功率超聲波技術(shù)對(duì)肉品品質(zhì)及加工特性的影響研究進(jìn)展

劉鵬雪+李媛媛+孔保華

摘 要：功率超聲波技術(shù)在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的許多方面都有著很廣泛的應(yīng)用，但其在食品加工過(guò)程中還是一個(gè)新興的技術(shù)。它可以縮短食品加工時(shí)間的同時(shí)又不破壞食品本身的品質(zhì)，因此具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。本文從功率超聲波的原理出發(fā)，主要綜述了功率超聲波技術(shù)在肉品加工過(guò)程中對(duì)肉品品質(zhì)（嫩度和成熟）及工藝性能（烹飪、鹽漬、殺菌、冷凍和解凍）的影響，并且簡(jiǎn)要闡述了功率超聲波技術(shù)在肉品加工中的負(fù)面影響。

關(guān)鍵詞：功率超聲波；肉品加工；肉品品質(zhì)；工藝特性

Abstract： Low-frequency and high-intensity ultrasonic has a wide range of applications in agriculture. In food processing， it is an emerging technology with the potential to shorten the processing time without damaging the quality of foods. In this review， the principle of low-frequency and high-intensity ultrasonic is outlined with focus on its influences on the quality （tenderness and aging） and processing properties （cooking， brining， sterilization， freezing and thawing）. Some negative effects of low-frequency and high-intensity ultrasonic on meat products are also described. In a word， this technology may play a great role in the field of meat processing.

Key words： power ultrasonic； meat processing； meat quality； process property

DOI：10.15922/j.cnki.rlyj.2016.11.008

中圖分類(lèi)號(hào)：TS251.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-8123（2016）11-0037-06

隨著科技的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們對(duì)于優(yōu)質(zhì)肉制品的需求也逐漸增加。雖然目前肉制品的加工技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的加工方式轉(zhuǎn)向機(jī)械化生產(chǎn)，但在肉類(lèi)加工的過(guò)程中，肉品品質(zhì)和加工工藝條件仍有待提高。功率超聲波與傳統(tǒng)的肉制品加工技術(shù)相比，能夠提高肉制品的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)成分和活性因子的破壞較低，能耗少，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，是一種環(huán)境友好型的新技術(shù)，在清洗、測(cè)量、醫(yī)療診斷、食品加工等方面都有著廣泛的應(yīng)用[1]。

近幾年來(lái)功率超聲波技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，從最初在脫氣、殺菌、乳化、冷凍、干燥、過(guò)濾、提取、肉的嫩化和酒的陳化等到現(xiàn)在烹飪、切割、腌漬、微膠囊、新型食品的制備及分子美食學(xué)中的應(yīng)用，功率超聲波技術(shù)已受到廣泛關(guān)注，尤其是在肉類(lèi)加工行業(yè)中有著更好的應(yīng)用前景和實(shí)用價(jià)值[2]。本文從功率超聲波的原理出發(fā)，重點(diǎn)綜述了功率超聲波技術(shù)在肉品加工過(guò)程中對(duì)肉品品質(zhì)（嫩度和成熟）及工藝性能（烹飪、鹽漬、殺菌、冷凍和解凍）的影響，并且簡(jiǎn)要闡述了功率超聲波技術(shù)在食品加工中的負(fù)面影響，為該技術(shù)在肉制品中應(yīng)用提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 功率超聲波簡(jiǎn)介

