超聲波技術在食品加工中的應用與研究

摘 要：超聲波在探究食品科學中有重要的作用，特別是隨著超聲波技術的不斷提高，它在其他行業(yè)也有廣泛的應用。超聲波有很多優(yōu)點，它作為一種波的形式，能夠深入物體的內(nèi)部探究，能夠空化處理，同時，它還有機械效應。它還能發(fā)熱。它運用在食品科學中主要是提高食品中某種物質(zhì)的提取速率，還能夠滅菌，還能夠干燥食品。本文就超聲波的優(yōu)點進行說明，闡述其應用。

關鍵詞：超聲波 食品科學 應用研究

引言：超聲波具有一定的波長，一般是二十赫茲以上。它是以震動的形式進行傳導的，我們不能直接聽到，但是我們可以通過其他物品感受到它的存在。它在應用過程中，由于其能夠聚集起來，同時還具有光的很多特性，比如有特定的方向，還有反射等。它主要有兩種形式，一種是橫波，一種是縱波。主要是根據(jù)波的兩種作用形式命名的。這兩種模式是有區(qū)別的，橫波只作用于固體，而縱波可以在所有形態(tài)的物體上發(fā)生作用。超聲波的應用極其廣泛，它是一種有能量的波，在食品方面有重要的應用，在其他方面應用也比較廣泛。

一、超聲波的應用分析

（1）超聲波能夠幫助我們提取食品中的某種成分，在特定的條件下分離食品成分。

組成食品的成分是多種多樣的，對于不同的成分，提取方法也不同，超聲波對食品中的組成成分有不同的作用。它利用食品成分的特征，在特定的波長下將它們分離，在此過程中，主要用到的原理是空化作用與機械作用。空化現(xiàn)象指的是空氣中的一些粒子在超聲波的作用下會聚集成一些小氣泡，在特定的壓力下，這些氣泡會破解，在食品中的作用原理就是通過植物的外層細胞的壓力作用下，將生物體進行拆分，在短時間內(nèi)可以完成，超聲波利用其工作特性，可以產(chǎn)生振動，將食品內(nèi)的成分分解出來，并且還能分離開來，這樣就能提取一些有效成分。

這種方法比一般提取方便的多，同時，還能加快提取的速度。另外，這種方法提取出來的成分比較純，雜質(zhì)比較少。在實際的工作中，一般用的是頻率比較小功率比較大的超聲波設備，這樣更有利于縮短提取的時間。超聲波技術在提取食品成分方面作用顯著。

（2）超聲波能夠殺菌

如果直接用熱水消毒，那么就會引起部分成分的破壞。導致食品營養(yǎng)成分的丟失，另外，還對食品的味道產(chǎn)生影響，影響其銷售。利用超聲波就會減少這種問題。

在實際的殺菌過程中，由于超聲波具有空化作用，在一定的條件下，利用縱波就可以將細菌集中起來綜合處理，在此過程中，也會形成特定的壓力，同時，能夠自動爆破，消滅細菌。這個過程還涉及到熱效應，就像分子的熱運動一樣，產(chǎn)生碰撞，發(fā)生碰撞的分子會產(chǎn)生一個沖力，能夠破壞他們的結構，達到快速消滅細菌的目的。

（3）超聲波能夠促進結晶。

超聲波對晶體有一定的作用，它能夠促進其生長。能夠縮短其形成的時間。超聲波對晶體的作用是顯著的，但又是比較溫和的。這種情況下，形成的晶體飽過和度比較低。晶體能夠快速的生長，同時，外形也能保持完好。比如，在制藥過程中，如果利用超聲波，就可以使制藥的顆粒大小均勻，同時，超聲波在制作一些口服液之類的東西也有重要的作用。超聲波應用在食品的結晶中，可以使食品的制造多樣化，使其外形結構比較美觀。另外，它對于食品的冷藏處理效果也比較好，它主要是影響冰晶的形成，通過加快能量傳遞的速度，間接影響到食品的質(zhì)量。在短時間內(nèi)促進食品的保存。并且，還不會破壞食品的內(nèi)部結構。最后，超聲波還可以用作清潔材料，利用振動清洗一些物品，減少食品污染。

