对于控制褐变最实用的措施，是使用抗褐变剂进行化学抑制。抗褐变剂是一类可以与酶或者底物反应的化合物，酶促催化产物会在一定程度下抑制色素形成。采用抗褐变剂通常会考虑到其毒性，以及对口感、风味、色泽、质地和费用的影响。

根据抗褐变剂不同的作用方式划分出6类PPO酶活抑制剂（McEvily and Iyengar et al.，1992）：

（1）还原剂（抗坏血酸及其衍生物、亚硫酸盐），如抗坏血酸，它与邻苯醌反应生成对应联苯酚，逆反应由可Cat催化。

（2）螯合剂（EDTA、DIECA、叠氮化钠）。

（3）络合剂（环糊精，壳聚糖）。

（4）酸化剂（抗坏血酸、柠檬酸、苹果酸、磷酸）。

（5）酶抑制剂（底物类似物、卤化物）；酶的替代性底物，可抑制邻苯醌的形成，且反应产物具有丰富的吸收波长，不过，这类物质不该划为抑制剂；自杀性底物，这类特殊分子与酶反应，产物共价结合酶活性位点，引起酶的自杀性催化；可逆结合的特异性抑制剂，通过可逆结合降低酶活性。

（6）生物酶（蛋白酶、O-甲基转移酶）。

食品工业和饮料工业中，还原剂的使用十分普遍。这类还原剂抑制邻苯醌的积累从而防止形成黑色素，或形成其他稳定的无色物质。这类还原剂中，二氧化硫（SO2）或亚硫酸盐能够高效抑制酶促褐变，特别是亚硫酸钠、焦亚硫酸钠和亚硫酸氢钠这三类亚硫酸盐，还包括焦亚硫酸钾和亚硫酸氢钾等。亚硫酸盐是非常有效而又全面的化合物，因为它们廉价易得，并在足够浓度下可以同时作为抗菌剂、还原剂等，还可以同时控制酶促和非酶促褐变，以及作为抗氧化剂。亚硫酸盐可以直接抑制PPO的活性，或者可以与醌类进一步反应直接抑制褐色素形成。亚硫酸盐的主要作用是可以还原PPO催化产生的褐变产物为反应活性较低的、无色的二酚类化合物，因此可以阻止非酶促褐变。除了可以作为果蔬的褐变抑制剂外，亚硫酸盐类也可以用于虾类的储存和加工过程，抑制虾表面的黑色素沉着，以减少黑斑形成和维持食品品质。同时，亚硫酸盐还可以作为酒中的风味和色泽稳定剂。在一些情况下，过量使用亚硫酸盐，可以漂白褐色和黑色色素。

虽然亚硫酸盐类化合物足以抑制酶促褐变和非酶褐变反应，其在食品工业中的应用可能会导致一些负面的作用。亚硫酸盐会对人体健康产生不良的影响，特别是对于类固醇依赖型的气喘病患者。在这一类人群中，一些对亚硫酸盐高度敏感的人可能因摄入含亚硫酸盐食品而导致死亡。亚硫酸盐还可能在一些密闭区域释放二氧化硫气体，比如捕鱼船的货舱中，二氧化硫蒸汽会导致渔夫的死亡。同样，在一些食品中，亚硫酸盐残留量过高，易造成食品风味的劣变。(www.daowen.com)

出于食品安全考虑，食品与药品管理局明令禁止对新鲜水果和蔬菜使用亚硫酸盐化试剂。对于进口产品有更多的监管，并会没收未经申报的或者含有过量亚硫酸盐残留的产品。同时，美国食品药品监督管理局（FDA）对某些食品中的亚硫酸残留量作了限定。FDA的食品安全和应用营养健康危害评估板宣称，4盎司的虾若包含90ppm的硫酸盐，会对亚硫酸盐敏感人群造成严重的生命威胁。世界卫生组织（WHO）建议限制亚硫酸盐的使用，食品中每日可以接受的SO2摄入限制为0.7mg/kg体重。含亚硫酸盐食品的副作用导致消费者对其可接受程度的降低。对健康的负面影响，监管力度的加大，以及消费者对亚硫酸盐食品接受度的降低，引起食品工业界更为迫切地开发可替代亚硫酸盐的实用功能性抗褐变剂。

其他化合物诸如酸化剂（柠檬酸、苹果酸和磷酸）、螯合剂（EDTA）和还原剂（抗坏血酸，单独使用或组合使用）也在褐变防控中被广泛使用。抗坏血酸（vitamin C）和它的同分异构体D-异抗坏血酸，作为一种还原剂，是亚硫酸盐的替代物，是加工果汁、果泥、速冻果蔬，以及罐藏果蔬时常采用的抗褐变剂。然而，当抗坏血酸耗尽后，褐变反应会继续发生。组合利用抗坏血酸与其他抑制剂可以更好地控制PPO褐变，例如，联合使用抗坏血酸和柠檬酸会比单独使用更有效。这可能是由于在酸性环境中，抗坏血酸更为稳定，且在酸性环境下，其对PPO的抑制更为有效。柠檬酸也可以通过螯合作用作为PPO抑制剂，抗坏血酸通过对酶蛋白中组氨酸残基的定点特异性发挥作用。

酸化剂被广泛使用于食品加工中以抑制酶促褐变。食品中天然存在的酸，如抗坏血酸、柠檬酸、苹果酸或磷酸可以使食品的pH值降低到3.0或更低。柠檬汁在加工过程中被广泛添加于食品中以防止酶促褐变。PPO在pH 4.0～8.0表现出催化活性，在高酸环境下，催化基团的质子化作用、酶活性部位的构象改变、蛋白质的不可逆变性和底物稳定性的降低都会抑制酶的活性。此外，过酸时，柠檬酸对铜原子的螯合作用加强，从而消除了酶与活性中心铜的结合作用。

这些化合物通过消除或抑制反应中的活性反应要素，即酶、底物、铜或反应中间体（邻苯醌），从而达到消除或减缓褐变反应的目的。不同来源的PPO与抑制剂的反应作用很相似，但是，各抑制剂对不同PPO的抑制的效果显著不同，故每个来源的PPO需要特定的控制方法。

考虑到化学试剂的异味、食品安全、经济可行性和抑制作用的有效性，目前只有少数褐变抑制剂能够应用于食品工业中。寻找其他有效、天然且安全的抑制剂用于防止水果和蔬菜的褐变反应引起了人们的广泛关注。针对天然抗褐变物质也进行了大量的试验研究，此类天然抑制剂包括氨基酸、多种氨基酸与葡萄糖反应生成的美拉德反应产物、蜂蜜、菠萝汁、大黄汁和商业果胶制剂等。在大黄汁和果胶中发现的草酸可以作为一种天然PPO抑制剂，它是螯合酶活性中心铜原子的理想制剂（Yoruk and Marshall，2003）。目前，这些天然PPO抑制剂尚未商业化地投入到食品产业中。随着人们生活方式的变化以及人们对食品和健康之间的关系的认识，消费者必将对天然食品的需求更多，对加工食品则期盼其更安全和较少地添加化学品。

本章列举了非亚硫酸盐类抗褐变剂在食品中的应用。按这些抗褐变剂的主要作用方式进行了分类，如表4-1所示，使用某一种方法时，需要评估其抗褐变性能、处理成本、感官影响、毒性评价和管理等方面。

表4-1　酶促褐变的代表性抑制剂