超聲波在食品領(lǐng)域中根據(jù)能量強(qiáng)度可分為兩大類(lèi)：檢測(cè)超聲波和功率超聲波。檢測(cè)超聲波是指高頻率、低強(qiáng)度的超聲波（>1 MHz、<1 W/cm2）；功率超聲波是指低頻率、高強(qiáng)度的超聲波（20～100 kHz、10～1 000 W/cm2）[3]。功率超聲波是一種新興的創(chuàng)新性技術(shù)，目前主要應(yīng)用在食品分析和蛋白質(zhì)改性中。它是指能被探測(cè)到的高于人耳所能接收的聲波（20 kHz）。當(dāng)聲音通過(guò)媒介傳播時(shí)，會(huì)在媒介中產(chǎn)生一陣陣的粒子的壓縮和釋放，從而形成腔和（或者）氣泡。這些腔和氣泡隨著超聲波后期的循環(huán)而生長(zhǎng)，最終變得不穩(wěn)定并瓦解，釋放高溫和壓力。如果在對(duì)生物試樣進(jìn)行功率超聲波處理時(shí)發(fā)生了這些瓦解，便可以影響這些生物試樣的宏觀(guān)和微觀(guān)的組織結(jié)構(gòu)[4]。在食品加工過(guò)程中，功率超聲波所產(chǎn)生的影響一般都是有益的，其可以提高食品的質(zhì)量和增加產(chǎn)品的安全性。目前，對(duì)于功率超聲波技術(shù)在食品中的研究主要體現(xiàn)在以下幾方面：一是功率超聲波技術(shù)對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的改變；二是功率超聲波對(duì)于蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的影響，如乳化性、起泡性及凝膠性的影響；三是功率超聲波技術(shù)對(duì)酶的抑制或者激活等的影響[5]。由于功率超聲波可以使細(xì)胞膜發(fā)生改變，因此將其應(yīng)用于肉制品加工的過(guò)程中，有益于食品的腌制、鹵制、干燥以及組織的嫩化等，可以改善肉制品的品質(zhì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量[6]。本文主要介紹功率超聲波在肉制品加工過(guò)程中的應(yīng)用，為其工業(yè)化生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

2 功率超聲波技術(shù)在肉品加工過(guò)程中的應(yīng)用

2.1 功率超聲波技術(shù)對(duì)肉品品質(zhì)的影響

肉品品質(zhì)主要取決于肉的香味、口感、外觀(guān)、質(zhì)構(gòu)和多汁性。消費(fèi)者的消費(fèi)行為表明質(zhì)構(gòu)是決定肉品品質(zhì)最重要的因素，而加速肉的成熟可以提高銷(xiāo)售商的經(jīng)濟(jì)效益，因此研究功率超聲波技術(shù)對(duì)于肉制品的嫩度和成熟的影響具有重要的意義[7]。

2.1.1 嫩度

提高肉制品嫩度的方法主要有機(jī)械法、酶法和化學(xué)方法。從技術(shù)上講，功率超聲波對(duì)于肉的組織結(jié)構(gòu)有2 種影響形式：一種是打破細(xì)胞的完整性，一種是促進(jìn)酶的反應(yīng)[8]。Roberts等[9]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)牛肉施加頻率為40 kHz、強(qiáng)度為2 W/cm2的功率超聲波處理2 h，可以破壞牛肉的肌束膜并改善其質(zhì)構(gòu)，提高牛肉的嫩度和保水性。其原因可能是由于新鮮牛肉通過(guò)功率超聲波處理后，更好地促進(jìn)了牛肉中蛋白酶的分泌，使游離氨基酸含量增加，改變組織結(jié)構(gòu)，從而改善肉的嫩度。Xiong等[10]研究表明采用功率超聲波（24 kHz、12 W/cm2）處理雞胸肉12 s，并在4 ℃條件下貯存0、1、3、7 d，和對(duì)照組相比，在貯藏期間實(shí)驗(yàn)組樣品的剪切力值降低，但蒸煮損失沒(méi)有發(fā)生顯著變化，這表明功率超聲波技術(shù)同樣也有助于家禽肉的嫩化。為了觀(guān)察在貯藏期間施加功率超聲波所引起的質(zhì)量特性的變化，Pohlman等[11]用20 kHz、22 W/cm2的功率超聲波在貯藏時(shí)間為1、6、10 d時(shí)處理真空包裝的胸大肌，處理時(shí)間分別為0、5、10 min，研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)功率超聲波處理后的樣品硬度降低，但降低程度并不受處理時(shí)間的影響，并且還發(fā)現(xiàn)與真空包裝樣品相比，未經(jīng)包裝的胸大肌在經(jīng)過(guò)功率超聲波處理后，其質(zhì)量損失較大。以上研究表明，功率超聲波處理也許可以作為一種新型的技術(shù)應(yīng)用于提高肉制品的嫩度方面。

