發(fā)布時間：2022-05-27所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要 近年來，超聲波技術(shù)逐漸應(yīng)用于食品工業(yè)領(lǐng)域，該項(xiàng)技術(shù)殺菌效果較好，較巴氏殺菌對食品品質(zhì)和風(fēng)味的損害性更低，被視為一種具有潛力的非熱力殺菌技術(shù)。對超聲波技術(shù)進(jìn)行簡單介紹并對其影響因素進(jìn)行探究，同時與傳統(tǒng)熱力殺菌技術(shù)巴氏殺菌法進(jìn)行對比，為超聲波技術(shù)
摘 要 近年來，超聲波技術(shù)逐漸應(yīng)用于食品工業(yè)領(lǐng)域，該項(xiàng)技術(shù)殺菌效果較好，較巴氏殺菌對食品品質(zhì)和風(fēng)味的損害性更低，被視為一種具有潛力的非熱力殺菌技術(shù)。對超聲波技術(shù)進(jìn)行簡單介紹并對其影響因素進(jìn)行探究，同時與傳統(tǒng)熱力殺菌技術(shù)巴氏殺菌法進(jìn)行對比，為超聲波技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供必要的理論背景。
關(guān)鍵詞 超聲波;殺菌;巴氏殺菌法;非熱力殺菌技術(shù);食品工業(yè)
1 超聲波技術(shù)介紹
1.1 超聲波技術(shù)
超聲波是一種快速、通用、無損害，廣泛應(yīng)用于食品加工領(lǐng)域的綠色技術(shù)，可提高食品質(zhì)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(yīng)用領(lǐng)域有差異。低頻超聲波用于分析食品的物理、化學(xué)性質(zhì)，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(xué)性質(zhì)，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(yǎng)成分、質(zhì)量、感官等產(chǎn)生負(fù)面影響，目前被認(rèn)為是微生物滅菌熱處理的替代方法。
1.2 超聲波技術(shù)殺菌的效果
研究表明，超聲波殺菌機(jī)理主要是起聲波產(chǎn)生的空化作用。超聲波設(shè)備產(chǎn)生的波在液體介質(zhì)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(chǎn)生沖擊波。氣泡破裂后周圍介質(zhì)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(chǎn)生的機(jī)械力，在各因素共同作用下，酶失活、細(xì)胞膜裂解，最終導(dǎo)致細(xì)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(fā)現(xiàn)，在超聲波作用下，大腸埃希菌和金黃色葡萄球菌都出現(xiàn)了不可逆的損傷，然而還出現(xiàn)了細(xì)胞包膜完整而細(xì)胞內(nèi)成分嚴(yán)重?fù)p傷的現(xiàn)象，這與超聲波產(chǎn)生的自由基進(jìn)入微生物細(xì)胞內(nèi)相關(guān)。此 外 ， Antanas Sarkinas 等研究發(fā)現(xiàn)超聲波對蠟樣芽孢桿菌、單核細(xì)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(qiáng)。Xiaohuang Cao 等分析超聲波預(yù)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(shù)量。綜上，超聲波對細(xì)菌的殺滅作用是得到證實(shí)的。
1.3 超聲波技術(shù)的其他應(yīng)用領(lǐng)域
除了用于食品的殺菌，超聲波技術(shù)還廣泛應(yīng)用于食品加工的多種領(lǐng)域。超聲波技術(shù)可以在烹飪過程中改善熱量傳導(dǎo)和食物的感官質(zhì)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(fā)酵產(chǎn)品等進(jìn)行消泡和脫氣，對液態(tài)發(fā)酵食品風(fēng)味的成熟能起到加速作用。湯彩碟等總結(jié)了超聲波技術(shù)在不同種類竹筍的保鮮和加工上的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)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(shù)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(huán)境的時間、被污染的細(xì)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(shù)和超聲波殺菌的區(qū)別
在傳統(tǒng)食品加工中，熱處理是最常見和使用最廣泛殺菌技術(shù)，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(chǎn)品的貨架期，廣泛應(yīng)用于牛奶、啤酒等產(chǎn)品。但由于巴氏滅菌采用高溫滅菌的方法，而多數(shù)食物是熱敏感的，經(jīng)此方法加工得到的食品其成分、風(fēng)味、食品功能會受到一定的影響。超聲波技術(shù)作為非熱處理殺菌技術(shù)的代表，能夠很好地避免上述影響。研究表明，應(yīng)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(jīng)過超聲波處理的果汁其穩(wěn)定性更好，沒有明顯的風(fēng)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(fēng)味損失更小。崔帥等研究發(fā)現(xiàn)，超聲波在對果蔬汁進(jìn)行殺菌的同時可以保持果蔬汁的口感，減少品質(zhì)的下降，在一定程度上可以彌補(bǔ)巴氏殺菌降低果蔬汁抗氧化活性的不足。
3 展 望
現(xiàn)在有多項(xiàng)研究結(jié)果表明，超聲波技術(shù)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(shù)在生產(chǎn)率、產(chǎn)量和質(zhì)量等方面都具有一定的優(yōu)勢，并且對環(huán)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(biāo)準(zhǔn)以獲得最好的處理效果，因此。超聲波殺菌技術(shù)在食品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)。——論文作者：賈 雯
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