酶促褐变
酶促褐变的影响
酶促褐变的影响因素一、实验目的1.了解水果蔬菜切分后酶促褐变的机理和影响因素；2.了解亚硫酸盐、温度、pH值、酸度、还原剂等因素对反应速度的影响；3.理解酶促褐变的控制方法。
二、实验原理果蔬材料中的酚酶催化多酚类第五产生醌类物质，并进一步聚合成黑色素。
很多因素可以影响酶促褐变，其影响的机理也各不相同。
非酶促褐变:非酶褐变又可分为以下三种类型1、当还原糖与氨基酸混合在一起加热时会形成褐色“类黑色素”，该反应称为羰氨反应，又称“美拉德反应”。
非还原糖在不发生水解的条件下不会发生美拉德反应。
2、糖类在无氨基化合物存在下加热到其熔点以上，也会生成黑褐色的色素物质，这种作用称为焦糖化作用。
3、柑桔类果汁在贮藏过程中色泽变暗，放出二氧化碳，抗坏血酸含量降低，这是由于抗坏血酸自动氧化而产生的褐变。
酶促褐变：酶促褐变是发生在水果、蔬菜等植物性食物中的由酚酶催化酚类物质形成醌及其聚合物的反应过程。
果蔬发生酶促褐变后，产品颜色发暗。
为保护果蔬原有色泽，往往先在弱碱性条件下进行短时间的使酶钝化的热烫过程，从而达到护色的目的。
除热烫外，也可通过控制酸度、添加抗氧化剂(如异抗坏血酸钠)、亚硫酸盐类物质(如二氧化硫、焦亚硫酸钠)来抑制酶活性和隔绝氧等方法来防止和抑制酶促褐变。
三、实验材料与试剂马铃薯、苹果、将马铃薯和苹果去皮后切成豌豆大小的碎块。
0.5%维生素C溶液、0.5%维C-2%柠檬酸混合液、0.5%亚硫酸氢钠溶液四、实验过程1、温度对果蔬酶促褐变的作用用不锈钢刀切取苹果、马铃薯各4小片，各分成两份，一份放在室温下，另一份切好后立即投入沸水中，热处理5~ 10min,取出置于室温下，每隔20min观察一次，共观察四次，记录切片颜色的变化。
2、护色剂对果蔬加工制品的影响按下列所列试剂编号配置护色剂A、0.5%维生素C溶液B、0.5%维C-2%柠檬酸混合液C、0.5%亚硫酸氢钠溶液D、蒸馏水用不锈钢刀切取苹果、马铃薯各8小片，每一编号溶液放苹果、马铃薯各2小片，注意让溶液淹没切片，处理20min后，取出置于室温下，每隔30min观察一次，共观察四次，记录切片颜色的变化。
预防酶促褐变的措施
预防酶促褐变的措施1. 引入抗氧化剂目的：抗氧化剂可以阻止或延缓食物中的氧化反应，从而减少酶促褐变的发生。
引入抗氧化剂可以保持食物的色泽、口感和营养价值。
实施步骤：•确定适合食物类型和工艺的抗氧化剂。
•按照生产配方将抗氧化剂添加到食品中。
•控制添加量，避免过量使用导致其他质量问题。
预期效果：•抗氧化剂能够有效抑制食物中的自由基产生，减少酶促褐变发生的可能性。
•食品保持良好的色泽、口感和营养价值。
2. 降低储存温度目的：降低储存温度可以减缓酶活性，延缓酶促褐变反应。
低温储存还有助于保持食品新鲜度和品质。
实施步骤：•确定适宜的储存温度，根据食物的特性和储存要求进行调整。
•使用冷藏设备或冷冻设备进行储存。
•定期监测储存温度，确保符合要求。
预期效果：•降低储存温度可以减缓酶活性，延缓酶促褐变反应的发生。
•食品保持较长的保质期和良好的品质。
3. 控制pH值目的：控制食物中的pH值可以影响酶活性和酶促褐变反应。
不同pH值下，酶的活性会有所差异。
实施步骤：•确定适宜的pH范围，根据食物类型和工艺要求进行调整。
•使用调味料、添加剂等调节食物中的pH值。
•定期检测食物中的pH值，确保符合要求。
预期效果：•控制食物中的pH值可以影响酶活性和酶促褐变反应。
•食品保持较长时间内稳定的色泽和品质。
4. 加工前处理目的：加工前处理可以去除或减少食材中的酶和其他与酶促褐变相关的物质，从而降低酶促褐变的风险。
实施步骤：•对食材进行清洗、削皮、切片等预处理。
•使用适当的方法，如高温短时间烫煮、漂白等，去除或减少食材中的酶和其他相关物质。
