超聲波提取和保存

通過超聲波分解細胞結構（裂解）用於(yu) 提取滅活微生物細胞內(nei) 的化合物。

當以高強度超聲處理液體(ti) 時，傳(chuan) 播到液體(ti) 介質中的聲波會(hui) 產(chan) 生交替的高壓 (壓縮) 和低壓 (稀疏) 循環，其速率取決(jue) 於(yu) 頻率。在低壓循環期間，高強度的超聲波會(hui) 在液體(ti) 中產(chan) 生小的真空氣泡或空隙。當氣泡達到不能再吸收能量的 體(ti) 積時, 它們(men) 在高壓循環中劇烈地坍塌，這種現象稱為(wei) 空化。在爆炸期間，局部將達到非常高的溫度（約5,000K）和壓力（約2,000atm）。空化氣泡的崩潰也導致液體(ti) 射流高達280m/s的速度，所產(chan) 生的剪切力機械地破壞細胞膜並 改善材料轉移。根據所采用的超聲波參數，超聲波對細胞有破壞性或建設性影響，取決(jue) 於(yu) 所使用的超聲參數。

細胞分裂

在強烈的超聲作用下，酶或蛋白質可以從(cong) 細胞或亞(ya) 細胞器中釋放出來，這是細胞分裂的結果。在這種情況下, 被溶解成溶劑的化合物被封閉在一個(ge) 不溶性的結構中。為(wei) 了提取它，必須破壞細胞
膜。細胞破壞是一個(ge) 敏感過程，因為(wei) 細胞壁有承受內(nei) 部的高滲透壓的能力。需要對細胞破壞進行良好的控製，以避免阻礙細胞內(nei) 產(chan) 物的釋放（包括細胞碎片和核酸）或產(chan) 物變性。

超聲波作為(wei) 細胞分解的良好控製手段，為(wei) 此，超聲波的機械效應提供更快, 更完整的滲透溶劑的細胞材料和改善轉移質量。超聲波可以更好地滲透到植物組織中並改善質量傳(chuan) 遞。超聲波產(chan) 生空
化破壞細胞壁並促進基質成分的釋放。

傳質

超聲波的機械活動支持溶劑擴散到組織中。當超聲波通過空化剪切力機械地破壞細胞壁時，它促進從(cong) 細胞向溶劑的轉移。通過超聲空化引起的粒徑減小，增加了固相和液相之間接觸的表麵積。

蛋白質和酶提取

特別是提取儲(chu) 存在細胞和亞(ya) 細胞顆粒中的酶和蛋白質是高強度超聲的一個(ge) *和有效的應用。因為(wei) 可以顯著改進通過溶劑提取植物和種子體(ti) 內(nei) 的有機化合物。因此，超聲在提取和分離新的潛在
生物活性成分方麵具有潛在的益處。例如，來自當前工藝中形成的未使用的副產(chan) 物流。

脂質和蛋白質

超聲波通常用於(yu) 改善從(cong) 植物種子中提取的脂類和蛋白質，如大豆（如麵粉或脫脂大豆）或其他油料種子。在這種情況下，細胞壁的破壞促進了壓榨（冷或熱），從(cong) 而減少了壓餅中的殘餘(yu) 油脂。
超聲波幾乎能支持任何商業(ye) 生產(chan) 能力，對大豆蛋白質進行親(qin) 水化，當使用較厚的漿液時，所需的超聲處理能量低。

適用於(yu) ：水果中的柑橘油，榨芥子油，花生油菜，草藥油（紫錐菊），油菜籽油，大豆油，玉米油

酚類化合物和花青素釋放

酶，如果膠酶、纖維素酶和半纖維素酶在果汁處理中廣泛應用，以降低細胞壁的性能，提高果汁的提取率。細胞壁基質的破壞也會(hui) 釋放一些成分，比如酚類化合物進入果汁中。超聲波改善了提取過程，因此可以導致酚類化合物、生物堿和果汁產(chan) 量的增加，通常是留在壓濾餅中。

超聲波處理對葡萄和漿果基質中酚類化合物和花青素的釋放的有益作用，特別是從(cong) 越桔（牛痘黴菌）和黑醋栗（Ribes nigrum）轉化為(wei) 果汁。超聲波處理可以使越桔汁中酚類化合物的濃度提高了15％以上。

微生物和酶失活

微生物和酶滅活（保存），例如 果汁和醬汁是食品加工中超聲波的另一種應用。今天，在短時間內(nei) 提高溫度(巴氏滅菌法)仍然是微生物或酶在失活過程中最常見的處理方法，從(cong) 而延長保存時間。由於(yu) 高溫暴露，這種高溫殺菌常常對許多食品不利。由熱催化反應生成新物質以及大分子的改性，以及植物和動物結構的變形，都可能會(hui) 使食品的質量降低。因此，熱處理可能導致感覺屬性，即質地、風味、顏色、氣味和營養(yang) 品質（維生素和蛋白質）變得不太理想。 超聲是一種有效的非熱處理替代品。

由空化和局部自由基產(chan) 生的熱量可導致超聲波處理的酶失活。在足夠低的超聲處理下，結構和代謝變化可以在細胞中發生而不會(hui) 破壞。在大多數生的和未熟化的水果、蔬菜中發現與(yu) 異味和褐變色素增加所相關(guan) 的過氧化酶的活性，可以使用超聲波使其大大較少。抗高溫的酶，如脂肪酶和蛋白酶，能抗高溫處理，能降低熱處理牛奶和其他奶製品的質量和貯藏壽命，在使用高溫和壓力
(MTS)的同時使用超聲波處理，更有效地抑製其活性。

超聲已證明其在破壞食源性病原體(ti) 如大腸杆菌、沙門氏菌、蛔蟲、Giargia、隱孢子蟲囊腫和脊髓灰質炎病毒的方麵具有潛力。

適用於(yu) ：保存果醬或配料，例如 用於(yu) 冰淇淋，果汁和醬汁，肉製品，乳製品等。