超声波技术在食品工业中的应用.doc

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1、毕业论文文献综述食品科学与工程超声波技术在食品工业中的应用［摘要］超声波是一种频率大于20KHz以上的声波，是一种机械振动在媒质中的传播过程,其频率高，波长短，具有方向性好、功率大、穿透力强等特点。在食品工业中的应用非常广泛，其中包括:超声提取、超声灭鼠、超声干燥、超声乳化、超声过滤、超声清洗等方面的应用。超声波技术在食品工业中的应用越来越广泛。超声波技术在食品领域的应用依能量强度主要分为两大类:低强度超声波技术和高强度超声波技术。低强度的超声波技术为一非破坏性技术，可用来分析检测食品体系中一些非常有用的物化性质，高强度超声波技术主要被用于食品的物理和化学改性领域。本文主

2、要论述了超声波在食品工业中的应用和发展前景。［关键词］超声波；应用；食品工业；1超声波的概述超声波为频率高于20KHz以上的有弹性的机械振荡，由于其超出人的听觉上限，故称之为超声波。超声波只有多种物理和化学效应，超声波发生主要通过3种方法：通过机械装置产生谐振方法，一般频率较低，利用刚磁性材料的磁致伸缩现象的电一声转换器发出超声波的方法，频率在几千赫兹到一百千赫兹；最后一种方法为利用压电或电致伸缩效应的材料，加上高频电压，使其按电压的正负和大小产生高频伸缩，产生频率100MHz到GHz量级。超声波与媒质的相互作用可分为热机制、机械（力学）机制和空化机制3种。1.1热机制超

3、声波在媒质中传播时，其振动能量不断被媒吸收转变为热量而使媒质温度升高，此种升温方式与其它加热方•法相比达到同样的效果，从而这种使媒质温度升高的效应称之为超声的热机制。1.2机械机制超声波的机械机制主要是辐射压强和强声压强引起的。在力学效应中主要有搅拌、分散、成雾、凝聚、冲击破碎和疲劳损坏等作用。超声波也是一种机械能量的传播形式,波动过程中的力学量，如原点位移、振动速度、加速度及声压等参数可以表述超声效应。1.3空化机制在液体中，当声波的功率相当大，液体受到的负压力足够强时，媒质分子间的平均距离就会增大并超过极限距离，从而将液体拉断形成空穴，在空化泡或空化的空腔激烈收缩与崩

4、溃的瞬间，泡内可以产生局部的高压，以及数千度的高温，从而形成超声空化现象，空化现象包括气泡的形成、成长和崩溃过程。可见，空化机制是超声化学的主动力，使粒了运动速度大大加快，破坏粒了的力的形成，从而使许多物理化学和化学过程急剧加速，对乳化、分散、萃取以及其它各种工艺过程有很大作用。2超声波在食品行业中应用2.1超声波提取超声提取叩超声萃取，是从固体物料中提取有用成分。利用超声波可以从植物的花、果、籽中提取香料与汕；也可从动物组织中提取有用（或有害）物质，如超声提取鱼肝油，超声从猪肉中提取残留农药等；用超声处理经粉碎过的苹果、梨、草莓、菠菜等果蔬的浆体，有利于进一步细化，使汁

5、液中的果胶降解，粘度降低，提高出汁率和汁液质量。Fred等人用超声技术提取棉籽中的油脂使产量大幅提高。2.2杀菌杀菌是保证食品安全保藏的必要条件，超声波的杀菌作用主要是由于其所形成的空化作用。其机理可能是由于在超声过程中产生及打破波动压力所生成的微小气泡而产生的机械振动机制，这种振动具有破坏细胞结构及组成作用。对非均相界面会因超声波振动的切向力和微射流等作用而使固相颗粒或板块破碎变细，从而可起到杀菌和清除食品包装和加工设备的污垢的作用。杀菌所用超声波频率一般为20至100kHz,能量为104kW/m2,波长为3.0至7.5cm。周永昌等用超声进行板鸭的杀菌保鲜获得了较好的

6、效果;黄嘉顺报道的超声清洗试验也取得了较好效果。超声灭菌技术已在美、口、欧洲等发达国家获得了广泛使用，主要适合于果蔬汁饮料、酒类、牛奶、矿泉水、酱油等液体食品,这对延长食品保质期、保持食品安全性有重要的意义。此技术较传统高温和热灭菌工艺不需要加热，所以不仅可以保持食品原来的风味和维生素，而且耗时非常短。若采用超声、激光或超声、磁化联合杀菌，则效果更佳，这种基于光、电、声、磁综合应用的“冷杀菌工艺”受到国内外食品行业极大的关注，必将成为21世纪食品工业研究和推广的重要高新技术之一。柠檬汁采用巳斯德杀菌法由于其高温将导致口味、香味变化，同时还会使得维生素及挥发性组分的损失，此

7、外，加热还能加剧褐变反应的进行。上述反应随时间及温度的增加而加大，因此一种新杀菌技术的产生将使柠檬汁工厂受益。对超声波在柠檬汁工厂的应用做了深入研究，取得了很好的效果。2.3食品添加剂的合成食品添加剂是为改善食品品质和色、香、味、形、营养、保存及加工工艺的需要而加入食品中的化学含成或者天然物质。超声波技术应用于食品添加剂方面的研究较多，并且取得良好效果。Reiss等用超声辐射法由马来酸与二乙酯合成了具有高效杀菌防腐保鲜作用的食品添加剂富马酸二乙酯；美国的Moulton等利用超声使大豆油催化和加纣生成缄化大豆油的反应速率增加了1