•控制处理时间和温度，避免对食材造成过度破坏。
预期效果：•加工前处理可以去除或减少食材中的酶和其他与酶促褐变相关的物质。
•食品在加工过程中减少酶促褐变反应的发生。
5. 合理包装目的：合理包装可以防止氧气、水分等外界因素对食物的影响，减少酶促褐变反应发生的可能性。
实施步骤：•选择适合食品特性和储存要求的包装材料。
酶促褐变
同学们，今天我们的实验是酶促褐变，我们选用多酚氧化酶动力学模型来研究酶促褐变，我们知道，平常我们日常生活中，切开苹果，就会发现苹果表面就会变色，颜色就会变深，这就涉及到酶促褐变，在动物里中各种酶叫酪氨酸酶，其实也表明酪氨酸是作为反应底物，在植物里就是多酚氧化酶，也表明反应底物涉及到多酚类的化合物。
在完整的植物组织里面，多酚氧化酶和反应底物多酚化合物是被细胞组织分开的，当你切开它，弄伤它，反应物就会接触在一起，就会反应，这时候酶促褐变就发生了。
甲酚在多酚氧化酶的作用下，它就变成了儿茶酚，儿茶酚也可以在多酚氧化酶的作用下变成苯醌，酪氨酸在多酚氧化酶的作用下会被氧化成多巴，多巴进一步在多酚氧化酶的作用下会被氧化成醌。
醌进一步反应得到吲哚醌。
吲哚醌在475nm有个最大吸收波长，这样我们可以通过测量吲哚醌的浓度来监测反应的速度，本来是多巴，反应下去得到吲哚醌，我们监测这个就可以知道这个反应进程的速度，进程的动力学模型，在大部分情况下，酶的量是未知的。
我们就用酶活力来评价酶在反应中所起到的作用，而不是用浓度或重量。
国际酶学组织1个酶活力单位就是在1分钟内能转化1微摩尔底物的酶量。
植物组织培养中的褐变现象及其防止措施
04
褐变现象的研究进展
褐变与基因表达的关系
总结词
褐变与基因表达之间存在密切关系，一些关 键基因在褐变过程中被激活或抑制，影响植 物组织的褐变程度。
详细描述
在植物组织培养过程中，褐变通常与某些基 因的表达水平有关。这些基因可能涉及到酚 类物质的合成、代谢和运输等过程。通过深 入研究这些基因的表达模式，可以更好地理 解褐变现象的分子机制，并寻找有效的防止 措施。
添加抗氧化剂
总结词
在培养基中添加抗氧化剂可以有效防止褐变。
详细描述
抗氧化剂可以抑制酚类物质氧化，从而减少褐变的发生。常用的抗氧化剂包括 抗坏血酸、柠檬酸、硫代硫酸钠等。在培养基中加入适量的抗氧化剂，可以有 效降低酚类物质的氧化程度，从而防止褐变。
调节光照和温度
总结词
调节光照和温度也是防止褐变的措施之一。
详细描述
光照和温度对植物组织培养中的褐变也有影响。适当降低光照强度或缩短光照时间可以减少酚类物质 的氧化，从而降低褐变发生率。同时，保持恒定的培养温度也有助于防止褐变的发生。
优化培养条件
总结词
优化培养条件是防止褐变的综合性措施 。
VS
详细描述
除了选择适当的培养基和外植体、添加抗 氧化剂、调节光照和温度等措施外，优化 培养条件也是防止褐变的重要措施。这包 括控制培养室的湿度、定期更换新鲜的培 养基、及时转移生长过快或过慢的植株等 措施。通过综合运用这些措施，可以有效 降低植物组织培养中的褐变发生率。
05
结论与展望
研究成果总结
褐变现象的机制
植物组织培养中的褐变现象是由多种因素引起的，包括酚类物质氧化、酶促反应和非酶 促反应等。这些反应导致培养基颜色变深，影响植物的正常生长和发育。
酶促褐变机理和酶促褐变的控制措施
.';. 酶促褐变食品发生酶促褐变需要有3个条件，酚酶、氧、适当的酚类物质，在某些瓜果中如柠檬、橘子、香瓜、西瓜等由于不含有酚酶，不能发生酶促褐变。
在控制酶促褐变的实践中，除去底物的可能性极小，现实的方法主要从控制酶和氧两方面入手，主要措施有：钝化酶的活性；改变酶作用的条件；隔绝氧气；使用抑制剂等。
常用的控制酶促褐变方法有：（1）加热处理因为酶是蛋白质，加热能使酚酶及其它的酶失活，加热处理时间必须严格控制，要求在最短时间内，既能达到钝化酶的要求，又不影响食品原有的风味。
