113 年 國立宜蘭大學食品科學系碩士班《食品科學(含食品加工及食品化學)》

此題主要在考驗學生對於食品加工中「實質轉型」的定義與判斷。實質轉型（Substantial Transformation）是指食品經過加工處理後，其原有的物理、化學或生物特性發生了顯著的改變，以至於在功能、外觀、口感或營養成分上與原始原料截然不同。

(A) 液蛋：液蛋是將雞蛋打破，去除蛋殼，經過過濾、均質、殺菌等步驟製成，其物理形態與原始雞蛋有明顯差異，但仍保留了雞蛋的基本成分和功能，通常不被視為實質轉型。

此題主要考驗學生對米果（Rice Cracker）包裝材料選擇的考量因素。米果是一種經過烘烤或油炸的膨化食品，其主要缺點是容易受潮而失去酥脆口感，並且容易氧化變質。因此，其包裝材料需要具備良好的阻隔性，以延長產品的貨架期。

(A) 具吸濕性：包裝材料若具吸濕性，會吸收空氣中的水分，導致米果受潮軟化，失去酥脆口感。因此，良好的包裝材料應是「低吸濕性」或「防潮性佳」，而不是「具吸濕性」。此選項描述的特性與米果包裝的需求是相反的。

此題主要考驗學生對紅茶製造過程中，促進茶葉酵素作用的關鍵步驟的理解。紅茶屬於全發酵茶，其獨特的風味和色澤主要來自於茶葉中多酚類物質在茶多酚氧化酶的作用下發生的氧化反應。

(A) 乾燥（Drying）：乾燥的目的是去除茶葉中的水分，終止酵素活性，固定茶葉的品質。
(B) 萎凋（Withering）：萎凋是紅茶製造過程中重要的步驟，使茶葉組織變軟，細胞膜通透性增加，有利於後續的揉捻和酵素作用。

此題主要考驗學生對水果催熟過程中常用物質的了解。水果催熟是一個生理過程，許多後熟型水果（climacteric fruits）在採摘後會持續進行呼吸作用和乙烯的產生，從而引發一系列的生理變化，如軟化、顏色改變、風味發展等。

(A) 電石（Calcium Carbide, CaC₂）：電石遇水會產生乙炔（Acetylene, C₂H₂），而乙炔的化學性質與乙烯（Ethylene, C₂H₄）相似，都能夠促進水果催熟。因此，電石常被用來作為乙烯的替代品，用於人工催熟水果。

此題考驗學生對「Cold Sterilization」（低溫滅菌）的理解。Cold sterilization 指的是在相對較低的溫度下，利用物理或化學方法殺滅微生物，以達到滅菌或抑菌的目的，同時盡量減少對食品品質（如營養成分、風味、質地）的損害。

(A) 真空微波加工（Vacuum Microwave Processing）：結合了微波加熱和真空技術，可以在較低的溫度下實現快速加熱和滅菌，但其主要原理還是加熱，溫度可能相對較高。

此題考驗學生對膜分離技術在食品乾燥應用上的限制。膜分離技術（Membrane Separation Technology）主要用於液體的分離和濃縮，例如逆滲透（RO）、納濾（NF）、超濾（UF）、微濾（MF）。在食品乾燥的應用中，雖然膜技術可以預濃縮液體物料，但其本身並非直接的乾燥技術，且在濃縮過程中存在一些限制。

(A) 不適用於熱敏感性原料：許多食品原料（如果汁、乳品）是熱敏感性的，傳統的熱乾燥（如噴霧乾燥、熱風乾燥）容易造成營養成分損失和品質下降。膜分離技術本身是非熱處理，這點並非其限制，反而可能是優勢。

核心觀念

罐頭製作中的 exhausting（脫氣）是指在封罐前，利用加熱、蒸汽置換或機械抽氣等方式，排除罐內頂隙及食品中所含的空氣，尤其是氧氣。其主要作用包括：

1. 形成適當真空，減少罐內氣體受熱膨脹造成的壓力。
2. 降低氧氣含量，減少食品成分的氧化劣變。
3. 使罐蓋保持向內凹陷，便於觀察是否發生膨罐。
4. 改善罐頭的保存品質與外觀。