2.1.2 成熟

功率超聲波處理可以加速肉的成熟過(guò)程的假設(shè)已經(jīng)被多次證實(shí)。Stadnik等[12]對(duì)宰后24 h的牛小腿肌肉半膜施加功率超聲波（20 kHz、8 W/cm2）處理2 min，并在4 ℃條件下貯藏24、48、72、96 h，樣品的保水性增加，類(lèi)似于成熟肉。這說(shuō)明功率超聲波處理可以縮短肉的成熟時(shí)間，經(jīng)功率超聲波處理的牛肉在自然成熟的過(guò)程中，肌原纖維的小片化程度加快，可溶性蛋白的濃度也有所增加，剪切力和對(duì)照組相比降低較快，因而可以縮短牛肉成熟時(shí)間。Stadnik[13]進(jìn)一步用頻率為45 kHz、強(qiáng)度為2 W/cm2的功率超聲波垂直處理牛肉肌纖維120 s后將樣品在4 ℃條件下貯藏4 d，研究表明，功率超聲波與冷藏聯(lián)合使用是改善牛肉工藝性能且不損害其抗氧化性的有效方法。一般來(lái)說(shuō)，牛肉的尸僵結(jié)束需要7 d以上，經(jīng)過(guò)功率超聲波處理可以加速成熟，縮短死后僵直過(guò)程的時(shí)間，但是加速時(shí)間與功率超聲波的功率和處理時(shí)間有關(guān)，適當(dāng)?shù)奶幚韽?qiáng)度和處理時(shí)間可以加速肉的成熟。Ozuna等[14]用功率超聲波處理（24 kHz、12 W/cm2）宰后的牛肉4 min，然后在4 ℃條件下貯藏1、3、5、7、10 d，結(jié)果顯示，在貯藏期間經(jīng)功率超聲波處理后樣品的嫩度提高，尸僵時(shí)間縮短，加速了肉的成熟，這進(jìn)一步證明了功率超聲波技術(shù)可以提高肉制品的嫩度和工藝性能。由于頻率/強(qiáng)度/時(shí)間的組合的差異而導(dǎo)致了不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但大多數(shù)的研究都證明功率超聲波對(duì)肉的質(zhì)構(gòu)和成熟有顯著的影響，其可以降低結(jié)締組織的韌性，減少蒸煮耗能而不影響其他的質(zhì)量參數(shù)。

2.2 功率超聲波技術(shù)對(duì)肉制品工藝性能的影響

2.2.1 烹飪

功率超聲波可以改善與傳熱性質(zhì)相關(guān)的特性，這在肉品的烹飪中至關(guān)重要[15]。Pohlman等[16]研究了功率超聲波處理（20 kHz、1 000 W）和常規(guī)烹飪方法處理對(duì)牛胸部肌肉的影響，將肌肉蒸煮到中心溫度為62 ℃或70 ℃，2 ℃條件下貯藏14 d，使其成熟后進(jìn)行指標(biāo)的測(cè)定。結(jié)果表明，在蒸煮前對(duì)樣品進(jìn)行功率超聲波處理可以加快烹飪速率，提高牛肉的保水性，降低蒸煮損失；除此之外，在蒸煮前進(jìn)行了功率超聲波處理的熟肉與僅通過(guò)對(duì)烹飪處理的熟肉相比，其嫩度更好，肌原纖維斷裂數(shù)量更多，有利于咀嚼。因此，功率超聲波處理除了可以作為一種快速烹飪?nèi)獾姆椒ㄍ猓€可以提高肉的嫩度，增加其感官可接受性。此外，Chemat等[17]研究表明與煮沸和對(duì)流的方式烹飪的肉相比，經(jīng)功率超聲波處理的肉的蒸煮損失可以降低2～5 倍，這是因?yàn)楣β食暡ㄌ幚砜梢愿行У剡M(jìn)行熱傳遞。因此功率超聲波處理可以有助于餐館或飲食行業(yè)預(yù)煮肉的制備。