（4）超聲波是一種隱形的干燥劑。

以前的干燥操作只能利用溫度升高來實現(xiàn)干燥的要求，這種情況下，容易使食品性質(zhì)發(fā)生改變，比如，食品的味道會變化，食品可能被烘干，很多營養(yǎng)成分被破壞等。但是超聲波的出現(xiàn)，避免了這種現(xiàn)象的發(fā)生。超聲波從一定程度上解決了這些問題。由于它本身具有空化作用、熱效應、機械效應。所以，在食品的干燥過程中，它可以使食品中的水分自動轉(zhuǎn)移，同時，能夠分離去除部分結合水，從而實現(xiàn)干燥的目標。在實際的干燥過程中，超聲波更加適合低溫下的干燥。主要是因為它不會升高食品的溫度，對于食品保鮮方面也有重要的作用，它的作用原理是將通過超聲作用將物料部的結合水轉(zhuǎn)移到物料表面再熱風帶走，可顯著提高干燥速度，縮短干燥時間。

（5）超聲波能夠乳化作用。

乳化指的是將一種液體的液滴融合在另一種不相溶的液體中，形成一種乳濁液，是一種高強度的混合操作。超聲波能夠加速乳化過程，也是運用它的工作原理，它具有空化作用和機械作用。能夠把大的液滴拆分成極小的液滴，使均勻穩(wěn)定的分散在不相溶的液體中，達到乳化的目的。超聲波乳化食品具有很多優(yōu)點：首先，它使乳濁液分布比較均勻，其次，它作用下的乳濁液的濃度比較高，穩(wěn)定性能比較好。另外，它還能改變食品的外形結構，使食品樣式多樣化，美觀。最后，它具有一定的融合性，能夠?qū)ν鈦碓黾拥氖称纺軌蛸N合，使食品制作更加方便。

二、超聲波對食品的作用效果

（1）超聲波殺菌可以使食品的保存時間變長。特別是對于一些乳制品來說，能夠增加其保質(zhì)期，保證食品的味道不變。

（2）超聲波從一定程度上節(jié)約了能源，符合我國的生態(tài)理念。它的作業(yè)速度比較快，能夠在短時間內(nèi)完成某項目標，同時，超聲波不僅應用在食品中，在其他行業(yè)中也有重要的應用。

（3）超聲波方便快捷，在實際的工作中，能夠快速的實現(xiàn)某項目標，節(jié)省大量的時間，提高食品的生產(chǎn)率，節(jié)省生產(chǎn)成本，同時，還能提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)的發(fā)展帶來巨大的經(jīng)濟效益。

（4）超聲波應用廣泛，特征多樣。超聲波的作用不僅僅局限于我們已知的作用，它在其他方面也有重要的作用，等待我們?nèi)ヌ剿?，挖掘，和不斷總結。超聲波在食品制作，保鮮方面有重要的作用。

三、結束語

超聲波是一種綠色的能源，它通過波的形式穿透物體，在食品檢測中發(fā)揮了重要的作用，同時，還能提高食品的質(zhì)量。但是超聲波設備造價比較高，目前，超聲波技術還沒有廣泛普及，在實際的研發(fā)過程中，超聲波由于其優(yōu)點被廣泛的應用，但是，由于它的成本實在太高了，對于一些基礎條件的企業(yè)根本用不起此技術。隨著社會生產(chǎn)力以及經(jīng)濟的不斷提高，超聲波設備應該得到優(yōu)化，使其成本降低，能夠方便企業(yè)的正常使用，減少企業(yè)的發(fā)展成本。我們要不斷探究超生波設備的制造，使其具有高的性價比。

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作者簡介：

張旭光（1965.04-），男，漢族，江蘇徐州人，副教授，碩士，主要從事化工工藝及食品工程的教學與研究。