脫氣並不是利用「缺氧」來抑制厭氣性微生物；厭氣性菌反而能在低氧或無氧環境中生長。因此，厭氣性菌的控制主要依靠適當的殺菌條件、時間、溫度及防止再污染。

解題方法

本題問「主要目的不包括」，應逐一比對各選項是否屬於脫氣的功能。

判斷關鍵是：脫氣的直接效果為「減少罐內空氣、氧氣及氣體量，並形成真空」。凡是與降低氧化、減少氣體熱膨脹或觀察真空狀態有關者，均屬於脫氣目的；若主張利用無氧環境抑制厭氣性菌，則不正確。

選項分析

(A) 防止罐內壓力的增加——正確

罐內若殘留較多空氣，封罐後加熱時，空氣會因熱膨脹而使罐內壓力升高，增加罐身變形、罐蓋脫離或罐體破損的風險。

脫氣後罐內氣體量減少，並形成適當真空，可降低加熱過程中因氣體膨脹所造成的壓力變化。因此，防止罐內壓力過度增加是脫氣的重要目的。

(B) 減少內容物的氧化劣變——正確

氧氣會促進食品中的多種氧化反應，例如：

此題考驗學生對常見鮮乳殺菌方法的溫度和時間組合的掌握。鮮乳的殺菌目的是殺滅致病菌和大部分腐敗菌，同時盡量減少對營養成分和風味的影響。

常見的鮮乳殺菌方法及其參數如下：

1. 低溫長時間殺菌法 (LTLT, Low-Temperature Long-Time)：又稱巴氏殺菌法，通常為 63℃ / 30 分鐘。
2. 高溫短時間殺菌法 (HTST, High-Temperature Short-Time)：這是目前最普遍使用的方法，通常為 72℃ / 15 秒鐘。

此題考驗學生對無菌包裝（aseptic packaging）食品殺菌設備的了解。無菌包裝食品是指將預先殺菌的食品與預先殺菌的包裝材料，在無菌環境下組合而成。對於顆粒食品，其殺菌通常在包裝前進行。

(A) 殺菌釜（Autoclave/Retort）：殺菌釜是傳統的罐頭食品殺菌設備，通常用於已經裝罐的食品進行最終殺菌。它屬於批次式（batch）處理，不適用於預先殺菌的無菌包裝流程。
(B) 二重釜（Double-effect evaporator）：二重釜是一種蒸發設備，用於濃縮液體，與殺菌無關。
(C) 板式熱交換機（Plate Heat Exchanger, PHE）：板式熱交換機具有高效的傳熱效率，結構緊湊，易於清洗，非常適合用於連續式的高溫短時間（HTST）或超高溫瞬間（UHT）殺菌。對於顆粒食品，可以採用帶有較大通道的板式熱交換機，或者與其他設備結合使用，進行預殺菌。

此題考驗學生對不同肉製品加工製程的了解。題目描述了一個典型的乾式熟成或半乾式熟成肉製品的加工流程：醃漬（Curing）→混合（Mixing）→乾燥（Drying）→煙燻（Smoking）→成品。

我們逐一分析選項：
(A) 醃肉（Cured meat）：醃漬是醃肉的關鍵步驟，後續的乾燥和煙燻也是常見的處理方式，因此醃肉很可能是以此製程生產。
(B) 火腿（Ham）：火腿通常是指豬的後腿肉，經過醃漬、乾燥、煙燻等處理。雖然火腿的具體製程可能有所差異（例如有些火腿會經過煮熟），但上述流程是許多火腿（特別是風乾火腿、煙燻火腿）的基礎。

此題考驗學生對不同類型的乳製品的定義。題目描述的製程是：脫脂乳粉（Skim milk powder）+ 乳脂肪（Milk fat）→ 均質化（Homogenization）→ 殺菌（Pasteurization）→ 裝瓶（Bottling）。這種將脫脂乳粉、乳脂肪和水按一定比例混合，重塑成類似全脂牛奶產品的過程，稱為「Reconstituted milk」。