功率超聲波技術(shù)還可以在生產(chǎn)加工過(guò)程中改善肉的品質(zhì)。McDonnell等[18]使用功率超聲波技術(shù)處理豬肉，并研究其對(duì)于豬肉中肌原纖維蛋白功能性質(zhì)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，采用功率超聲波處理的豬肉樣品在滲出物產(chǎn)量、烹飪產(chǎn)率以及持水能力方面與對(duì)照組樣品相似，但經(jīng)功率超聲波處理的樣品的凝膠能力增強(qiáng)。采用功率超聲波輻照的方式處理得到的肌原纖維蛋白樣品在凝膠性、保水性、顏色等方面均明顯優(yōu)于對(duì)照組。Zhao等[19]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)用鹽腌制后的雞胸肉施加功率超聲波可以增加雞胸肉的保水能力、嫩度和凝聚力，促進(jìn)肌原纖維蛋白的提取，進(jìn)而提高肉的質(zhì)構(gòu)特性。這說(shuō)明功率超聲波技術(shù)可以結(jié)合其他傳統(tǒng)處理方式應(yīng)用于生產(chǎn)中。此外，Shao等[20]采用3%的乳清蛋白、27.5%的預(yù)乳化大豆油以及0.5%的酪蛋白酸鈉制備蔬菜預(yù)乳化脂肪代替動(dòng)物性脂肪，對(duì)制備好的樣品施加功率超聲波（20 kHz、450 W），處理0、3、6、9、12 min，研究樣品所形成凝膠的黏彈性、質(zhì)構(gòu)特性及流變特性。結(jié)果表明，經(jīng)功率超聲波處理6 min樣品展現(xiàn)出致密均勻的微觀(guān)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且凝膠的黏彈性更好。因此功率超聲波處理可以提高蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)，進(jìn)而使肉制品的品質(zhì)得到改善。以上研究結(jié)果表明，合適的功率超聲波處理時(shí)間和處理強(qiáng)度可以有效地提高肉的品質(zhì)。