如蔬菜在冷冻保藏或在脱水干制之前需要在沸水或蒸汽中进行短时间的热烫处理，以破坏其中的酶，然后用冷水或冷风迅速将果蔬冷却，停止热处理作用，以保持果蔬的脆嫩。
（2）调节pH 多数酚酶最适宜的pH范围是6～7之间，在pH为3以下时已无明显活性，降低pH来防止果蔬褐变是果蔬加工常用的方法，常用的酸有柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸等。
柠檬酸对抑制酚酶氧化有双重作用，既可降低pH，又可与酚酶辅基的铜离子络合而抑制其活性，通常与抗坏血酸或亚硫酸联用。
苹果酸是苹果汁中的主要有机酸，它在苹果汁中对酚酶的抑制作用比柠檬酸强得多。
抗坏血酸是十分有效的酶抑制剂，无异味，对金属无腐蚀性，同时又有营养价值，它不仅能降低pH，同时还具有还原作用，能将醌还原成酚从而阻止醌的聚合。
（3）用二氧化硫及亚硫酸盐处理二氧化硫、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠（低亚硫酸钠）都是广泛使用的酚酶抑制剂。
在蘑菇、马铃薯、桃、苹果加工中常用二氧化硫及亚硫酸盐溶液作为护色剂。
二氧化硫气体处理水果蔬菜，渗入组织快，但亚硫酸盐溶液使用更方便。
二氧化硫及亚硫酸盐溶液在弱酸性（pH=6）条件下对酚酶的抑制效果最好。
二氧化硫和亚硫酸盐对褐变的抑制机理有几种观点，有的认为是抑制了酶，有的认为是二氧化硫把醌还原成了酚，还有认为二氧化硫和醌的加合防止了醌的进一步聚合。
用二氧化硫和亚硫酸盐处理不仅能抑制褐变，还有一定的防腐作用，并可避免维生素C的氧化，但其特点是对色素（花青素）有漂白作用，腐蚀铁罐内壁，破坏维生素B1，有不愉快的味感和嗅感，浓度高时有碍健康。
实验一 果蔬酶促褐变的控制及护色实验
食品工艺学实验实验一蔬菜加工中护色实验与果蔬酶促褐变的防止一、实验目的1.熟悉果蔬酶促褐变的原理.2。
通过果蔬加工中热烫等处理方法和加异抗坏血酸钠等护色实验，初步掌握果蔬加工中护色的常用方法。
二、实验原理新鲜绿色蔬菜如果在酸性条件下加工，由于脱镁反应的发生,发色体结构部分变化，绿色消失，变成褐色的脱镁叶绿素.如果在弱碱性条件下热烫，则叶绿素的酯结构部分水解生成叶绿酸（盐）、叶绿醇和甲醇，叶绿酸盐为水溶性，仍呈鲜绿色，而且比较稳定。
绿色果蔬或某些浅色果蔬，在加工过程中易引起酶促褐变，使产品颜色发暗。
为保护果蔬原有色泽,往往先在弱碱性条件下进行短时间的使酶钝化的热烫处理，从而达到护色的目的。
果蔬加工中,往往采用热烫钝化酶：用控制酸度：加抗氧化剂（如异抗坏血酸钠）：加化学药品（如二氧化硫、焦亚硫酸钠)来抑制酶的活性和隔绝氧等方法来防止和抑制酶促褐变。
三、实验材料、试剂和仪器1、实验材料:绿色青菜、苹果、马铃薯2、试剂：1～5％愈疮木酚（或联苯胺）、3％过氧化氢、1％邻苯二酚、焦亚硫酸钠、异抗坏血酸钠柠檬酸氢氧化钠盐酸3、仪器:烧杯微波炉电热鼓风干燥箱四、操作步骤1、观察酶褐变的色泽：（1）马铃薯人工去皮，切成3mm厚的圆片,取一片切面滴上2~3滴1．5%滴愈疮木酚（或联苯胺）再滴上2～3滴过氧化氢，由于马铃薯中过氧化物酶的存在，愈疮木酚与过氧化氢经酶作用，脱氢而产生褐色的络合物。
（2）苹果人工去皮，切成3mm厚的圆片，滴1％邻苯二酚（或用邻苯三酚2～3滴，由于多酚氧化酶存在，而使原料变成茶褐色或深褐色的络合物。
2、防止酶褐变：（1）热烫、高温可以使氧化酶类丧失活性,生产中利用热烫防止酶褐变,将马铃薯片投入沸水中，待再次沸腾计时，每隔一分钟，取出一片马铃薯用 1.5%愈疮不酚和3%过氧化氢滴在切面上，观察其变色的速度和程度,直到不变色为止,将剩余马铃薯投入冷水中及时冷却。