我們來分析各選項的定義：
(A) Reconstituted milk：指將脫脂乳粉、全脂乳粉或濃縮乳與水按適當比例混合，恢復其原有成分和特性，使其接近全脂牛奶。這個定義與題目的描述非常吻合。
(B) Fortified milk：指在牛奶中額外添加某些營養素（如維生素D、維生素A、鈣等）的產品。

此題考驗學生對黴菌生長條件的了解。黴菌是一類好氧真菌，其生長需要一定的環境條件。

我們逐一分析各選項：
(A) 酸性：大多數黴菌對酸性環境有較強的耐受性，甚至偏好在酸性條件下生長。許多水果、果醬等酸性食品是黴菌污染的常見對象。因此，酸性條件並不是不利於黴菌生長。
(B) 有氧氣：大多數黴菌是好氧性微生物，需要氧氣進行呼吸作用來維持生命活動和生長。因此，有氧氣是黴菌生長的基本條件之一。
(C) 5%以下的水分含量：這意味著水的含量非常低，相對於總重量的 95% 是其他成分。通常，食品中水分含量低（例如低於 15%）不利於大多數微生物（包括黴菌）的生長。

此題考驗學生對澱粉化學和物理性質的理解，特別是澱粉在水和熱作用下的變化。

(A) Gelatinization (糊化)：澱粉顆粒在水分存在下，加熱至一定溫度後，會吸收大量水分，澱粉晶體結構破壞，澱粉分子（直鏈澱粉和支鏈澱粉）從顆粒中擴散出來，體積膨脹，黏度顯著增加，形成黏稠的膠體溶液。這個過程稱為糊化。這完全符合題目描述的現象：「含有水分及熱源的環境下，使澱粉結晶型態改變，形成膨潤狀態，使澱粉顆粒體積及黏度增加」。

核心觀念

本題考查「水產罐頭食品」的定義與加工特性。

水產罐頭食品是以魚類、甲殼類、軟體動物或其他水產原料為主，經過下列程序製成：

1. 原料處理與調理
2. 裝入容器
3. 脫氣
4. 密封，使內容物與外界隔絕
5. 加熱殺菌，達到商業無菌或可在常溫下保存的程度

因此，判斷重點不是產品「裝在罐子裡」就算罐頭，而是要看其是否經過密封及加熱殺菌，並以常溫保存為主要特徵。

解題方法

逐一判斷各產品的主要加工方式：

• 是否以水產原料為主？
• 是否經密封及加熱殺菌？
• 是否屬於常溫保存的罐頭食品？
• 若主要依靠乾燥、發酵、鹽漬或冷藏保存，則不屬於典型水產罐頭食品。

依此判斷，符合標準水產罐頭定義者為以鮪魚為原料、經調理及商業殺菌製成的宜蘭蔥豆鮪魚罐頭。

選項分析

(A) 高雄旗魚鬆罐：錯誤

旗魚鬆主要是將旗魚經蒸煮、調味、炒製及乾燥，使水分降低，以延長保存期限。其保存性主要來自低水分與乾燥效果，並非典型以密封後加熱殺菌達到常溫保存的水產罐頭加工方式。

即使產品以罐裝形式販售，「罐裝」也不等於「罐頭食品」，因此不選。

此題考驗學生對水產煉製品（如魚漿製品、魚丸）彈性的來源的理解。水產煉製品的彈性主要來自於蛋白質的結構。

(A) 基質蛋白中的彈性蛋白（Elastin）：彈性蛋白是結締組織中的一種蛋白質，具有彈性，但它不像膠原蛋白那樣是主要的結構蛋白，在肌肉組織中含量相對較少，且其彈性與魚漿製品的「Q度」或「彈牙感」的貢獻不如其他蛋白質。
(B) 肌原纖維蛋白質（Myofibrillar proteins）：這是肌肉中最主要的蛋白質成分，包括肌動蛋白（Actin）和肌球蛋白（Myosin）。這些蛋白質在適當的加工條件下（如鹽的添加、擠壓、加熱），能夠形成網狀結構，鎖住水分，並在受力時產生回彈力，這是魚漿製品彈性的主要來源。特別是肌球蛋白，在鹽的作用下能夠溶解形成肌球蛋白鹽，並在加熱後形成凝膠，提供強大的彈性。

