化，將組織中的酚類化合物(phenol)氧化成二酚類、再為醌(quinone）最後形成黑色素(melanin)所致。

重點 

酵素性褐變反應的必需因子 .基質(反應物) .氧氣(反應物) .酵素(觸媒) .金屬離子(加速)酵素性褐變的反應機制防止酵素性褐變反應的方法 1.基質：多酚化合物(黃酮類跟單寧酸)，作為反應物，氧化後聚合呈深色。 酪胺酸(tyrosine)蝦頭、兒茶酚(catechol)茶、咖啡酸(caffeic acid)、漂木酸(chlorogenic acid)、原兒茶酸(protocatechuic acid)

2.氧氣：當作反應物，將多酚化合物氧化。

3.酵素：多酚氧化酶(polyphenol oxidase)，催化反應進行。

 

防止酵素性褐變反應的方法

抑制酵素活性

加熱處理 酵素是蛋白質，加熱使蛋白質變性。蔬果在脫水加工、冷凍儲藏、裝罐或其他處理前之殺菁(blanching)操作或高溫短時間(high temperature short time；HTST)加熱，對抑制多酚氧化酶之活性頗為有效。一般而言，殺菁在沸水中處理2~3分鐘即可，高溫短時間處理則只要在121℃處理數秒鐘即可。在80℃對梨泥熱處理8秒鐘即可抑制50%多酚氧化酶活性；於90℃處理8秒鐘即可完全抑制此酵素活性。由圖9-4可發現，以95℃之加熱處理馬鈴薯，僅需10秒即可抑制90%多酚氧化酶之酵素活性。  

降低pH值 降低pH值每種酵素都具有最適的pH值活性，多酚氧化酶其最適pH值為4~7，因此，利用降低pH值，可有效抑制此酵素的活性。在蔬果加工中常用來降低pH值的酸化劑為檸檬酸、蘋果酸、抗壞血酸或醋酸等有機酸。 

添加酵素抑制劑 二氧化硫、亞硫酸鹽、氯化鈉及其他二氧化硫(sulfur dioxide；SO2)及亞硫酸鹽(sulfite；SO32－)為多酚氧化酶之抑制劑，廣泛使用於食品工業。二氧化硫及亞硫酸鹽有防腐及保存維生素C之作用，但有異味、破壞維生素B1及引起氣喘之缺點。如：金針在乾燥過程中易發生酵素性褐變，以二氧化硫薰蒸可有效抑制酵素性褐變的發生，但業者仍須遵守「食品添加物使用範圍及用量標準」，其中規定乾燥金針二氧化硫之殘留量應為4.0 g/kg (4,000 ppm)之標準以下。 

浸泡食鹽水氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KCl)皆可抑制多酚氧化酶之活性，然可供食品工業使用者，以氯化鈉較合適。0.1%之氯化鈉即可有效抑制酵素性褐變，因此使用相當廣泛。

去除反應基質 二酚類化合物（如：咖啡酸、漂木酸等）以間-O-甲基轉移酶(m-O-methyltransferase)將s-腺嘌呤核苷基甲硫酸胺(s-adenosyl-methionine)轉移至鄰－二酚類化合物，將二酚類化合物轉變成不被多酚氧化酶作用之甲氧基酚衍生物（如：阿魏酸）。此種基質甲基化的方法，雖然抑制酵素性褐變反應的效果頗佳，但因所需成本高，故在業界較少使用。

隔絕氧氣或抗氧化 抽真空、泡水。酵素性褐變為一種氧化反應，當反應產生苯醌之中間產物後，加入還原劑抗氧化（如：抗壞血酸），可使苯醌還原成二酚類化合物，而減少酵素性褐變反應之發生。

添加金屬螯合劑 銅離子為多酚氧化酶之輔基，因此，銅離子的螯合去除，亦可有效的抑制酵素性褐變。常使用的螯合劑(chelating agent)為多元有機酸，如：檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、酒石酸或乙二胺四乙酸(ethylenediamine tetraacetic acid；EDTA)。

 

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