（2）不同化学试剂防止酶褐变：各种不同的化学试剂可降低价质中的PH值和减少溶解氧均可抑制氧化酶类活性,将切片的苹果分别取3～5片块投入到0。
酶促褐变
果蔬在采后，由于组织衰老、失水、低温冷害、高CO2伤害、机械损伤、病原微生物浸染或其他逆境胁迫会引起褐变，从而影响了其外观、食用和销售［1］。
本文就果蔬酶促褐变的形成条件、褐变机理以及抑制方法进行了综述。
1酶促褐变的条件酶促褐变是指果蔬在受到机械损伤或处于异常环境（受冻、受热）下，在氧化酶作用下将酚类物质氧化形成醌，醌的多聚化以及它与其他物质的结合产生黑色或褐色的色素沉淀，从而导致果蔬的营养丢失。
酶促褐变反应的发生需要三个条件：底物、酶类物质和氧。
1.1底物底物，即酚类物质。
酚类物质按酚羟基数目分为一元酚、二元酚、三元酚及多元酚。
酚类物质的合成途径有两条：其一是由苯丙氨酸脱氨基而形成，其二由莽草酸或与之一个的环己烷生物直接芳香化而形成。
其中，第一条途径是高等植物中最主要的途径［2］。
酚类物质的氧化是引起果蔬褐变的主要因素［1］，在果蔬贮存过程中随贮存时间的延长含量下降，一般认为是多酚氧化酶氧化的结果。
这些酚类物质一般在果蔬生长发育中合成，但若在采收期间或采收后处理不当而造成机械损伤，或在胁迫环境中也能诱导酚类物质的合成。
1.2酶类物质催化酶促褐变反应的酶类主要为多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）。
在果蔬细胞组织中PPO存在的位置因原料的种类、品种及成熟度不同而有差异。
PPO在大多数果蔬中存在，如马铃薯、黄瓜、莴苣、梨、番木瓜、葡萄、桃、芒果、苹果、荔枝等，在擦伤、割切、失水、细胞损伤时，易引起酶促褐变［1，3，4］。
PPO 催化的酶促褐变反应分两步进行：单酚羟化为二酚，然后二酚氧化为二醌。
PPO以铜离子为辅基［3］，其活性的最适pH值范围为5～7，有一定耐热性，其活性可以被有机酸、硫化物、金属离子螯合剂、酚类底物类似物质所抑制［6］。
POD在H2O2存在条件下能迅速氧化多酚物质，可与PPO协同作用引起苹果、梨、菠萝等果蔬产品发生褐变［7］。
1.3氧氧是果蔬酶促褐变的必要条件。
正常情况下，外界的氧气不能直接作用于酚类物质和PPO而发生酶促褐变。
果蔬酶促褐变机理的研究进展
果蔬酶促褐变机理的研究进展李彩云1，李 洁1,2,3,*，严守雷1,2,3，王清章1,2,3（1.华中农业大学食品科学技术学院，湖北 武汉 430070；2.环境食品学教育部重点实验室，湖北 武汉 430070；3.湖北省水生蔬菜保鲜加工工程技术研究中心，湖北 武汉 430070）摘 要：酶促褐变对果蔬在加工保鲜过程中的品质有重大影响，有关酶促褐变机理的相关研究也越来越多。
本文整理归纳了国内外围绕褐变机理进行的多酚氧化酶和酚类底物的相关研究，包括对多酚氧化酶种类、催化位点、提取、分离、纯化、活性测定方法的介绍；酚类化合物种类、含量变化及其变化原因的阐述；酚类酶促氧化反应、醌的生成途径、次级代谢过程、氧化终产物特性以及抗褐变剂抑制酶促褐变机理的报道，以期为酶促褐变机理的系统深入研究提供借鉴与参考。
关键词：酶促褐变机理；多酚氧化酶；酚类化合物；氧化产物Progress in Research on the Mechanism of Enzymatic Browning in Fruits and VegetablesLI Caiyun 1, LI Jie 1,2,3,*, YAN Shoulei 1,2,3, WANG Qingzhang 1,2,3(1. College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 2. Key Laboratory of Environment Correlative Dietology, Ministry