2.2.2 鹽漬

鹽漬是一種用于肉防腐保鮮的常規(guī)加工方式，它主要通過(guò)將肉沉浸在鹽水溶液中而起到延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期，改善其香味、多汁性以及嫩度的作用。在鹽漬的過(guò)程中，肉被浸沒(méi)在飽和鹽溶液中并且發(fā)生2 個(gè)主要的傳質(zhì)過(guò)程：水從肉中遷移到鹽水溶液中以及溶質(zhì)從鹽水中遷移到肉中[21]。NaCl向肉中擴(kuò)散是一個(gè)緩慢的過(guò)程，但是可以通過(guò)注射的方式加速這一過(guò)程，然而注射的方式會(huì)使腌制食品的感官及食用品質(zhì)降低。Leal-Ramos等[22]研究發(fā)現(xiàn)功率超聲波處理可以提高肌肉組織的滲透性，這可以用來(lái)研究功率超聲波處理在肉的鹽漬過(guò)程中所產(chǎn)生的影響。在鹽漬過(guò)程中，功率超聲波技術(shù)可激活某些酶與細(xì)胞參與生理化學(xué)的過(guò)程，通過(guò)改變反應(yīng)物的質(zhì)量傳輸機(jī)制，提高酶的活性，加速細(xì)胞新陳代謝過(guò)程，促進(jìn)NaCl的滲透與擴(kuò)散，縮短鹽漬時(shí)間。Alarcon-Rojo等[23]研究了功率超聲波強(qiáng)度對(duì)質(zhì)量傳遞的影響。將豬里脊肉切片在2 ℃條件下于NaCl飽和溶液中浸泡45 min，在鹽漬的過(guò)程中使用不同強(qiáng)度水平的功率超聲波處理樣品。水和鹽的含量變化表明功率超聲波強(qiáng)度對(duì)質(zhì)量傳遞有顯著的影響，經(jīng)過(guò)功率超聲波處理的樣品中水和鹽的含量比未經(jīng)過(guò)功率超聲波處理的樣品高。此外，Arzeni等[24]在更高的實(shí)驗(yàn)溫度下也發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果，將豬里脊肉切片在21 ℃條件于NaCl飽和溶液中浸泡45 min，并施加強(qiáng)度范圍為20.9～75.8 W/cm2的功率超聲波，結(jié)果表明，樣品的水分含量和鹽含量隨著功率超聲波強(qiáng)度的增加而增加。這些結(jié)果表明，與靜態(tài)條件下相比，功率超聲波處理可以提高NaCl的獲得率，說(shuō)明功率超聲波處理可以促進(jìn)樣品內(nèi)部、外部的質(zhì)量傳遞。Cárcel等[25]進(jìn)一步研究指出，當(dāng)功率超聲波強(qiáng)度范圍為39～51 W/cm2時(shí)，并不會(huì)對(duì)質(zhì)量傳遞產(chǎn)生影響，但是當(dāng)強(qiáng)度高于這一范圍時(shí)，強(qiáng)度越高，對(duì)質(zhì)量傳遞所產(chǎn)生的影響越大。Siró等[26]在低頻率（20 kHz）、低強(qiáng)度（2～4 W/cm2）條件下對(duì)豬里脊肉采用3 種處理模式（靜態(tài)鹽漬、真空滾揉、超聲鹽漬），研究發(fā)現(xiàn)與靜態(tài)鹽漬相比，超聲鹽漬顯著地改善了鹽的擴(kuò)散，并且擴(kuò)散指數(shù)隨著超聲強(qiáng)度的增加而增加。上述研究結(jié)果證明了超聲波強(qiáng)度與鹽在肉中的擴(kuò)散存在顯著的正相關(guān)性。Ozuna等[14]指出應(yīng)用功率超聲波處理可以顯著提高NaCl含量和水分的有效擴(kuò)散系數(shù)，此外，NaCl含量、最終水分含量以及其他的因功率超聲波處理而產(chǎn)生的肉的質(zhì)構(gòu)的變化可以進(jìn)一步通過(guò)顯微觀(guān)察得到證實(shí)。McDonnell等[27]研究了對(duì)豬肉施加強(qiáng)度為2、4、11、19 W/cm2的功率超聲波，處理時(shí)間為10、25、40 min時(shí)所產(chǎn)生的影響。結(jié)果表明，功率超聲波鹽漬可能是一種可以縮短質(zhì)量傳遞和提取蛋白質(zhì)所需時(shí)間的有效方法。由以上研究結(jié)果可以看出，功率超聲波技術(shù)可以改善質(zhì)量傳遞這一說(shuō)法是非常有說(shuō)服力的，并且可能很快便會(huì)在實(shí)際食品工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用。