澱粉糊化（Starch Gelatinization），又稱澱粉熟化，是指澱粉顆粒在水分存在下，加熱至一定溫度時，澱粉顆粒結構發生改變，吸收大量水分而膨脹，導致澱粉顆粒的結晶結構被破壞，直鏈澱粉和支鏈澱粉分子從顆粒中擴散出來，形成黏稠的膠體溶液的過程。

這個過程的關鍵條件是：

1. 水分：澱粉需要吸收水分才能發生糊化。
2. 熱源：需要足夠的熱能來破壞澱粉的結晶結構並促進水分的滲透。
3. 溫度：不同種類的澱粉有不同的糊化溫度範圍。

澱粉離水現象（Syneresis），又稱澱粉「出水」或「收縮」，是指澱粉凝膠在貯藏過程中，由於澱粉分子（特別是直鏈澱粉）重新排列、緊密結合，形成更穩定的晶體結構，從而將水分擠壓出來，導致凝膠體積收縮，並析出水分的現象。

這個現象通常發生在澱粉糊化之後，尤其是在冷卻和貯藏過程中。

Syneresis 的主要原因包括：

1. 澱粉分子重新排列：澱粉分子（特別是直鏈澱粉）在冷卻後會重新排列，形成氫鍵，組織變得更緊密。
2. 結晶形成：澱粉分子之間的氫鍵作用形成微晶結構，這些微晶結構將水分擠出。
3. 水活性降低：隨著水分被擠出，凝膠體系的水活性降低。

油脂之交酯化反應（Interesterification of fats and oils）是指在催化劑（如鹼金屬醇鹽、酸、酶等）的作用下，脂肪分子中的脂肪酸在甘油骨架上的位置發生重新排列，或者不同脂肪分子之間的脂肪酸發生交換的反應。這個過程不會改變脂肪酸的種類和比例，但會改變脂肪酸在甘油分子上的分佈，從而改變脂肪的物理性質，如熔點、結晶特性、硬度、塑性等。

交酯化反應主要有兩種方式：

1. 化學交酯化：通常使用鹼金屬醇鹽（如甲醇鈉）作為催化劑，在較高的溫度下進行。化學交酯化反應會使脂肪酸在甘油骨架上的分佈趨於隨機化（randomization），即任意的脂肪酸都可能連接到甘油的任何一個位置上。
2. 酶促交酯化：使用特定的脂肪酶（lipase）作為催化劑，可以在較溫和的條件下進行。

蛋白質變性（Protein Denaturation）是指蛋白質在某些物理或化學因素的影響下，其原有的三級結構（立體結構）和二級結構（如α-螺旋、β-摺疊）被破壞，但其一級結構（胺基酸序列）保持不變，從而導致蛋白質的生物活性喪失，物理化學性質（如溶解度、黏度、旋光性、電泳行為）發生改變的過程。

引起蛋白質變性的常見因素包括：

1. 物理因素：
   • 加熱：高溫會破壞蛋白質分子間的氫鍵、離子鍵、疏水鍵等非共價鍵。
   • 機械作用：劇烈攪拌、研磨、衝擊等。
   • 壓力：高壓處理。
   • 離子強度：高濃度鹽溶液。
   • 紫外線或X射線照射。
2. 化學因素：
   • 強酸或強鹼：改變 pH 值，破壞離子鍵。
   • 有機溶劑：如乙醇、丙酮，會破壞疏水鍵和氫鍵。
   • 重金屬離子：如汞、鉛、銀離子，會與蛋白質的特定基團結合。

