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高强度超声波技术的应用

发表时间:2021-09-18 10:21

高强度超声波因能量高,能在介质中产生强大压力、剪切力和高温,这些作用能改变介质的物理结构,促进某些化学变化。食品工业中高强度超声波技术的应用较为广泛。早期应用包括细胞的破解、液体脱气、超声清洗超声均质乳状液和分散聚沉物等。近年来高强度超声波不断应用于食品工业的新领域。


311 促进氧化反应高强度超声波由于能产生极高压力和高温,使水分子裂解并释放出自由基:H2O-・H+・OH。研究人员发现,超声波技术能明显观测到对酒精饮料有促进氧化反应作用。不过这种加速氧化反应作用对饮料口感不一定有改善。


312 对酶的作用 一般情况下延长含酶体系与高强度超声波的接触时间可以降低酶的活力,这可能是由于高强度超声波能产生高压、高温、强剪切力作用使胃蛋白变性所致。但对有些酶促反应,短时间施以超声波作用能加速酶催化反应。这种作用很有可能是由于超声波使聚集的分子重新裂开分散,从而使酶更易充分接触底物而加速反应。


313 超声杀菌 高强度超声波因能产生高压、强剪切力和高温而用于杀灭微生物。目前超声波杀菌技术已应用于食品工业。超声波杀菌与热处理、加氯处理等杀菌技术配合使用时更有效・食品科技・ 生高压、高温、强剪切力作用使胃蛋白变性所致。但对有些酶促反应,短时间施以超声波作用能加速酶催化反应。这种作用很有可能是由于超声波使聚集的分子重新裂开分散,从而使酶更易充分接触底物而加速反应。


313 超声杀菌 高强度超声波因能产生高压、强剪切力和高温而用于杀灭微生物。目前超声波杀菌技术已应用于食品工业。超声波杀菌与热处理、加氯处理等杀菌技术配合使用时更有效。


314 助滤、加速扩散 高强度超声波能促进分子穿过滤膜和多孔物质表面。超声波助滤和加速扩散的原理是高强度超声场条件下声流运动与液流运动互不干扰,加速扩散可缩短食品的干燥和复水时间。应用超声波通过不断清洗界面同样可缩短超滤和反渗透时间。


315 超声嫩化 延长肉与超声波的作用时间可使肉获得明显的嫩化效果。应用超声波对肉进行处理可使肌纤维蛋白迅速释放,肌纤维蛋白主要对肉制品中各组分起粘连作用。因而超声波技术可改善肉制品持水性,嫩化度及凝聚能力等物理性质。


316 改善起晶 物质只有当其温度低于自身熔点时才会发生结晶。高强度超声波产生了大量小气泡和不断变化波动的压力和温度破坏了固液两相平衡,从而能降低结晶成核所需的凝固点。通过控制超声波的强度、作用时间及频率可达到改良晶体大小和含量。实验表明将冷却的蔗糖溶液施以超声波作用能大大增加蔗糖结晶的数量。超声波改良结晶加工方法能成为改善许多食品性能的方法。如超声波对可食用蛋黄酱制品、冰淇淋、巧克力和掼奶油口感的改良就是基于这一机理。


317 超声提取 高强度超声波能形成高能量声场,利用此声场对溶液形成的声空化作用即可对溶液进行超声处理提取目标物质。影响超声提取率的主要因素是超声波的频率、功率、作用时间及溶剂类型和浓度。已有科研人员对超声提取进行了探讨。如通过超声波作用提取甘草酸。应用超声波提高大豆蛋白的浸提率效果明显高于传统的热浸提方法,原因可能是提高了大豆蛋白7S组分中的热敏性蛋白。利用超声波作用可使高温脱脂大豆粉的蛋白质水浸提率由全蛋白的30%提高到 80%。


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