山药中含有一种名为多酚氧化酶的酶类物质，当山药被切开或暴露在空气中时，这种酶会与山药中的酚类物质发生反应，产生一种名为醌的化合物，醌是一种具有氧化性的物质，容易与蛋白质、碳水化合物等物质结合，形成黑色物质。
山药在暴露于空气中的过程中，由于氧气的存在，山药中的酚类物质会被氧化，从而产生黑色物质，这种氧化作用在山药切开或切片后尤为明显。
不同品种的山药，其含有的酚类物质和酶类物质的含量不同，导致山药变黑的速度和程度也有所差异，含酚类物质和酶类物质较多的山药更容易变黑。
在烹饪山药时，应尽量减少山药与空气的接触时间，将山药洗净后，尽快切片或切块，立即进行烹饪。
将切好的山药放入水中浸泡，可以减缓山药变黑的速度，这是因为水中的氧气含量较低，可以降低氧化反应的速率，需要注意的是，浸泡时间不宜过长，以免山药中的营养成分流失。
将切好的山药放入开水中焯水，可以去除山药中的部分酚类物质和酶类物质，从而降低山药变黑的可能性。
在烹饪山药时，可以加入一些抗氧化剂，如维生素C、柠檬汁等，以抑制山药中的多酚氧化酶活性，减缓山药变黑的速度。
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