镇江香醋是江苏省的传统名产,以其出色的风味深受国内外消费者的青睐。新鲜食醋的醋味较刺激,一般需储存3-6个月,甚至数年才在市场上流通,传统自然陈酿方法占用容器多,生产周期较长,管理困难,已不适应当今的食醋工业发展趋势。超声波作为一种催陈技术手段应用于食醋催陈得到一定的理论支持,目前对于超声催陈机理紧限于浅层次的研究,不能深入的解释其机理。本研究在课题组前期研究的基础上,研究超声波对镇江香醋催陈的作用,通过自由基产生类型及其机制、水分子团、氢键以及模拟体系等探究超声催陈的机理。为镇江香醋的陈酿工业提供理论依据。研究结果如下:(1)在超声处理条件下,超声处理后食醋氨基酸总量下降了24.2%;超声处理后乙酸的含量减少,而五种非挥发性有机酸的含量均有所提升,与新鲜醋相比乳酸、琥珀酸、焦谷氨酸、柠檬酸和α-酮戊二酸分别提高13.12%,17.6%,25.5%,23.8%和24.7%;超声处理后食醋的挥发性成分出现不同程度的变化,酯类、杂环类和醛类含量有所提高,酸类和醇类化合物含量下降,酮类和酚类含量变化不明显;超声处理后食醋的以上指标的变化与自然陈酿食醋的变化规律相一致,超声处理的食醋达到2-3年陈酿的效果。最终确定了17种成分对于醋龄的判别起重要作用,可以较好的应用于不同陈酿时间镇江香醋醋龄的区分。(2)通过超声处理碘化钾-淀粉溶液释放碘单质来衡量超声的化学产额,证明超声处理的化学产额在10-50 W/100 mL范围内增加明显,在50-90 W/100 mL范围内增加缓慢;通过测定超声处理后溶解氧含量和电导率,证实超声处理后的溶液具有较大的氧化反应能力;经超声处理后溶液中产生了过氧化氢、羟基自由基和超氧阴离子自由基等氧自由基,总体随着超声功率和超声时间的增大而增加,证明超声可以通过诱导自由基的产生加速食醋中的化学反应。超声处理后水分子团在超声时间30 min时达到最小值57.65 Hz,超声改变了食醋溶液中的水分子团大小,增强了水的活性,加速食醋中的化学反应速率。食醋氢键缔合强度在超声功率50 W/100 mL,超声时间75 min时达到最大值。超声波改变了食醋的氢键缔合强度,减弱食醋的刺激性气味,达到食醋陈酿的效果。(3)通过果糖-甘氨酸模拟体系验证超声催化美拉德反应的机制,结果显示在超声处理60 min、50 W/100 mL时,达到最大褐变程度;在超声处理75 min、50 W/100 mL时取得最大中间产物量;超声处理后模拟体系中产生了美拉德反应产物糠醛,超声处理可以有效的加速食醋中的美拉德反应。通过乙醇-乙酸和乙醇-苯乙醇模拟体系验证超声催化酯化反应和氧化反应的机制:在乙醇-乙酸模拟体系中未检测到乙酸乙酯,在苯乙醇-乙醇体系检测到少量苯乙醛和苯乙酸,未检测到苯乙酸乙酯,超声处理促进了苯乙醇的氧化反应;在该试验条件下,结果显示超声不能催化酯化反应的进行。