[发明专利]一种低频超声波改善速冻果蔬解冻品质的方法

说明书

技术领域

一种低频超声波改善速冻果蔬解冻品质的方法.，属于果蔬食品加工技术领域，涉及果蔬速冻加工和超声波技术。

背景技术

食品冷冻保存是一种高效的食品保存方法，它既能保持食品的高质量，又不会使食品受到污染，在国内外得到广泛的应用。但是，如何有效地使食品冻结，使食品在经历冻结和解冻后仍能保持较高的品质，这一直是人们广泛关注的主要课题之一。

冷冻果蔬食品的品质受冷冻技术的限制，冷冻速率和最终冷冻温度并不能使果蔬食品品质达到最优化。在冷冻过程中冰的比热容较水大(约9％)，因此冻结时将产生巨大的冷冻应力导致冻品组织不可逆变性变质和破坏。由于热阻的存在，冷冻过程需要经历较长的时间，主要是通过最大冰晶形成区即0℃～-5℃的时间过长，为冰晶长为较大冰粒提供条件。靠外界移走凝固潜热的冻结过程不可能瞬间完成、生成的冰晶分布不均匀，冰晶粒也较大，故冻结品质量仍无根本好转。

再加上由于果蔬含水率较一般冷冻食品高，在普通速冻降温过程中冰晶生成量多，冰晶体过大，细胞质壁分离，组织结构破坏严重。在解冻时汁液流失较多，多种酶体系激活，易出现褐变、黄化现象。

低频高能超声波用于食品的冻结过程，可以明显的提高食品的冻结品质和冻结速率。将超声波技术结合食品的冻结工艺，由于超声波的物理效应(空穴效应)不仅促进晶核形成，超声波空穴效应产生的微气泡可以作为水的非均相成核的晶核，改变了食品中的水的成核温度；促进冰晶快速成核；降低食品的过冷度。这种成核技术与其他成核技术相比作用更直接，无需与样品接触，不会污染样品等优点。

低频高能超声波对于较大的冰晶体还有破碎的作用；而且空穴效应产生的微气化作用、及超声波在液体媒介中引起的涡流，强烈的搅动都可以加速速冻食品的传质、传热，致使食品冻结速度加快，形成的冰晶就尺寸小、分布均匀，对植物细胞的损伤就小，可以获得更好的冻品品质。可见它不仅实现了快速冻结而且有效地提高了冻品质量，实现了真正的“速冻”。

超声波在食品工业中主要有以下三方面的应用：一是对食品进行无损检测；二是利用超声波辅助萃取，超声波清洗，超声波促进食品加工，如超声波促进生物化学反应历程等；三是利用超声波破坏处理对象的组织和结构，如体系的均匀化，杀菌灭酶等处理。周如金等采用频率25kHz、功率300W的超声波强化提取核桃仁油，具有时间短，温度低，品质好的特点。华南理工大学天然溶液研究室声化学研究组进行了超声破壁技术方面的研究，实验结果表明，此法与其他现有方法比较，其时间短，操作简单，破壁率提高了30％以上。Riera E等对超声强化超临界CO₂流体从杏仁颗粒中萃取油脂进行了研究。结果显示，超临界CO₂中附加超声与没有附加超声相比，在相同的萃取率下，杏仁油的萃取时间缩短了30％；而在相同的萃取时间内，萃取率提高了20％。

Acton和Morris(W.O.99/20420，USA Patent)在1992年采用25kHz的脉冲超声波对冷冻的蔗糖溶液作用每10min作用30s，观测到在固液界面的枝状冰晶前沿破碎，并且小冰晶体分散到未冻结液体之间，作为晶核。冰晶体的破碎，使蔗糖溶液中的冰晶体的尺寸变小。冰晶的直径大于等于50mm的只占32％，而未结合超声波处理的冷冻结晶却为77％。

Bing Li和Da-Wen Sun在2003采用25KHz、功率15.85W的超声波结合浸渍冷冻技术冷冻马铃薯条(该功率是经过超声波换能器的实际电功率换算为超声波在媒介传播的实际作用功率)。冷冻时间与普通浸渍冷冻相比较有了显著的缩短。从马铃薯条的冷冻切片观察，冰晶的大小、分布都减小了细胞的机械损伤。

MariaPatrick a等人在2004年利用超声波辅助橄榄油结晶，缩短了结晶时间，改善了橄榄油的结晶品质。但是一些原料比如脂肪，非常容易变味。尤其是超声波引入后。超声波的空穴效应容易产生自由基，而不饱和性脂肪或油脂在这种情况下极易被氧化，发生变质。