随着消费者需求的增加以及食品和环境法规的收紧，传统的食品加工技术已经失去了性能，从而导致优越的新兴技术。超声波是近年来应用于食品行业的一种快速、多用途、新兴且有前途的绿色无损技术。超声波应用于食品技术的各个领域，如结晶、冷冻、漂白、脱气、萃取、干燥、过滤、乳化、杀菌、切割等。超声波作为一种有效的保鲜工具，已广泛应用于水果蔬菜、谷物、蜂蜜、凝胶、蛋白质、酶、微生物灭活、谷物技术、水处理、牛奶技术等食品加工领域。

介绍

     多年来，食品工业对加工食品的Zui低需求导致了加工方法的重大变化，因为在关键条件下，一些加工技术通过诱导物理和化学变化来降低其营养水平和生物利用度，从而降低感官接受度。因此，为了保持营养，非营养（生物活性）和感官特性，食品工业设计了更新的温和加工方法来取代这些技术。超声波法是快速发展的技术之一，旨在减少加工，提高质量，确保食品安全。超声技术作为食品工业研发的重点领域，以频率高于人类听觉极限（>16khz）的机械波为基础，可分为两个频率范围：低能量和高能量。在低于 1 Wcm−2 的频率下，低能量（低功耗、低强度）超声高于 100 kHz，在频率在 20 至 500 kHz 之间高于 1 Wcm−2 时，高能（高功率、高强度）超声。

     超声波技术中常用的代表性频率范围在20 kHz和60 kHz之间。作为一种分析技术，高频超声波用于获取有关食品的物理和化学性质的信息，例如酸度，硬度，糖含量和成熟度。低频超声波通过诱导其传播介质中的压力，剪切和温差来改变食品的物理和化学性质，并产生液泡，从而使食品中的微生物失活。超声波处理适用于新鲜蔬菜和水果收获前后的质量控制，奶酪加工，商业食用油，面包和谷物制品，散装和乳化脂肪食品，食品凝胶，充气食品和冷冻食品的加工。其他应用包括检测蜂蜜掺假和聚集状态、大小和蛋白质类型评估。低频超声的频率范围和频谱，以及核磁共振（NMR），是目前Zui流行、Zui实用、应用Zui广泛的无损分析方法。多年来，低频超声波已被成功用于研究液体食品的理化和结构特性。

机制

      超声波在液体系统中的应用会引起声学空化，即气泡的产生、生长和Zui终破裂。当超声波传播时，气泡振荡和破裂，产生热，机械和化学效应。机械效应包括坍塌压力、湍流和剪切应力，而化学效应则与自由基的产生无关。气蚀区产生极高的温度（5000 K）和压力（1000个大气压）。根据超声的频率，局部产生的交变正负压力可导致材料膨胀或压缩，导致细胞破裂。超声波可以水解振荡气泡中的水，形成H+和OH自由基。这些自由基可以在某些化学反应中被捕获。例如，自由基可以参与酶的结构稳定，底物结合或催化功能。氨基酸被清除。这种超声波断裂效应被均匀的液体显着抑制。

超声波处理过程中产生的气泡根据其结构可分为两类：

在压力循环中形成具有平衡大小的大型非线性气泡云称为稳定的空化气泡。

不稳定，快速的坍塌和分解成较小的气泡称为内部（瞬态）空化气泡。

这些小气泡溶解迅速，但在气泡拉伸过程中，当气泡破裂时，传质边界层较薄，界面面积大于界面面积。这意味着在拉伸阶段进入气泡的空气大于在爆破阶段流出的空气。多。

应用

     目前，超声技术已广泛应用于医疗扫描超声治疗、选矿、纳米技术、食品饮料技术、无损检测、工业焊接、表面清洗、环境净化等几乎所有领域，在食品工业中得到了极大的应用。的顾虑。超声波作为一种非热敏技术，广泛用于热敏食品，因为它保留了感官，营养和功能特性，同时改善了保质期，微生物安全性，并带走了细菌生物膜。在过去的几十年中，超声波在加工和测试中的应用得到了优化，因此超声波在乳化，消泡，去污，提取，废水处理，挤出和肉类嫩化中的应用已经商业化。此外，超声波辐射作为一种低频能源，已被广泛用于增强预处理过程，如脱气、结晶、沉淀、浸出、清洗、提取、消化样品制备，以及改变食品蛋白质的功能特性和脂肪制品的结构性质（声学结晶），促进生物活性成分的提取。超声波在食品加工中的良好效果包括增强食品的保存，辅助热处理，改善传质以及改变食品的结构和分析。随着超声波电子/换能器设计的现代发展，新型基于超声波的检测系统和超声波辅助检测系统不断发展，超声波技术也得到了极大的发展。