冷冻是食品工业中一个重要的加工过程，在国内外已被广泛应用。然而，由于冷冻过程冰晶体积膨胀会造成食品内部组织结构破坏，在一定程度上导致冷冻食品品质下降。目前，各国学者正致力于研究和开发提高食品冷冻过程传热效率、降低冰晶大小从而改善食品品质的冷冻高新技术，超声冷冻技术就是其中之一。本文在面筋蛋白-水体系冷冻过程引入超声辅助处理，并从冷冻的面筋蛋白-水体系热力学机制、小麦面粉可溶性组份形成溶液（SSMF溶液）中冰晶生长的动力学机制、面筋蛋白的结构变化等方面，探讨超声辅助改善冷冻品质的机理。主要研究内容和结果如下：　　 一、功率超声对面筋蛋白-水体系热力学机制的影响　　 用差示扫描量热仪（DSC）研究冷冻的面筋蛋白-水体系中不同状态水的变化，探讨超声辅助冷冻面筋蛋白-水体系的热力学机制。研究结果表明，超声辅助冷冻样品的冰结晶热力学机制与传统环境冷冻的样品（对照样品）不同，超声冷冻样品的面筋蛋白-水体系中可冻水的含量高于对照样品中可冻水的含量，而且超声辅助冷冻的面筋蛋白-水体系样品，在冻藏过程中其可冻水含量和总的含水量变化较少。　　 二、功率超声对面筋蛋白-水体系中面筋蛋白二级结构的影响　　 用傅里叶变换红外光谱仪采用曲线拟合的方法和激光拉曼光谱仪对不同环境下冷冻的面筋蛋白-（重）水体系冻藏过程中面筋蛋白二级结构的变化进行研究。研究结果表明，普通冷冻的面筋蛋白-（重）水体系中，面筋蛋白二级结构中的无规卷曲和β-转角的含量随着冻藏时间的延长逐渐增加，其α-螺旋的含量随着冻藏时间的延长逐渐减少。而超声辅助冷冻的面筋蛋白-（重）水体系中，面筋蛋白的光谱特征随着冻藏时间的延长变化不大，表明其面筋蛋白二级结构没有明显的改变。　　 三、功率超声对面筋蛋白-水体系中冰晶的大小和粒度分布的影响　　 采用液氮低温断裂、真空冷冻干燥制样，用扫描电子显微镜和压汞仪观察和分析了冷冻和冻藏的面筋蛋白-水体系中冰晶的形貌和粒度分布。研究结果表明，超声辅助冷冻的面筋蛋白-水体系样品中的冰晶比对照样品中的冰晶数目多、粒径小而且均匀，粒径大小主要集中在2～4μm；同时，超声冷冻面筋蛋白内部更加致密，冰晶升华留下的不规则孔隙小而密集，经过一段不同时间冻藏后，面筋蛋白基质中形成孔的直径仍较均匀、数目多、孔壁仍较厚、孔周围也较光滑，较好地保持了面筋蛋白-水体系样品中的面筋蛋白网络结构。　　 四、功率超声对SSMF溶液的过冷度和冰晶生长过程的影响　　 应用自行设计并构建的超声冷冻实验装置研究频率为25kHz的超声对SSMF溶液过冷度和冰晶生长过程的影响。研究结果表明，功率超声能大大降低SSMF溶液的过冷度。超声环境下SSMF溶液中冰结晶成核速率得到提高，大量晶核形成，晶体的生长速率降低，导致晶体粒度下降。根据冰结晶和超声相关理论，提出超声空化效应及其次级效应通过降低冰晶初级成核和扩散势垒、破坏枝状冰晶提高二次成核率和提高成核温度等强化冰结晶过程。