2.2.3 殺菌

為節(jié)約成本，保證產(chǎn)品原有的質(zhì)量特性，生產(chǎn)商和消費(fèi)者希望減少加工程序，獲得高品質(zhì)的產(chǎn)品，因此尋找一些對(duì)食品質(zhì)量影響幾乎為零的食品加工方法變得越來(lái)越重要，功率超聲波技術(shù)因其處理方式簡(jiǎn)單，成為可供選擇的替代技術(shù)。當(dāng)功率超聲波（20～100 kHz）強(qiáng)度較大時(shí)，其所產(chǎn)生的高壓、高剪切力可以破壞細(xì)胞膜，從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡，因此，功率超聲波技術(shù)可以作為食品殺菌的一種方式[28]，尤其是應(yīng)用于肉制品殺菌中。Pagán等[29]研究發(fā)現(xiàn)采用3 種組合即壓力和超聲（壓力超聲波）、超聲和加熱（超聲熱處理）或者超聲、加熱和壓力（熱壓超聲處理）的組合進(jìn)行殺菌處理時(shí)，熱壓超聲處理組合可能是使微生物失活的最佳方法，可以有效抑制一定范圍內(nèi)微生物的生長(zhǎng)。因?yàn)楣β食暡ǖ挠行砸笫称烽L(zhǎng)時(shí)間暴露在高溫條件下，這可能會(huì)引起食品的功能性質(zhì)、感官特性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值劣化。然而，當(dāng)與加熱處理聯(lián)合使用時(shí)，便可以加快食品的滅菌速率，因此降低了暴露在高溫條件下的時(shí)間和強(qiáng)度，從而可以減少功率超聲波所造成的損失[30]。Morild等[31]研究了加壓蒸汽與高功率超聲波聯(lián)合使用時(shí)對(duì)豬肉表面上的致病菌總數(shù)所產(chǎn)生的影響，對(duì)樣品施加30～40 kHz的功率超聲波處理0.5～4 s，最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在處理1 s后活菌總數(shù)減少1.1 （lg（CFU/cm2）），4 s后活菌總數(shù)減少3.3 （lg（CFU/cm2）），說(shuō)明在適當(dāng)范圍內(nèi)增加功率超聲波處理時(shí)間，可以顯著降低活菌總數(shù)。Kordowska-Wiater等[32]將雞皮浸泡在水和含1%水的乳酸中，隨后采用功率超聲波（40 kHz、2.5 W/cm2）處理3或6 min，研究其對(duì)雞皮表面革蘭氏陰性菌數(shù)量變化的影響。結(jié)果表明，浸泡在水中或乳酸中的樣品經(jīng)功率超聲波處理3 min后，均可使雞皮表面的微生物數(shù)量減少1.0 （lg（CFU/cm2）），但經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間處理后（6 min），浸泡在水中的樣品的微生物數(shù)目減少量超過(guò)了1.0（lg（CFU/cm2）），而浸泡在乳酸中的樣品的微生物數(shù)目減少量超過(guò)了1.5 （lg（CFU/cm2））。由此可以得出結(jié)論，功率超聲波處理與乳酸的聯(lián)合使用可以有效減少家禽皮膚表面的革蘭氏陰性菌的數(shù)量。Herceg等[33]研究了高功率超聲波對(duì)含有大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門(mén)氏菌、單增李斯特菌和蠟狀芽孢桿菌懸浮液的滅菌效果，實(shí)驗(yàn)采用12.7 mm的超聲探頭，超聲頻率為20 kHz，幅度為60、90、120 mm，在20、40、60 ℃的條件下處理3、6、9 min。結(jié)果表明，增加這3 個(gè)參數(shù)中任何一個(gè)都可以提高細(xì)菌的失活率，處理時(shí)間越長(zhǎng)，失活率越高，尤其是與高溫和高振幅聯(lián)用時(shí)，殺菌效果更顯著。最近還有研究指出，在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)雞胴體進(jìn)行蒸汽處理和功率超聲波處理可以顯著減少?gòu)澢鷹U菌的數(shù)量，尤其是在屠宰后立即處理效果更顯著[34]。由此可以得出結(jié)論，合理搭配功率超聲波處理時(shí)間和處理強(qiáng)度并與加熱處理聯(lián)合使用時(shí)，可有效使肉的滅菌率提高。

