高压转变冷冻（High pressure shift freezing,HPSF）是指通过提升压力降低水的冻结点,使水在低温下仍能保持过冷液态,再通过突然释放压力获得巨大过冷度从而控制结晶过程的一种新型食品冷冻技术。在目前常规的技术条件下,用于超高压冷冻装置的承压腔体需由耐压厚实的金属材料制成,传统的研究思路难以对食品在高压低温条件下的状态及其在HPSF过程中的冰晶生成情况进行原位观测。为此本研究自行搭建了适用于超高压冷冻的原位观测平台,借助平台研究了高压低温下纯水和15%蔗糖溶液的拉曼光谱变化。对SD相变标记法进行了改进,并将其应用到测定高压下纯水及溶液的相变温度中。然后根据实验测得的相变温度,分别设置了不同的HPSF技术参数并对蔗糖溶液进行了实验,分析了不同过冷度的HPSF过程中溶液的冰晶生成情况。最后,为了验证和评价HPSF在食品中的真实应用效果,本文还选择了糖度约为15%的枸杞鲜果进行了实验,从冷冻后枸杞的品质及色泽变化两方面评价了HPSF在枸杞中的应用效果,本论文的主要研究内容和结论如下:（1）高压下纯水和15%蔗糖溶液的低温拉曼光谱研究。研究结果表明,当温度从10℃降低至-40℃时,纯水在200 MPa压力下拟合峰的最大红移波数为50 cm-1(常压下一般为150 cm-1),蔗糖溶液在150、200和250 MPa压力下的最大红移波数仅为30.3cm-1,其中200 MPa时频数变化最小,这说明高压和蔗糖溶质的引入都能够提高水的氢键结合强度,并且200 MPa时强度最高;高压下纯水和溶液的拉曼光谱在低频区的拟合峰面积占比随着温度的降低而提高,高频区拟合峰面积占比随温度的降低而降低,200MPa时蔗糖溶液拟合峰面积占比随温度变化的幅度最小,其面积占比与温度间的线性规律也最不明显,这说明了200 MPa时体系氢键结合强度最大,其结构变化受温度的影响也最小。综合看来,高压和蔗糖溶质的加入都能稳定纯水的氢键网络结构,并且200 MPa时体系的氢键结构最稳定,受温度影响也最小。（2）采用SD相变标记法对纯水和15%蔗糖溶液在高压下的相变情况进行了研究。当SD>1时,代表体系处于液态,随着温度降低,SD值逐渐降低,体系逐渐由液态转为固态,当SD降低至1时,代表相变开始发生,此时对应的温度则为相变温度。研究结果表明200 MPa下纯水的相变温度为-22℃,150、200和250 MPa下15%蔗糖溶液的相变温度分别为-19、-31和-25℃,说明了高压和蔗糖溶质稳定了水的氢键网络结构,分别使水的相变温度下降了22℃和9℃,而200 MPa时溶液的相变点最低是因为该压力下体系的氢键网络结构最稳定。相变温度的确定可以为HPSF技术参数的选择提供依据,对于纯水而言,进行HPSF的过冷度的选择范围为0～22℃,而对于糖度为15%的食品体系而言,进行150、200和250 MPa的HPSF处理时过冷度的选择范围分别为0～19℃、0～31℃和0～25℃。（3）根据实验得到的高压下蔗糖溶液的相变温度分别设置了不同的HPSF操作参数并对15%蔗糖溶液进行了实验,研究了HPSF过程中蔗糖溶液的冰晶生成情况。研究结果表明,卸压前后“冰峰”出现了明显红移,而且过冷度越高,卸压后“冰峰”出现的频数越低,这说明HPSF过程生成的冰晶结构比高压下相变时形成的类冰结构更稳定,而且过冷度越大,生成的冰晶密度越大,结构越稳定。计算了卸压1min时溶液中的冰晶生成量,发现当过冷度从10℃提高到30℃时,冰晶生成量提高了约27%,其中过冷度在20～30℃时冰晶量仅提高了3.2%,这说明随着过冷度的提高,HPSF的冰晶生长速率显著提高,但当过冷度高于20℃后,冰晶生长速率开始趋于平缓。（4）对枸杞鲜果分别进行了150 MPa/-10℃、200 MPa/-20℃和250 MPa/-15℃的HPSF处理,对冷冻后枸杞的品质特性进行了研究。结果表明枸杞果实的饱满程度、细胞膜完整度、硬度、可溶性糖含量以及质量损失受过冷度的影响最大,过冷度越高,食品中生成的冰晶尺寸越小,带来的细胞损伤越低,解冻后枸杞的品质特性也越接近新鲜枸杞,并且过冷度越高,枸杞的自由水和结合水迁移量也越少。综合考虑,200 MPa/-20℃的HPSF处理最有利于维持枸杞的品质特性。（5）对不同冷冻处理后枸杞的色泽变化进行研究。以褐变指数（）和色度值（）为评价指标进行分析,值与值及各自主要影响因素间的相关性分析结果表示,枸杞褐变主要与PPO活力与绿原酸、芥子酸和芦丁的含量有关,结合测试结果表明150～200 MPa的高压激活了PPO,促进了酶促褐变反应进程,导致芥子酸、绿原酸和芦丁含量降低;枸杞色度的变化主要与类胡萝卜素的含量有关,结合测试结果表明200～250MPa的HPSF后枸杞中类胡萝卜素降解程度低,因此色泽保持更好。综合考虑250 MPa/-15℃的HPSF处理最有利于维持枸杞的外观色泽。