微波和射頻加熱都是利用電磁波與食品相互作用來實現快速加熱的技術，它們克服了傳統熱傳（傳導、對流、輻射）在食品內部傳遞效率低下的問題。

一、微波加熱機制 (Microwave Heating Mechanism)

微波（Microwave）的頻率範圍通常在 300 MHz 到 300 GHz 之間。食品中的水分子、脂肪、蛋白質等極性分子或離子在微波電磁場的作用下，會發生兩種主要的相互作用：

1. 離子傳導 (Ionic Conduction)：食品中存在的離子（如鹽中的 Na⁺, Cl⁻）在交變的電場中會來回移動，與周圍的分子碰撞，產生摩擦熱，從而導致加熱。這種機制在含有較高鹽分的食品中較為顯著。
2. 偶極旋轉 (Dipolar Rotation)：水分子、蛋白質、碳水化合物等具有偶極矩的分子，在交變的微波電場作用下，會試圖不斷地順應電場方向而旋轉。由於電場方向不斷變化，分子會高速來回旋轉，分子間的摩擦產生熱能。水分子是食品中最主要的極性分子，也是微波加熱的主要吸收體。

二、射頻加熱機制 (Radio Frequency Heating Mechanism)

射頻（Radio Frequency, RF）加熱的頻率範圍通常在 1 MHz 到 300 MHz 之間，與微波的頻率範圍有重疊。其加熱機制與微波類似，也主要依賴於：

1. 離子傳導 (Ionic Conduction)：同微波加熱，食品中的離子在交變電場中移動產生熱。

這個問題主要考驗學生對現代食品加工技術，特別是常溫食品包裝和保鮮的知識。

(1) 這種常溫火鍋湯底調理包會添加防腐劑嗎？為什麼？

不會，或極少添加。

原因：
常溫火鍋湯底調理包之所以能在常溫下保存，主要不是依靠防腐劑，而是依靠以下幾種技術的組合：

• 嚴格的殺菌處理 (Sterilization)：這是最關鍵的因素。調理包在密封前或密封後會經過高溫、高壓的殺菌處理（例如，使用高溫殺菌釜進行滅菌），以殺滅所有的微生物（包括細菌、黴菌、酵母菌及其孢子），達到商業無菌（Commercial Sterility）的標準。一旦達到商業無菌，在沒有微生物生長的情況下，食品就不會腐敗變質，因此不需要額外的防腐劑。
• 密封包裝 (Aseptic Packaging / Hermetic Sealing)：採用氣密性極佳的包裝材料（如多層複合膜），並通過嚴格的封口工藝，確保包裝在殺菌後不被外界的微生物污染。
• 低水活性 (Low Water Activity, aw)：雖然火鍋湯底通常水分含量較高，但通過濃縮、添加鹽或糖等方式，可以適當降低其水活性，使之不利於大多數微生物的生長。
• pH 值控制 (pH Control)：一些火鍋湯底可能具有較低的 pH 值（酸性），這也有助於抑制某些微生物的生長。

為什麼不添加防腐劑？

• 技術可行性：現代食品加工技術，特別是食品殺菌和包裝技術的進步，使得常溫保存成為可能，不再依賴防腐劑。
• 消費者偏好：越來越多的消費者傾向於選擇「無添加」或「少添加」的食品，對防腐劑的接受度降低。
• 法規限制：雖然許多防腐劑是合法的食品添加劑，但其使用量和種類受到嚴格的法規限制。
• 風味影響：某些防腐劑可能會對食品的風味產生不良影響。

總結： 常溫火鍋湯底調理包主要依靠徹底的殺菌和良好的密封包裝來實現常溫保存，而不是依賴防腐劑。

(2) 這種常溫火鍋湯底調理包使用的包裝袋材質是什麼？

冷媒循環系統（Refrigerant Cycle）是冰箱、空調等製冷設備的核心，它通過冷媒（制冷劑）的相變和循環來實現熱量的轉移。其四大主元件的連接順序和運轉模式如下：

