隨著消費者需求的增加，食品和環(huán)境法規(guī)的收緊，傳統(tǒng)的食品加工技術(shù)失去了*性能，從而產(chǎn)生了*的新興技術(shù)。超聲波是近年來在食品工業(yè)中應(yīng)用的一種快速、多用途、新興、有前途的綠色無損技術(shù)。超聲波在食品技術(shù)的各個領(lǐng)域中得到應(yīng)用，如結(jié)晶、冷凍、漂白、脫氣、提取、干燥、過濾、乳化、殺菌、切割等方面。超聲波作為一種有效的保鮮工具，在果蔬、谷類食品、蜂蜜、凝膠、蛋白質(zhì)、酶、微生物失活、谷類技術(shù)、水處理、奶類技術(shù)等食品加工領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。。。。

介紹

多年來，食品工業(yè)對加工食品的zui低需求導(dǎo)致了加工方法的重大變化，因為在關(guān)鍵條件下有些加工技術(shù)通過誘導(dǎo)物理和化學(xué)變化降低了它們的營養(yǎng)水平和生物利用度，從而降低了感官可接受性。因此，為了保持營養(yǎng)、非營養(yǎng)(生物活性)和感官特性，食品工業(yè)設(shè)計了較新的溫和加工方法來代替這些技術(shù)。超聲波法是其中一種快速發(fā)展的技術(shù)，旨在減少加工，提高質(zhì)量，保障食品安全。超聲技術(shù)作為食品工業(yè)研究和發(fā)展的重點領(lǐng)域，是基于頻率高于人類聽覺極限(> 16khz)的機械波，可以分為兩個頻率范圍：低能量和高能量。低能量（低功率、低強度）超聲在強度低于1 Wcm−2 以下的頻率高于100 kHz，而高能量（高功率、高強度）超聲在頻率介于20和500 kHz之間時的頻率高于1 Wcm−2。

超聲波技術(shù)中常用頻率的代表性范圍在20 kHz到60 kHz之間。高頻超聲作為一種分析技術(shù)，用于獲取食品的理化性質(zhì)如酸度、硬度、含糖量、成熟度等信息。而低頻超聲則是通過在其所傳播的介質(zhì)中誘導(dǎo)壓力、剪切和溫差來改變食品的物理和化學(xué)性質(zhì)，并產(chǎn)生空泡，從而使食品中的微生物失活。超聲波處理適用于收獲前后的新鮮蔬菜和水果的質(zhì)量控制，奶酪加工、商業(yè)食用油、面包和谷類產(chǎn)品、散裝和乳化脂肪食品、食品凝膠、充氣食品和冷凍食品的處理。其他應(yīng)用包括檢測蜂蜜摻假和聚集狀態(tài)、大小和蛋白質(zhì)類型的評估。低頻超聲波的頻率范圍和光譜，核磁共振(NMR)一樣是目前、*和廣泛使用的無損分析方法。多年來，低頻超聲波已成功用于研究流體食品的物理化學(xué)和結(jié)構(gòu)特性。

作用機制

超聲波在液體系統(tǒng)中的應(yīng)用會引起聲空化現(xiàn)象，即氣泡的產(chǎn)生、生長和zui終破裂。當(dāng)超聲波傳播時，氣泡振蕩并破裂，從而產(chǎn)生熱量、機械和化學(xué)效應(yīng)。力學(xué)效應(yīng)包括崩塌壓力、湍流和剪切應(yīng)力，而化學(xué)效應(yīng)與自由基的生成無關(guān)?？栈瘏^(qū)產(chǎn)生*的溫度(5000 K)和壓力(1000 atm)。根據(jù)超聲波的頻率，局部產(chǎn)生的正負交替壓力會導(dǎo)致材料膨脹或壓縮，導(dǎo)致細胞破裂。超聲波可使振蕩氣泡內(nèi)的水的水解，從而形成H+和OH -自由基，這些自由基可在某些化學(xué)反應(yīng)中被捕獲，例如自由基可被參與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、底物結(jié)合或催化功能的酶的氨基酸清除。這這種超聲破碎效應(yīng)被均質(zhì)液體顯著抑制。

超聲處理過程中產(chǎn)生的氣泡根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為兩類:

1. 在壓力循環(huán)過程中形成具有平衡大小的非線性大氣泡云被稱為穩(wěn)定的空化氣泡。
2. 不穩(wěn)定的、快速坍縮和崩解成較小的氣泡稱為內(nèi)部(瞬態(tài))空化氣泡。

這些小氣泡快速溶解，但在氣泡拉伸過程中，傳質(zhì)邊界層較薄，界面面積大于氣泡破裂時的界面面積，這意味著在拉伸階段進入氣泡的空氣比在破裂階段流出的空氣要多。

應(yīng)用

目前，超聲技術(shù)在醫(yī)學(xué)掃描超聲治療、礦物加工、納米技術(shù)、食品飲料技術(shù)、無損檢測、工業(yè)焊接、表面清洗、環(huán)境凈化等幾乎所有領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，在食品工業(yè)中得到了極大的關(guān)注。超聲波作為一種非熱敏技術(shù)在熱敏食品中的廣泛應(yīng)用，是因為它保留了感官、營養(yǎng)和功能特性，同時提高了保存期限、微生物安全性，并帶走了細菌生物膜。在過去的幾十年里，超聲波在加工和測試方面的應(yīng)用得到了優(yōu)化，因此超聲波在乳化、消泡、去污、萃取、廢水處理、擠壓和肉質(zhì)嫩化方面的應(yīng)用已經(jīng)商業(yè)化。此外,超聲波輻射,一種低頻能源，已大量用于強化預(yù)處理過程,比如脫氣、結(jié)晶、降水、浸出、清潔、提取、消化樣品制備，改變食物蛋白質(zhì)的功能特性、脂肪產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特性(聲結(jié)晶)和促進生物活性成分的提取。超聲在食品加工中的良好作用包括增強食品的保藏性，輔助熱處理，改善傳質(zhì)，改變食品的結(jié)構(gòu)和分析。隨著超聲電子/換能器設(shè)計的現(xiàn)代化發(fā)展，基于超聲的新型檢測系統(tǒng)和超聲輔助檢測系統(tǒng)不斷發(fā)展，從而超聲技術(shù)也得到了極大的發(fā)展。