天然食品大分子存在一些缺陷,如植物蛋白水化性质差、淀粉固有性质不足、纤维口感粗糙。改性食品大分子以克服其缺陷或者赋予其更多优越性能,成为食品基础研究的热点。本团队前期认识到动态高压微射流技术在改性大分子方面具有局限性,如处理含大颗粒或难溶等特性的食品大分子易被堵塞、处理量小、缺乏处理食品复杂体系对大分子影响规律的研究。近几年,本团队创制了具有孔径大和独特撞击模式反应腔体的工业级高压射流磨（ISM）,可有效加工含固体大颗粒的多相流,为真正大规模工业化改性食品大分子和加工食品复杂体系提供了可能。因此,本文以世界性第二大食用豆类—豌豆为研究对象,先探讨高压射流磨对豌豆基食品大分子的改性及其机理,再考察高压射流磨对全组分豌豆中主要成分的影响,并比较其与改性单一豌豆大分子效果的差异;研究结果可为高压射流技术在食品大分子改性和全组分食品制备方面的工业化应用提供参考。主要研究结论如下:（1）高压射流磨对豌豆淀粉的改性及其机理研究:以豌豆淀粉为改性对象,并选择比豌豆淀粉更大粒径的马铃薯淀粉和更小粒径的大米淀粉进行比较。采用ISM在不同压力下（30,60,90和120 MPa）处理淀粉,SEM观察发现豌豆淀粉的表面变得粗糙,马铃薯淀粉颗粒先溶胀再破碎坍塌为碎片,大米淀粉颗粒变形而聚集。随着ISM处理压力的增加,豌豆淀粉和大米淀粉的粒径增大,马铃薯淀粉的粒径先增大后减小。ISM处理造成了淀粉不同程度的损伤,豌豆淀粉、马铃薯淀粉和大米淀粉的损伤程度分别从0.89%增加到3.39%、0.52%增加至21.87%、4.25%增加至17.99%。同时,XRD和FITR分析发现ISM处理降低了淀粉的相对结晶度和1047/1022 cm-1值,表明打断了淀粉的长程结晶结构和短程有序结构。DSC分析发现ISM处理降低了淀粉的糊化焓值,引起淀粉发生糊化,ISM诱导豌豆淀粉发生糊化是导致淀粉颗粒结构、结晶结构和内部有序结构发生变化的主要原因。淀粉糊化和内部结构的破坏导致了淀粉糊化粘度的增加。RVA测试结果表明随ISM处理压力的增加,豌豆淀粉的糊化粘度逐渐升高,而马铃薯淀粉和大米淀粉的糊化粘度先升高后降低。动态粘弹流变性质表明豌豆淀粉和马铃薯淀粉弹性模量增加,损耗因子减小,而大米淀粉的弹性模量减小,损耗因子增加,表明ISM技术可有效调节淀粉的凝胶网络强度和机械加工稳定性。研究结果为ISM应用于加工全谷物产品提供理论基础。（2）高压射流磨对豌豆纤维的改性及其机理研究:以豌豆纤维为改性对象,并选择结构更致密的玉米麸皮进行比较。采用ISM技术在不同压力下（60,90和120 MPa）一次处理和120 MPa两次处理豌豆纤维和麸皮。粒径分析表明ISM处理降低了豌豆纤维和玉米麸皮的粒径。CLSM和SEM观察到大而致密的厚块豌豆纤维被打断为蓬松的卷曲薄片,ISM也松散了厚而结实的玉米麸皮,改变麸皮中类胡萝卜素和类黄酮等活性成分的分布。XRD分析表明ISM处理破坏了豌豆纤维和玉米麸皮的结晶结构,降低了结晶度,但玉米麸皮更高的结晶结构弱化了ISM处理对其改性的效果。同时,豌豆纤维的堆积密度、WRC和OHC分别增加了3.7、2.1和2.6倍。豌豆纤维致密结构的破坏、更大表面积的暴露和结晶结构的打断可能暴露了更多的水结合和油吸附位点,从而改善了豌豆纤维的水合性质和OHC。相比豌豆纤维,玉米麸皮WRC和OHC的改善效果低于豌豆纤维,可能与玉米麸皮致密的形貌和结晶结构有关。研究结果可为ISM技术提高富含纤维的食品资源废弃物利用提供思路。（3）高压射流磨对豌豆蛋白的改性及其机理研究:采用ISM在不同压力下（30,60,90和120 MPa）处理豌豆蛋白,实验结果表明ISM处理将豌豆蛋白的溶解性从16.99%提高到64.28%。ISM处理后,豌豆蛋白粒径减小、比表面积增大和微观形态由厚块状变为细薄片的变化均有利于其与水相互作用,从而引起蛋白溶解性的增加。荧光光谱分析结果发现ISM处理增加了豌豆蛋白的内源荧光强度和表面疏水性,表明ISM诱导了豌豆蛋白分子的去折叠和变性。同时,ISM处理降低了豌豆蛋白二硫键的含量,SDS-PAGE分析发现ISM处理改变了蛋白的组分模式,Legumin及其亚基条带褪色,表明ISM处理打断了豌豆蛋白的二硫键和改变了其一级结构。ISM通过诱导蛋白变性、打破二硫键和改变一级结构促进不溶性蛋白质分子或聚集体转化为可溶性的颗粒,从而提高溶解性。研究结果可为高压射流磨开发植物蛋白基食品提供理论基础。（4）高压射流磨对全组分豌豆中主要大分子的影响研究:采用ISM技术在不同压力下（60,90和120 MPa）一次处理和120 MPa两次处理全组分豌豆。粒径分析发现全组分豌豆的粒径值随处理压力增大逐渐减小,D[4,3]、D50和D90分别从123.7μm、119.0μm、269.0μm降低至33.9μm、27.7μm、70.7μm,表明ISM处理对全组分豌豆具有细化作用。全组分豌豆中损伤淀粉含量从0.63%增至22.89%;SEM形貌观察到ISM处理破坏了全组分豌豆中的淀粉颗粒。CLSM观察微观结构发现ISM处理将全组分豌豆中的致密块状纤维撕毁为结构疏松的状态。对全组分豌豆进行离心,发现沉淀中蛋白的含量减少;X射线能谱分析发现沉淀中N元素的含量降低,表明ISM处理导致了全组分豌豆中更多豌豆蛋白溶解。分析高压射流磨处理对全组分豌豆中主要成分的影响与ISM改性豌豆大分子效果的差异,发现ISM处理引起全组分豌豆中组分的变化与处理单一豌豆大分子引起的变化相似,如淀粉损伤、纤维撕毁、蛋白溶解,但全组分豌豆中组分变化的程度与改性单一大分子引起的变化程度存在一定的差异,可能是全组分豌豆中多组分共存引起某一组分所受机械作用力加强或减轻引起的。