酱油是我国传统调味品。虽然新酿酱油已具备酱油的一般特性可直接食用,但陈化后的酱油滋味和风味更加醇厚和谐,更受消费者喜爱。传统自然陈酿方法占用容器多,生产周期较长,易被污染,已不适应现代化酱油产业的发展趋势。高场强超声波(HIU)是一种潜在的酱油催陈技术,截止目前,HIU催陈酱油的效果评价未见报道,其催陈机制尚未解析。基于此,本课题研究了HIU对高盐稀态酱油催陈的作用,并对其中重要风味化合物吡嗪的加速合成机制开展解析。研究的主要结果如下:(1)基于多元物理场耦合联合频域压力声学、非等温流、K-ε湍流和传热模型,模拟HIU加工过程中反应釜内声压、能量密度、流速及温度分布。结果表明,当HIU输入功率为150 W,冷却水温度设定为54、67、87℃时,反应釜内最大声压和能量场出现在超声探头正下方位置,声压峰值达到54.7 MPa、最高能量密度为5.66×10~6W/cm~3,核心温度分别达到393、431、445℃。进入反应釜后,在HIU作用下,物料扰动剧烈,加工过程混合均匀。(2)新酱油经不同HIU条件陈化后品质显著提升:糖类、可溶性无盐固形物、总酮、总酸及总吡嗪含量,小分子多肽的相对含量显著增加。与自然陈酿酱油(4年)的变化规Evolutionary biology律一致。随着HIU处理温度的升高和时间的延长,酱油中氨基酸含量呈线性降低。结合PCA数据分析和感官评定,筛选出了最佳处理条件:150 W,90℃,60 min。对比热处理数据后发现超声显著促进了酱油中各类风味化合物的产生,其中吡嗪类化合物随着反应温度升高和时间延长,浓度增加,生成了呈坚果味的2,6-LEE011体内二甲基吡嗪及可可味的2-乙基-3,5-二甲基吡嗪。通过对比多元物理场耦合的能量恒算与实际检测的酱油理化指标,发现经HIU催陈后,酱油中总糖、可溶性无盐固形物和总吡嗪3个指标与参与酱油陈化的总能量相关性强。综上所述,多元物理场耦合的结果可用于预测不同HIU催陈条件下所能达到的实点击此处际化学反应程度,是一种预测陈化酱油品质的有效手段。(3)采用同位素碳标记法标记美拉德反应(MR)体系中D-葡萄糖-~(13)C_6,阐明MR中间产物和终产物的碳骨架,解析HIU介导下葡萄糖-甘氨酸的MR模拟体系中吡嗪类风味化合物的合成机制。研究表明,HIU-MR体系内11种吡嗪类化合物的浓度明显高于TM-MR(热美拉德反应)体系。吡嗪中同位素分布结果表明:HIU可显著提升醇醛型缩合反应,即促进羰基化合物缩合至吡嗪中短侧链,实现侧链的延长。此外,MR中间产物2,3-丁二酮的邻苯二胺(OPD)衍生物2,3-二甲基-喹喔啉中同位素[M+4]~+比例显著增加,该现象说明HIU介导下显著提升了D-葡萄糖-~(13)C_6的裂解,产生大量的二羰基化合物。上述研究表明,HIU可促进MR产生吡嗪类风味化合物,这也为该技术进一步应用在食品风味合成领域提供技术支撑和理论依据。