褐变反应有非酶褐变和酶促褐变，而非酶褐变中又分氨羰反应褐变（美拉德反应）、焦糖化褐变、抗坏血酸褐变三种方式。美拉德反应只是氨羰反应的一种，其中还有斯特勒克反应。所谓美拉德反应就是当甘氨酸和葡萄糖的混合液在一起加热时会形成褐色的“类黑色素”。这种反应后来在文献中称为“美拉德反应”，包括其他氨基化合物和羰基化合物之间的类似反应在内。反应的终了阶段又有两类反应：一是醇醛缩合作用，二是生成黑色素的聚合作用（黑色素的生成不全是褐变作用，有的微生物也会产生）。这两个作用形成了糠醛、二羰基化合物、还原嗣类和糖的裂解所产生的醛等，反应的最终产物总称为类黑色素，是分子结构未知的复杂高分子色素，这些复杂的高分子化合物中很可能就有在茅台酒中分析出的众多吡嗪类、羰基类化合物；焦糖化反应也是非酶褐变反应中的一种，在没有含氨基化合物存在的情况下加热到熔点（154°C）以上时，也会变为黑褐色的色素物质，称为焦糖素，这些复杂的色素物质的结构还不清楚，但已知的官能团有：羰基、羧基、烯醇基羟基和酚羟基。而这些基团都是发香基团。