食品科學中超聲波技術的應用

□ 楊 陽 赤峰工業職業技術學院

1 引言

超聲波是一種頻率高于2萬赫茲的聲波，無法被人體所感知，但卻具有多種化學、物理效應。超聲波技術在食品科學中的應用主要有提取、合成、殺菌、貯藏以及提高品質等，應用范圍十分廣泛，是一種實用性和安全性都比較高的先進技術，對于食品加工工藝技術以及質量的提高具有促進作用。

2 食品提取

超聲波技術應用于食品科學中，可以從不同的食品固體原料中提取出目標成分，例如，從植物果實、植物籽或者植物花莖中提取出相應的香料或者油等[1]。同時，超聲波技術還可以對動物軀體組織中的有害物質和有益物質進行提取分離。另外，超聲波技術還可以將蘋果、梨、菠菜、芹菜等瓜果蔬菜中的汁液提取出來，制作成果汁、蔬菜汁等。超聲波技術在食品科學中的應用不但可以提高食品固體原料的破碎效果，而且還可以針對食品進行更深層次的純化處理[2]。

食品添加劑是一種可以改善食品色澤、香味、營養以及延長食品保存期限的物質，對食品的食用口感以及外觀等方面的改善都具有十分重要的作用。目前，超聲波技術在食品添加劑的合成以及篩分方面的應用已經取得了很大的進步，食品添加劑超聲波振動篩的使用，可以有效改善食品添加劑帶電靜電粉體的粘附效應，從而提高篩分效率與質量。超聲波技術在殺菌防腐劑以及氫化大豆油等方面的實踐應用技術趨于成熟，食品科學研究也比較多，獲得的實用效果良好。

3 食品殺菌

食品殺菌是食品加工生產過程中必不可少的關鍵環節之一，是保證食品質量安全的核心內容。超聲波技術在食品殺菌過程中的應用，主要作用機制是利用超聲波所形成的空化作用完成殺菌任務。超聲波技術的應用過程中會產生十分劇烈的機械運動，可以對非均相界面造成比較大的切向力，切向力的產生會對食品加工過程中以及食品包裝過程中遺留的污垢產生作用，將污垢進行有效的祛除，從而保證食品生產加工過程中的食品質量安全。現階段，超聲波技術已經在板鴨的殺菌保鮮、果蔬殺菌、品質保持以及超聲波清洗等方面取得了很高的應用效果，在西方發達國家以及日本等，已經將超聲波技術應用于例如酒類、鮮奶制品等液體食品方面，起到了良好的殺菌作用，同時也有助于保持液體食品的初始口感和原有的營養，應用范圍極為廣泛。

4 超聲波結晶與冷凍

在超聲波作用下，飽和溶液會產生大量的結晶，同時，不同頻率的超聲波會得到不同粒度的結晶體沉淀物。例如，食鹽、味精、蔗糖等調味品的生產加工都應用了超聲波技術，而且超聲波作用產生的結晶體不容易附著在冷卻管上，便于收集結晶產物，提高冷卻速率。

5 食品清洗與除沫

在水果、蔬菜以及糧食等食品品類的清洗和除沫中應用超聲波技術，可以有效提高食品的等級、質量以及生產效率等，超聲波在食品清洗與除沫操作流程中應用，具有泡沫一邊產生一邊消失的現象，從而實現食品清洗與除沫的自動化操作，在保證食品清洗效果的前提下，最大限度的減少了泡沫的產生，進一步提高食品生產效率，提高食品質量和品質。

6 提高肉制品品質

還可以使用超聲波對肉制品進行破碎，超聲波可以對肉制品的肌纖維進行有效的破壞，進而分泌出一種粘稠物質，增加肉制品的粘度。同時，使用超聲波技術還可以對肉制品的肉質起到嫩滑的作用，并在在室溫環境下對肉制品進行超聲波輻射還可以減少肉制品中的結締組織，提高肉制品的口感和食用品質。使用超聲波對冷凍后的豬背脊進行輔助解凍，解凍后的豬背脊可以保持較好的物理、化學以及生物學特性，豬背脊的品質與冷凍前相差不大，品質保持效果比較好。

7 食品過濾

將兩臺相同的超聲換能器組裝在同一個水平面上，并采用相向對置的位置，在食品過濾工作中，兩臺超聲換能器的工作頻率設定不同，具有輕微的差別，換能器之間就會形成駐波，從而使溶液中的離子聚集，并且隨著駐波的移動引起滯留在相距半波長位置上的離子朝著超聲換能器的另一側移動，經由分流后即可將食品中的固相以及液相進行分離，從而達到食品過濾的最終目的。

8 結語

綜上所述，隨著超聲波技術的不斷發展與完善，其應用于食品科學中的范圍越來越大，并且在食品提取、添加劑合成、食品殺菌、食品結晶與冷凍、食品清洗除沫以及食品過濾和品質提升等多個方面取得了良好的應用效果。所以，應該不斷加大對超聲波技術在食品科學中的研究投入，不斷提高技術應用效率與效果，進一步提高我國食品加工生產質量，為百姓營造一個健康、綠色的食品加工生產環境，保證制品的品質優良與食用安全。