超声波技术在食品加工中的应用与研究

摘 要：超声波在探究食品科学中有重要的作用，特别是随着超声波技术的不断提高，它在其他行业也有广泛的应用。超声波有很多优点，它作为一种波的形式，能够深入物体的内部探究，能够空化处理，同时，它还有机械效应。它还能发热。它运用在食品科学中主要是提高食品中某种物质的提取速率，还能够灭菌，还能够干燥食品。本文就超声波的优点进行说明，阐述其应用。

关键词：超声波 食品科学 应用研究

引言：超声波具有一定的波长，一般是二十赫兹以上。它是以震动的形式进行传导的，我们不能直接聽到，但是我们可以通过其他物品感受到它的存在。它在应用过程中，由于其能够聚集起来，同时还具有光的很多特性，比如有特定的方向，还有反射等。它主要有两种形式，一种是横波，一种是纵波。主要是根据波的两种作用形式命名的。这两种模式是有区别的，横波只作用于固体，而纵波可以在所有形态的物体上发生作用。超声波的应用极其广泛，它是一种有能量的波，在食品方面有重要的应用，在其他方面应用也比较广泛。

一、超声波的应用分析

（1）超声波能够帮助我们提取食品中的某种成分，在特定的条件下分离食品成分。

组成食品的成分是多种多样的，对于不同的成分，提取方法也不同，超声波对食品中的组成成分有不同的作用。它利用食品成分的特征，在特定的波长下将它们分离，在此过程中，主要用到的原理是空化作用与机械作用。空化现象指的是空气中的一些粒子在超声波的作用下会聚集成一些小气泡，在特定的压力下，这些气泡会破解，在食品中的作用原理就是通过植物的外层细胞的压力作用下，将生物体进行拆分，在短时间内可以完成，超声波利用其工作特性，可以产生振动，将食品内的成分分解出来，并且还能分离开来，这样就能提取一些有效成分。

这种方法比一般提取方便的多，同时，还能加快提取的速度。另外，这种方法提取出来的成分比较纯，杂质比较少。在实际的工作中，一般用的是频率比较小功率比较大的超声波设备，这样更有利于缩短提取的时间。超声波技术在提取食品成分方面作用显著。

（2）超声波能够杀菌

如果直接用热水消毒，那么就会引起部分成分的破坏。导致食品营养成分的丢失，另外，还对食品的味道产生影响，影响其销售。利用超声波就会减少这种问题。

在实际的杀菌过程中，由于超声波具有空化作用，在一定的条件下，利用纵波就可以将细菌集中起来综合处理，在此过程中，也会形成特定的压力，同时，能够自动爆破，消灭细菌。这个过程还涉及到热效应，就像分子的热运动一样，产生碰撞，发生碰撞的分子会产生一个冲力，能够破坏他们的结构，达到快速消灭细菌的目的。

（3）超声波能够促进结晶。

超声波对晶体有一定的作用，它能够促进其生长。能够缩短其形成的时间。超声波对晶体的作用是显著的，但又是比较温和的。这种情况下，形成的晶体饱过和度比较低。晶体能够快速的生长，同时，外形也能保持完好。比如，在制药过程中，如果利用超声波，就可以使制药的颗粒大小均匀，同时，超声波在制作一些口服液之类的东西也有重要的作用。超声波应用在食品的结晶中，可以使食品的制造多样化，使其外形结构比较美观。另外，它对于食品的冷藏处理效果也比较好，它主要是影响冰晶的形成，通过加快能量传递的速度，间接影响到食品的质量。在短时间内促进食品的保存。并且，还不会破坏食品的内部结构。最后，超声波还可以用作清洁材料，利用振动清洗一些物品，减少食品污染。

（4）超声波是一种隐形的干燥剂。

以前的干燥操作只能利用温度升高来实现干燥的要求，这种情况下，容易使食品性质发生改变，比如，食品的味道会变化，食品可能被烘干，很多营养成分被破坏等。但是超声波的出现，避免了这种现象的发生。超声波从一定程度上解决了这些问题。由于它本身具有空化作用、热效应、机械效应。所以，在食品的干燥过程中，它可以使食品中的水分自动转移，同时，能够分离去除部分结合水，从而实现干燥的目标。在实际的干燥过程中，超声波更加适合低温下的干燥。主要是因为它不会升高食品的温度，对于食品保鲜方面也有重要的作用，它的作用原理是将通过超声作用将物料部的结合水转移到物料表面再热风带走，可显著提高干燥速度，缩短干燥时间。

（5）超声波能够乳化作用。

乳化指的是将一种液体的液滴融合在另一种不相溶的液体中，形成一种乳浊液，是一种高强度的混合操作。超声波能够加速乳化过程，也是运用它的工作原理，它具有空化作用和机械作用。能够把大的液滴拆分成极小的液滴，使均匀稳定的分散在不相溶的液体中，达到乳化的目的。超声波乳化食品具有很多优点：首先，它使乳浊液分布比较均匀，其次，它作用下的乳浊液的浓度比较高，稳定性能比较好。另外，它还能改变食品的外形结构，使食品样式多样化，美观。最后，它具有一定的融合性，能够对外来增加的食品能够贴合，使食品制作更加方便。

二、超声波对食品的作用效果

（1）超声波杀菌可以使食品的保存时间变长。特别是对于一些乳制品来说，能够增加其保质期，保证食品的味道不变。

（2）超声波从一定程度上节约了能源，符合我国的生态理念。它的作业速度比较快，能够在短时间内完成某项目标，同时，超声波不仅应用在食品中，在其他行业中也有重要的应用。

（3）超声波方便快捷，在实际的工作中，能够快速的实现某项目标，节省大量的时间，提高食品的生产率，节省生产成本，同时，还能提高生产效率，为企业的发展带来巨大的经济效益。

（4）超声波应用广泛，特征多样。超声波的作用不仅仅局限于我们已知的作用，它在其他方面也有重要的作用，等待我们去探索，挖掘，和不断总结。超声波在食品制作，保鲜方面有重要的作用。

三、结束语

超声波是一种绿色的能源，它通过波的形式穿透物体，在食品检测中发挥了重要的作用，同时，还能提高食品的质量。但是超声波设备造价比较高，目前，超声波技术还没有广泛普及，在实际的研发过程中，超声波由于其优点被广泛的应用，但是，由于它的成本实在太高了，对于一些基础条件的企业根本用不起此技术。随着社会生产力以及经济的不断提高，超声波设备应该得到优化，使其成本降低，能够方便企业的正常使用，减少企业的发展成本。我们要不断探究超生波设备的制造，使其具有高的性价比。

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作者简介：

张旭光（1965.04-），男，汉族，江苏徐州人，副教授，硕士，主要从事化工工艺及食品工程的教学与研究。