四大主元件的連接順序：

1. 壓縮機 (Compressor)
2. 冷凝器 (Condenser)
3. 冷媒控制器 (Refrigerant Controller) (通常是膨脹閥 Expansion Valve 或毛細管 Capillary Tube)
4. 蒸發器 (Evaporator)
   然後，蒸發器出口的低壓冷媒氣體又回到壓縮機進氣口，形成一個閉合循環。

運轉模式與各元件功能：

循環過程：

1. 壓縮機 (Compressor)：

   • 功能：系統的心臟，負責將蒸發器出來的低壓、低溫氣態冷媒壓縮成高壓、高溫的氣態冷媒。
   • 運轉模式：當系統啟動時，壓縮機開始工作。它吸入蒸發器來的低壓氣態冷媒，通過機械能做功，將其壓縮，提高其壓力與溫度。
   • 管路連接：連接在蒸發器出口和冷凝器入口之間。

2. 冷凝器 (Condenser)：

   • 功能：位於製冷設備的外部（如冰箱的背面或空調室外機），負責將壓縮機排出的高壓、高溫氣態冷媒散熱，使其冷凝成高壓、中溫的液態冷媒。
   • 運轉模式：高壓、高溫的氣態冷媒進入冷凝器，通過與外界空氣（或水）進行熱交換，將熱量釋放出去。隨著熱量散失，冷媒的溫度下降，並開始凝結成液體。

此題考驗學生對蛋白質結構層次及其維持力的理解。蛋白質結構分為一級、二級、三級和四級結構，每種結構的形成和穩定都依賴於不同的化學鍵或分子間作用力。

蛋白質結構層次與維持力：

(1) 一級結構 (Primary Structure)

• 定義：蛋白質的一級結構是指蛋白質分子中胺基酸的線性排列順序，即由胺基酸通過肽鍵（Peptide bond）連接而成的多肽鏈。
• 維持力：一級結構主要由 共價鍵 中的 肽鍵 維持。肽鍵是胺基酸的羧基（-COOH）與另一個胺基酸的胺基（-NH₂）之間脫水縮合形成的鍵，非常穩定，一般不易斷裂。

(2) 二級結構 (Secondary Structure)

• 定義：二級結構是指蛋白質多肽鏈局部區域的空間摺疊方式，主要包括 α-螺旋（α-helix）和 β-摺疊（β-sheet）兩種構象。
• 維持力：二級結構主要由 分子間作用力 中的 氫鍵 (Hydrogen bond) 維持。在 α-螺旋結構中，肽鍵的羰基氧（C=O）與同一條多肽鏈上相隔四個胺基酸殘基的胺基（N-H）之間形成氫鍵，穩定螺旋結構。在 β-摺疊結構中，氫鍵可以存在於同一條多肽鏈的不同片段之間（形成分子內摺疊），或不同多肽鏈之間（形成分子間摺疊），將這些片段或鏈連接在一起，形成摺疊的片狀結構。

(3) 三級結構 (Tertiary Structure)

• 定義：三級結構是指蛋白質分子整體的立體結構，即一條多肽鏈（或多個亞基）的二級結構單元如何進一步摺疊並組合形成一個緊密的三維結構。
• 維持力：三級結構的穩定依賴於多種 分子間作用力，包括：
  • 氫鍵 (Hydrogen bond)：胺基酸側鏈之間、側鏈與主鏈之間形成的氫鍵。
  • 離子鍵 (Ionic bond / Salt bridge)：帶相反電荷的胺基酸側鏈（如帶鹼性的賴氨酸、精氨酸與帶酸性的天冬氨酸、谷氨酸）之間形成的靜電吸引。
  • 疏水相互作用 (Hydrophobic interaction)：非極性的胺基酸側鏈傾向於聚集在蛋白質分子的內部，以避開水環境，這種聚集是蛋白質摺疊的重要驅動力。
  • 范德華力 (Van der Waals forces)：分子之間短距離的弱吸引力。
  • 二硫鍵 (Disulfide bond, -S-S-)：這是 共價鍵，存在於兩個半胱氨酸殘基的側鏈之間。二硫鍵非常穩定，對維持蛋白質的穩定三級結構起著重要作用，尤其是在蛋白質的外部結構。

