本文以皮质纤维类肉桂、果实类胡椒及高湿高粘类大蒜为原料,研究深冷粉碎对香辛料风味物质组成特征的影响,并探究香辛料物性特征和深冷粉碎工艺条件对香辛料深冷粉碎破壁提取效果的影响机制。主要研究内容和成果如下:首先,研究深冷粉碎对肉桂粉末粒径分布、形貌特征、挥发油和肉桂醛含量、风味组成和气味特征影响。结果表明,肉桂硬度和脆性随冷冻温度降低先增后降;深冷粉碎使肉桂粉破壁率、比表面积分别比常温粉碎提高1.19倍和1.22倍;深冷粉碎后,肉桂挥发油和肉桂醛含量均在-35℃达到最高值,为3.48%±0.02%和181.43±4.52μg/g,肉桂粉风味物质中萜烯类、芳香烃和醇类物质含量增加,醛类含量略降低且风味丰富度较好,对酸味、苦味和苦味回味响应值增大。进一步采用双水相萃取深冷粉碎肉桂挥发油并分析其挥发油含量和风味物质变化。以挥发油得率为指标得出其最佳工艺为:乙醇质量分数25%,磷酸二氢钠质量分数34%,固液比1:15 g/mL;萃取时间60 min,萃取温度35℃,此条件下肉桂挥发油和肉桂醛得率为2.82%±0.02%和0.04%±0.00%,比常规水蒸气蒸馏法分别提高1.07倍和1.31倍。双水相萃取法制得挥发油中含有更多萜烯类成分,保留其长链烷烃、醇类及醛酮类芳香化合物的组成含量。其次,研究深冷粉碎过程物料含水率和粉碎温度对胡椒粉末粒径分布、形貌特征、挥发油和胡椒碱含量、风味组成和气味特征影响。结果表明,胡椒硬度和脆性随含水率增加均先增后降,随冷冻温度降低胡椒硬度整体呈现增加趋势而脆性则先增后降;深冷粉碎胡椒粉离散度降低,破壁率增加且其挥发油和胡椒碱含量分别最高增至常温粉碎1.14倍和1.38倍;深冷粉碎后胡椒粉风味物质中主要的萜烯类成分含量随含水率增加而降低、随粉碎温度降低而先增后降且增强烷烃、醇类芳香成分的气味强度;深冷粉碎后胡椒油中风味物质总量最高增加到常规粉碎物料1.41倍,其中主要萜烯类、醇类成分含量增加且增强甲基类、芳香有机硫化物的气味强度。进一步采用低共熔溶剂法提取深冷粉碎胡椒粉中胡椒碱,以胡椒碱得率为指标优化得出氯化胆碱-柠檬酸体系下最佳参数为:摩尔比为3:1,含水率为25%,固液比为1:50 g/mL,提取时间为20 min,胡椒碱最高得率为32.38±0.18 mg/g。在上述提取条件下,随着粉碎温度降低和含水率提高,胡椒碱提取得率均呈上升趋势,并在粉碎温度为-40℃时胡椒碱得率达到最高值45.38±0.54 mg/g,比常温粉碎提高了68.76%。再次,研究深冷粉碎对大蒜粉末粒径分布、形貌结构、粉体特性、挥发油和大蒜素含量、风味组成和气味特征影响。研究结果表明,随冷冻温度降低,蒜片硬度和脆性均先增后降;深冷粉碎蒜粉破壁率、比表面积增加,蒜粉沉降率、安息角和滑角均降低,而蒜粉中挥发油和大蒜素含量分别最高增至常温粉碎1.51倍和1.36倍。深冷粉碎后蒜粉中烷烃类、酰胺类物质含量增加明显且增强氮氧化合物、甲基类、有机硫化物芳香成分的气味强度,蒜油中烷烃类、醚类物质含量显著增加,醛类物质降低且促进苯类、氨类、短链烷烃及硫化物的富集。最后,利用相关性分析和结构方程模型研究香辛料物性特征和粉碎条件对破壁和提取效果的影响机制。结果表明,香辛料硬度和脆性越强,物料深冷粉碎细胞破壁率越高,有效成分提取率也越高;物料含水率越高,物料力学特性参数硬度和脆性越强;随物料力学特性增强和粉碎温度降低,深冷粉碎对物料粉碎效果增强。因此,通过调控物料水分含量理论上能够获得适宜粉碎的力学特性,通过增强物料力学特性和降低粉碎温度理论上能够获得较好的深冷粉碎粒度效果,为香辛料精深加工利用提供理论指导。