of Education, Wuhan 430070, China; 3. Research Center of Aquatic Vegetable Preservation and Processing Engineering, Wuhan 430070, China)Abstract: Enzymatic browning has a significant impact on the quality of fruits and vegetables during processing and preservation, and increasing studies have been devoted to the mechanism of enzymatic browning. This article summarizes recent studies on the mechanism of enzymatic browning from the perspectives of polyphenol oxidase (PPO) and its phenolic substrates, including the types and catalytic sites of PPO and the methods used to extract, separate and purify PPO and determine its activity; changes in the types and contents of phenolics and the cause thereof; enzymatic oxidation of phenols, quinone production pathway, secondary metabolism process, oxidation end product characteristics and the mechanism of the inhibition of enzymatic browning by anti-browning agents. We hope that this review will provide a reference for systematic and in-depth studies on the mechanism of enzymatic browning.Keywords: enzymatic browning mechanism; polyphenol oxidase; phenolic compounds; oxidation products DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200401-008中图分类号：TS255.1 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2021）09-0283-10引文格式：李彩云, 李洁, 严守雷, 等. 果蔬酶促褐变机理的研究进展[J]. 食品科学, 2021, 42(9): 283-292. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200401-008. LI Caiyun, LI Jie, YAN Shoulei, et al. Progress in research on the mechanism of enzymatic browning in fruits and vegetables[J]. Food Science, 2021, 42(9): 283-292. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200401-008. 收稿日期：2020-04-01基金项目：“十三五”国家重点研发计划重点专项（2019YFD1002300；2019YFD1002301）；湖北省技术创新专项重大项目（2017ABA071）第一作者简介：李彩云（1995—）（ORCID: 0000-0001-8354-4369），女，硕士研究生，研究方向为食品科学。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
青岛农业大学果蔬加工新进展课程论文酶促褐变在果蔬加工中的研究进展Research Advances of Enzymatic Browning During the Processing of Fruits and Vegetables姓名：董立君学号：200707109专业：农产品加工及贮藏工程中国·青岛2008年1月酶促褐变在果蔬加工中的研究进展董立君200707109(青岛农业大学266109)摘要：介绍了酶促褐变的机理和发生酶促褐变的物质条件，综述了在果蔬加工中控制酶促褐变的方法。
关键词：酶促褐变；机理；物质条件；控制方法Abstract: This paper introduces the principles and the physical conditions of enzymatic browning, then reviews control methods of enzymatic browning during the processing of fruits and vegetables. Key words: enzymatic browning; principles; physical conditions; control methods果蔬褐变是果蔬成熟老化生理衰退的特征之一。
由于发展快，造成果蔬品质变化，贮藏期缩短，成为贮藏保鲜的主要障碍，也成为果蔬采后研究的热点。
Smock 等人在苹果的贮藏研究中发现有八类生理失调反应，包括冻害、冷害、组织衰老、缺钙、高二氧化碳、低氧、机械伤等均能引起果实褐变，由此可见造成果实褐变的原因是多方面的。
果蔬的褐变从本质上可分为两大类，即非酶褐变和酶促褐变。
其中酶促褐变是组织中的酚类物质在酶的作用下氧化成醌类，醌类聚合形成褐色物质从而导致组织变色。
果蔬褐变以酶促褐变为主，一直是采后生理研究的重点。
一、酶促褐变的机理在果蔬加工过程中，完整细胞中酚类化合物和醌类化合物之间的动态平衡被破坏，由于空气中氧的侵入和原果蔬中多酚氧化酶的催化作用，多酚类物质被氧化成邻醌，然后，在酚羟基酶作用下进行二次羟基化作用，生成三羟基化合物，邻醌具有较强的氧化能力，可将三羟基化合物氧化成羟基醌，羟基醌进一步聚合由红色变为褐色，最后变成黑褐色的黑色素物质[1]。
1.1酚、酶的区域分布假说质膜是活细胞与环境之间的界面和屏障，能有效保证膜内外物质交换有效的进行。
在正常发育的植物组织中，由于多酚类物质分布在细胞液泡内，而PPO分布在各种质体或细胞质内，因此即使它们与氧同时存在也不会发生褐变。
一旦细胞壁和细胞膜的完整性被破坏，酶与PPO接触，在氧的参与下使酚类物质氧化成醌，进行一系列的脱水、聚合反应，最后形成黑褐色物质，从而引起褐变[2]。
1.2自由基伤害假说自由基袭击生物大分子和膜脂，会导致膜脂过氧化加剧，膜系统结构和功能的破坏，膜透性增大，进而导致代谢障碍和膜系统的破坏和解体。
正常情况下，由于机体内存在防御系统，故自由基代谢保持平衡。
但在干旱、高盐分、SO2、O3、低温或水分亏缺时，由于自由基产生过多，此时活性氧的产生和清除平衡体系被打破，会导致植物细胞受到伤害，从而引起褐变的发生。
