發布時間：2022-05-27所屬分類：農業論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要 近年來，超聲波技術逐漸應用于食品工業領域，該項技術殺菌效果較好，較巴氏殺菌對食品品質和風味的損害性更低，被視為一種具有潛力的非熱力殺菌技術。對超聲波技術進行簡單介紹并對其影響因素進行探究，同時與傳統熱力殺菌技術巴氏殺菌法進行對比，為超聲波技術
摘 要 近年來，超聲波技術逐漸應用于食品工業領域，該項技術殺菌效果較好，較巴氏殺菌對食品品質和風味的損害性更低，被視為一種具有潛力的非熱力殺菌技術。對超聲波技術進行簡單介紹并對其影響因素進行探究，同時與傳統熱力殺菌技術巴氏殺菌法進行對比，為超聲波技術的廣泛應用提供必要的理論背景。
關鍵詞 超聲波;殺菌;巴氏殺菌法;非熱力殺菌技術;食品工業
1 超聲波技術介紹
1.1 超聲波技術
超聲波是一種快速、通用、無損害，廣泛應用于食品加工領域的綠色技術，可提高食品質量以及保障食品安全。從物理角度理解，超聲波是一種超過人類聽覺閾值的振動能量，按照頻率將超聲波分為高頻超聲波 20 kHz~40 kHz 和低頻超聲波 40 kHz~1 MHz。不同頻率的超聲波在食品加工方面的應用領域有差異。低頻超聲波用于分析食品的物理、化學性質，如酸度、硬度、含糖量、成熟度等，而高頻超聲波則用來改變食物的物理和化學性質，滅活食物中的微生物。按照美國食品和藥物管理局的要求，使用超聲波處理食品是可行的。超聲波用于滅活微生物，而不會對食品的營養成分、質量、感官等產生負面影響，目前被認為是微生物滅菌熱處理的替代方法。
1.2 超聲波技術殺菌的效果
研究表明，超聲波殺菌機理主要是起聲波產生的空化作用。超聲波設備產生的波在液體介質中形成氣泡，隨后氣泡的體積不斷增大直到超聲波的能量不足以將氣相保留在氣泡里，氣泡快速裂解，從而產生沖擊波。氣泡破裂后周圍介質迅速升溫、壓力增大并伴有自由基生成，同時還有氣泡破裂產生的機械力，在各因素共同作用下，酶失活、細胞膜裂解，最終導致細胞死亡。Xinyu Liao 等探究超聲波對革蘭氏陰性和革蘭氏陽性微生物的作用方式時發現，在超聲波作用下，大腸埃希菌和金黃色葡萄球菌都出現了不可逆的損傷，然而還出現了細胞包膜完整而細胞內成分嚴重損傷的現象，這與超聲波產生的自由基進入微生物細胞內相關。此 外 ， Antanas Sarkinas 等研究發現超聲波對蠟樣芽孢桿菌、單核細胞增生李斯特菌、大腸桿菌、鼠傷寒沙門氏菌等都有一定的殺滅作用，并且對革蘭陽性菌的殺滅作用更強。Xiaohuang Cao 等分析超聲波預處理對冷凍干燥大麥的殺菌效果時也得出超聲波能夠有效減少微生物菌落數量。綜上，超聲波對細菌的殺滅作用是得到證實的。
1.3 超聲波技術的其他應用領域
除了用于食品的殺菌，超聲波技術還廣泛應用于食品加工的多種領域。超聲波技術可以在烹飪過程中改善熱量傳導和食物的感官質量，在凍藏食物時可以減少冷凍時間、減少冰晶生成和加速溫度下降，還能夠更加安全有效地對碳酸飲料或者發酵產品等進行消泡和脫氣，對液態發酵食品風味的成熟能起到加速作用。湯彩碟等總結了超聲波技術在不同種類竹筍的保鮮和加工上的應用，發現超聲波可以提高竹筍中化合物如多糖、酚類等的提取效率。
1.4 超聲波殺菌技術的影響因素
影響超聲波殺菌效果的因素有很多，從超聲波特性的角度分析，殺菌效果的影響因素主要是波長和頻率。從食品角度分析，食品暴露于外部環境的時間、被污染的細菌類型、食品種類以及成分都會影響到超聲波的殺菌效果。
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2 食品加工過程中常用的熱處理技術和超聲波殺菌的區別
在傳統食品加工中，熱處理是最常見和使用最廣泛殺菌技術，尤其是巴氏殺菌法 (72 ℃~75 ℃， 15 s-16 s 或 80 ℃~85 ℃，10 s~15 s)。巴氏滅菌可以殺滅微生物以提高產品的貨架期，廣泛應用于牛奶、啤酒等產品。但由于巴氏滅菌采用高溫滅菌的方法，而多數食物是熱敏感的，經此方法加工得到的食品其成分、風味、食品功能會受到一定的影響。超聲波技術作為非熱處理殺菌技術的代表，能夠很好地避免上述影響。研究表明，應用于各類果汁中的微生物滅活時，超聲波處理和巴氏殺菌的滅菌效果有可比性，同時，經過超聲波處理的果汁其穩定性更好，沒有明顯的風味損失。在對乳制品滅菌過程中，超聲波對乳制品中總蛋白或酪蛋白含量沒有較大影響，同時殺菌效果明顯、處理更均勻、風味損失更小。崔帥等研究發現，超聲波在對果蔬汁進行殺菌的同時可以保持果蔬汁的口感，減少品質的下降，在一定程度上可以彌補巴氏殺菌降低果蔬汁抗氧化活性的不足。
3 展 望
現在有多項研究結果表明，超聲波技術可以有效滅活食物中的微生物或者酶，同時，較巴氏殺菌法，超聲波殺菌技術在生產率、產量和質量等方面都具有一定的優勢，并且對環境沒有威脅，但是由于諸多因素可以影響到其殺菌效果，而且針對不同食品難以制定標準以獲得最好的處理效果，因此。超聲波殺菌技術在食品領域的廣泛應用仍面臨諸多挑戰。——論文作者：賈 雯
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