在低温乳化型肉制品加工中,应用预乳化技术即使用非肉蛋白替代动物蛋白包裹脂肪球,然后使用预乳化植物油替代动物脂肪,改变脂肪酸组成。实际生产过程中制备的预乳化液体系动力学不稳定,含油量较高(>50%),极易发生分层。超声波是一种相对新颖的乳化加工技术,可以改善预乳化液的物理稳定性。但是,超声波处理富含高油的预乳化液的化学稳定性还有待于评估。同时,预乳化液中含有非肉蛋白质,超声波修饰蛋白质的结构,乳液稳定性机理有待进一步探究。为了使预乳化液达到良好的稳定状态,适应加工与贮藏,本研究系统探究超声波处理对酪蛋白酸钠(sodium caseinate,SC)预乳化液的物理和化学稳定性的影响,从油-水界面特性和SC的理化及结构特性揭示其稳定的机制,为超声波预乳化加工提供理论依据和技术支持,具体研究内容和结果如下:(1)为了评估超声波对预乳化液稳定性的影响,研究了超声波处理(20 k Hz,450W,50.42±3.13 W/cm~2)不同时间(0、3、6、9 min)对SC预乳化液的乳化特性、粒径分布、微观结构、贮藏稳定、热稳定、冻融稳定、脂肪氧化和蛋白质氧化的影响。结果表明:超声波处理的预乳化液,特别是超声6 min,乳化特性得到改善,乳化活性指数(emulsifying activity index,EAI)从21.00 m~2/g增加到61.13 m~2/g,乳化稳定性指数(emulsifying stability index,ESI)增强;油滴的粒径降低;同时通过表观、粒径分布和微观结构的测定,表明预乳化液的贮藏稳定、热稳定和冻融稳定得到改善;预乳化液的饱和、单不饱和多不饱和脂肪酸组成成分没有显著变化(P>0.05);贮藏期间,超声6 min和9 min有效的抑制预乳化液过氧化值(peroxide value,POV)和硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)的产生,表明超声抑制预乳化液的脂肪氧化;相同超声条件下处理的液体基质中的过氧化氢含量显著增加(P<0.05);预乳化液的蛋白质羰基和内源性色氨酸荧光强度结果表明蛋白质发生氧化且超声9 min氧化程度最高。综上所述,超声波有利于提高预乳化液物理和化学稳定性,但是稳定预乳化液的蛋白质发生氧化,需进一步探究其稳定机理。(2)为了阐明超声波处理预乳化液稳定机制,研究了超声波处理(20 k Hz,450W,50.42±3.13 W/cm~2)不同时间(0、3、6、9 min)对SC预乳化液的TSI、界面张力、未吸附和吸附蛋白的组成成分和含量、界面蛋白浓度、界面膜和贮藏过程中预乳化液的蛋白、未吸附蛋白和吸附蛋白组成的影响。结果表明:超声波(尤其是超声6 min)降低预乳化液的TSI和界面张力,增强吸附蛋白质含量和界面蛋白浓度;超声6 min的预乳液油滴周围形成一层致密和连续的界面蛋白膜;贮藏过程中,吸附蛋白降解的程度高于未吸附蛋白,表明预乳化液吸附蛋白的氧化有效抑制预乳化液的脂肪氧化。综上所述,应用超声波可以提高预乳化液的界面特性,有利于预乳化液的稳定。(3)为了更全面的阐明超声波处理预乳化液稳定机制,研究了超声波处理(20k Hz,450 W,50.42±3.13 W/cm~2)不同时间(0、3、6、9 min)对SC的粒径、电位、组成成分、二级结构、三级结构和微观结构的影响。结果表明:超声处理的SC,粒径显著降低(P<0.05);电位绝对值无变化;SC的组成成分和含量没有明显差异(P>0.05),表明超声波处理不会改变SC的主要结构;SC的α-螺旋,β-转角,β-折叠和无规则卷曲的值无明显的差异(P>0.05);紫外可见吸收光谱的波长发生红移,表面疏水性和荧光强度先增加后降低,表明SC解链,改变其三级结构;扫描电子显微镜显示超声处理的SC聚集体被破碎成更小的碎片,较小的碎片导致SC分子表面积增大,并且形成更加不均匀和无序的结构。综上所述,超声波改变SC的理化和结构特性,增加蛋白质-水相互作用和蛋白质-油相互作用,进而提高SC的乳化特性,从而有利于乳化过程中形成致密的界面膜,提高预乳化液的稳定性。