1.3 保护酶系统假说通常情况下，植物组织中有较高的还原势，正常的氧化还原代谢平衡使氧化形成的醌类物质通过还原氧化或转化而未聚和。
保护酶系统包括两类物质:一是氧化酶系统，主要有超氧化歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶`（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)等，它们可以清除自由基、活性氧，以防止其对细胞膜的攻击，防止膜脂过氧化；二是抗氧化酶系统，主要有谷胱甘肽还原酶（GSH）、抗坏血酸（ASA）、维生素E（VE），类胡萝卜素(Car)、细胞色素f（Cytf）、氢醌和含硒化合物等，它们能清除自由基和活性氧，也可以作为抗氧化剂，对酚类物质的氧化起抑制作用。
在逆境下，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CA T）三者作用失调，导致H2O2积累，从而引起褐变的发生[3]。
二、酶促褐变的物质条件2.1酚类物质植物体内的酚类物质种类多，分布广，含量丰富。
该物质主要是由碳水化合物代谢衍生出来的产物。
虽然酚类物质种类繁多，但除了类黄酮以外，多数酚类物质的生物合成均来自共同的前体物质苯丙氨酸，其它部分由乙酞-CO A经聚酮酐途径产生。
酚类物质作为酶促褐变的底物有很多报道，在苹果、梨、桃、葡萄、草毒、香蕉、荔枝、枣、杏、蘑菇、树毒等果实中研究证实。
如谭兴杰等(1987)对荔枝果皮褐变的研究表明，褐变的主要底物是酚类物质类黄酮和花色素酐，氧化成酮后，通过自身聚合或与其它含-NH2或-SH化合物聚合浓缩而生成褐色的产物。
胡晓丹等(1999)研究发现酚类物质在莲藕的不同生长部位和组织部位分布很不均匀，在不同的贮藏条件下，总酚含量与褐变度有很好的负相关性。
鸭梨黑心病是其贮藏过程中经常发生的一种生理性病害，严重影响品质和贮藏期，该病研究表明也是一种酶促褐变，氧化底物主要是绿原酸，在鸭梨果实内这种物质含量高，而日多酚氧化酶的活性高，因此鸭梨的黑皮病容易发生。
2.2与褐变有关的酶类与酶促褐变密切相关的酶类主要是多酚氧化酶(PPO)，它是一种含铜离子的膜蛋白酶，大多存在于细胞中，有的也存在于细胞膜和细胞壁上。
PPO所能引起的反应常会使果肉褐变，产生异味，井造成营养成分损失等。
多酚氧化酶能够催化两类不同的反应：一类是一元酚羟基化，生成相应的邻一二羟基化合物；第二类是邻二酚氧化，生成邻苯醌。
两类反应均是需氧反应。
鞠志国等在研究莱阳梨果肉褐变时发现褐变底物绿原酸是PPO的最适底物；吴耕西等在鸭梨上也得出相同的结论；李明启等提出荔枝果皮中多酚氧化酶的存在是褐变的主要原因；谭兴杰等还从荔枝果皮中分离出了PPO的底物，从而进一步证明PPO在果皮褐变中的作用。
2.3氧的存在氧气是生物生命活动的主要参加物质，也是生命活动不可缺少的。
正常的果实是完整的有机体，具有天然氧的屏障系统，植物组织通过表皮、气孔、皮孔、细胞间隙等气体交换系统完成植物生命过程的氧气需要，多余的氧气被排斥在组织以外，使组织与氧隔绝，组织不褐变。
氧气浓度一定时，二氧化碳浓度与果肉褐变呈正相关，说明高二氧化碳可以加重果肉组织的伤害；但相同二氧化碳浓度下，果实褐变氧气浓度影响不大，这又说明植物组织具有很好的保护系统，避免高氧对组织的伤害，空气中的氧气不能直接与酚类物质在PPO的作用下发生褐变，代谢中的活性氧才是酶促褐变的主要需氧条件。
三、酶促褐变控制酶促褐变发生必须同时具有多酚类物质、多酚氧化酶和氧气存在，控制其中一项内容就可防止酶促褐变发生。
影响酶促褐变的主要因素包括温度、pH值、氧以及抑制剂。
酶促褐变抑制规则按如下所小：（1）抑制或降低多酚氧化酶活性；（2）去除或隔离底物；( 3)去除氧；(4)除掉反应中间产物。