(4) 四級結構 (Quaternary Structure)

• 定義：四級結構是指由兩條或多條獨立的多肽鏈（稱為亞基或次單元）組成的蛋白質複合物的空間結構。只有含有兩個或兩個以上多肽鏈的蛋白質才具有四級結構。
• 維持力：四級結構的維持力與三級結構類似，主要依賴於 分子間作用力，包括：
  • 氫鍵
  • 離子鍵
  • 疏水相互作用
  • 范德華力

食品在加工或貯藏過程中發生褐變，會影響食品的外觀、風味、營養價值和貯藏性。褐變主要分為酵素性褐變和非酵素性褐變兩大類。

一、 酵素性褐變 (Enzymatic Browning)

• 原因：
  酵素性褐變主要發生在某些富含酚類化合物的植物性食品（如水果、蔬菜、馬鈴薯）中。其反應過程需要以下三個要素的同時存在：

  1. 酚類化合物 (Phenolic compounds)：這些是食品中的天然成分，結構多樣，如兒茶素、綠原酸、酪氨酸等。
  2. 酚氧化酶 (Polyphenol oxidase, PPO)：這是一種內源性酶，存在於植物細胞的液泡中。
  3. 氧氣 (Oxygen)：來自空氣。

  當食品的細胞結構被破壞（如切割、擠壓、撞擊、採摘後組織老化）時，酚氧化酶就會從液泡中釋放到細胞質中，與酚類化合物和氧氣接觸，催化酚類化合物發生氧化反應。這個反應分兩步進行：

  • 第一步：酚氧化酶將酚類化合物氧化成鄰醌（o-quinones）。
  • 第二步：鄰醌是一種高反應性的物質，它會進一步發生聚合反應（自聚或與蛋白質、胺基酸反應），形成顏色較深的類黑素（melanins）或醌類聚合物，導致食品呈現褐色或黑色。

• 防止酵素性褐變的方法：
  防止酵素性褐變的關鍵在於破壞上述三個要素中的至少一個，或抑制酶的活性。

  1. 抑制酶的活性 (Enzyme Inhibition)：
     • 加熱處理 (Heat treatment)：如殺菁（blanching），利用高溫使酚氧化酶失活。這是最常用的方法。
     • 改變 pH 值 (pH adjustment)：將食品的 pH 值調低至酸性（pH < 4-5），因為酚氧化酶在酸性條件下活性較低。例如，在水果表面塗抹檸檬汁（含檸檬酸）。
     • 添加還原劑 (Reducing agents)：如抗壞血酸（Ascorbic acid, 維生素 C）或亞硫酸鹽（sulfites）。抗壞血酸可以還原鄰醌，使其變回酚類化合物，或與鄰醌反應形成無色的產物。亞硫酸鹽也能與鄰醌反應。
  2. 排除氧氣 (Oxygen removal)：
     • 真空包裝 (Vacuum packaging)：移除包裝內的氧氣。
     • 氣調包裝 (Modified atmosphere packaging, MAP)：使用低氧氣或無氧氣的氣體組合包裝。
     • 浸泡在水中或密封在水中：阻止氧氣接觸。
  3. 移除酚類化合物 (Phenolic compound removal)：
     • 漂洗 (Leaching/Washing)：通過水洗去除部分酚類化合物，但這也可能導致水溶性營養素的損失。
  4. 使用抗氧化劑 (Antioxidants)：雖然抗氧化劑主要用於防止氧化，但它們也可以與反應中間體（如鄰醌）發生反應，間接減緩褐變。

二、 非酵素性褐變 (Non-enzymatic Browning)

非酵素性褐變是指在沒有酶參與的情況下發生的褐變反應，主要有兩種：

1. 美拉德反應 (Maillard Reaction)：
   • 原因：這是食品中最普遍、最重要的褐變反應，發生於還原糖（如葡萄糖、果糖）與胺基酸（或蛋白質）在加熱和中性至弱鹼性 pH 條件下發生的一系列複雜反應。
   • 反應過程：