目前，关于酶促褐变抑制的研究很多，但实际应用的却很少。
3.1温度热处理可有效地抑制多酚氧化酶活性，随着温度的升高酶活性降低，这是由于高温造成蛋白质变性而引起的。
因此，加热是最彻底的抑制酶促褐变的方法，目前已被广泛应用，烫漂和巴氏杀菌处理均属于此类方法，其处理的关键是要在最短时间内达到钝化酶的目的。
否则，易因加热过度而影响产品质量，使产品具有蒸煮味；相反，如果热处理不彻底，破坏了细胞结构，不但未钝化酶类，反而会增加酶与底物接触机会进而促进酶褐变。
一般来说，在75~ 95℃之间热处理5 ~7分钟，可使大部分酶失活[4]。
但是有些水果（如香蕉、苹果、梨等）中多酚氧化酶热稳定性较高，加工时酶活性不易失活。
梨、苹果果实组织中多酚氧化酶在沸水中需45min才能失活[5]。
香蕉一般在90 ~100℃热水中处理10分钟酶的活性才能完全丧失[6]。
百合在加工贮藏过程中，褐变的控制以热烫的影响最为显著，其次是调节pH值，再次是加抗氧化剂（异VC钠）[7]。
3.2 pH值钱和(2002)研究表明，多酚氧化酶活性在pH4.5以上条件下开始增强，pH值5 ~7时逐渐达到最高，低于2.5时几乎完全失活。
香蕉中多酚氧化酶对pH值很敏感，在pH值5.8 ~6.0时活力最高[8]，但是，苹果中多酚氧化酶耐酸性很强，在pH值3.0条件下仍可保持最高活力的40%。
通过使用酸化剂降低pH值抑制酶促褐变已得到广泛的应用，酸化剂有葡萄糖酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸等，其中最常用的是柠檬酸。
0.2%柠檬酸处理可使蚕豆保鲜期达5周[9]。
不同酸化剂抑制效果不同，张学杰等（1999）认为，高浓度苹果酸对马铃薯丝护色效果比柠檬酸好。
酸化剂往往与其他抑制剂混合使用，因为单一的通过调pH值抑制酶促褐变不能取得理想的效果。
A Mohammad试验证明，柠檬酸、抗坏血酸与三梨酸钾混合剂对香蕉乳褐变具有更好的抑制效果。
王清章（1997）将0.05% 的NaHSO3和0.2%的柠檬酸混合使用对抑制莲藕褐变非常有效。
JS Tronc(1998)采用复极性离子膜电渗析法调节苹果汁pH值至2.0时能有效地抑制褐变，但对苹果浊汁的化学组成和感官品质影响极小。
3.3氧气氧是酶促褐变不可缺少的条件，除去氧或降低环境中氧含量可有效地抑制酶促褐变的发生。
除去或减少体系中氧气含量常用的机械方法是真空脱气法。
另外，较为可行的脱氧方法还有酶法脱氧，例如，在产品中加入适量葡萄糖氧化酶或过氧化氢酶，不但可以去除或减少产品中的氧气，达到抑制褐变的目的，而且还能防止好气菌的生长繁殖，同时由于产生过氧化氢，还能起到杀菌作用[10]。
Gunnes（1997)采用气调包装保鲜马铃薯（3% O2和9% CO2）也能够很好地控制褐变。
Gomy JR试验表明，氧分压在0.25 kPa以内可抑制莴苣和桃切片的褐变。
然而，低氧或超低氧条件下极易引起果蔬无氧呼吸，产生异味，尤其在温度控制不当时更易发生。
相反，高氧包装保鲜能够抑制莴苣、马铃薯和苹果的褐变，而且100 kPa高氧处理比1 kPa 低氧处理对抑制Spartan苹果切片褐变更为有效，且无异味产生[11]。
3.4抑制剂(抗坏血酸)抗坏血酸具有还原性，它将醌类物质及其衍生物还原成酚类物质，还可降低体系pH值，并通过自身氧化来减少体系的含氧量。
P G James(2002)用2%抗坏血酸、1%乳酸钙和0.5%半胱氨酸混合（pH值7.0)浸泡梨片，可有效地延长保鲜期，抑制褐变。
异抗坏血酸是L-抗坏血酸同分异构体，具有相同的抗氧化特性。
高愿军等(1997)认为，用0.8% ~1.0% D-异抗坏血酸钠浸渍梨片具有较好的护色效果，而且抗坏血酸价格是异抗坏血酸的5倍，从节省成本角度考虑，异抗坏血酸优于抗坏血酸。