2.2.4 冷凍和解凍

功率超聲波可以通過(guò)控制冷凍食品中晶體的成核及生長(zhǎng)來(lái)促進(jìn)結(jié)晶，同時(shí)可將聲能轉(zhuǎn)化為熱能加快解凍過(guò)程，也可以影響產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)以及解凍時(shí)細(xì)胞液的釋放，而這些因素是影響消費(fèi)者選擇食品的重要指標(biāo)，也是保護(hù)食品營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性成分的關(guān)鍵因素。聲學(xué)解凍可以縮短除霜時(shí)間，從而減少解凍損失進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量，如果能夠找到合適的頻率和強(qiáng)度，聲學(xué)解凍可被視一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)可更加廣泛地應(yīng)用于肉品中[35]。然而，Awad等[36]研究發(fā)現(xiàn)無(wú)論是高頻還是低頻條件下，超聲波強(qiáng)度過(guò)高都會(huì)使樣品表面產(chǎn)生溫度過(guò)高的問(wèn)題。使用頻率和強(qiáng)度為500 kHz和0.5 W/cm2的功率超聲波對(duì)牛肉、豬肉和鱈魚(yú)樣品處理2.5 h，解凍深度可以達(dá)到7.6 cm，且不會(huì)出現(xiàn)樣品表面溫度過(guò)高的問(wèn)題，因此需要尋找合適的功率和時(shí)間來(lái)避免局部溫度過(guò)高所產(chǎn)生的影響。Musavian等[37]研究采用低強(qiáng)度功率超聲波處理和浸沒(méi)在水中處理2 種方法解凍豬肉在物理、化學(xué)、微生物和技術(shù)特點(diǎn)方面的差異。研究發(fā)現(xiàn)，在恒溫條件下用頻率為25 kHz、強(qiáng)度為0.2 W/cm2或者0.4 W/cm2的功率超聲波進(jìn)行解凍與浸沒(méi)在水中進(jìn)行解凍相比，樣品在化學(xué)、微生物或者質(zhì)構(gòu)特性方面并沒(méi)有顯著差異。因此采用功率超聲波解凍可以保證肉品原有質(zhì)量特性，縮短解凍時(shí)間，提高解凍效率。

3 功率超聲波技術(shù)在肉品加工中產(chǎn)生的負(fù)面影響

功率超聲波主要是基于空化效應(yīng)產(chǎn)生的物理效應(yīng)（增加流速、破碎顆粒、高溫、高壓），其對(duì)肉制品的加工所產(chǎn)生的影響多數(shù)情況下是有益的，但是在某種情況下會(huì)由于瞬間的高溫、高壓產(chǎn)生自由基，而這些因素可能對(duì)肉制品的化學(xué)結(jié)構(gòu)和氧化穩(wěn)定性存在破壞性，因此在肉品加工過(guò)程中避免或者降低對(duì)結(jié)構(gòu)和功能特性的破壞，是功率超聲波技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的一個(gè)挑戰(zhàn)[2]。有報(bào)道指出，采用功率超聲波處理會(huì)對(duì)肉的保水性[26]、顏色穩(wěn)定性[13]、多汁性、感官特性和出品率[38]產(chǎn)生一些負(fù)面的影響。McDonnell等[18]認(rèn)為這些變化是由肉中蛋白質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)改變所導(dǎo)致的，但是這種假設(shè)并沒(méi)有得到證實(shí)。Kasaai等[39]研究指出采用功率超聲波處理時(shí)聲能可以被吸收，由于空化效應(yīng)引起溫度升高會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的熱損傷。

由高強(qiáng)度超聲波所引起的變化取決于蛋白質(zhì)本身的性質(zhì)及其變性和聚集的程度[28]。由于氨基酸的組成和酶的構(gòu)象不同，采用功率超聲波處理不同蛋白質(zhì)時(shí)，其物理穩(wěn)定性也有所差異[40]。半胱氨酸和甲硫氨酸的硫基易受自由基的攻擊，所以他們是最容易因氧化而變化的氨基酸。高強(qiáng)度超聲波可以引起食品蛋白質(zhì)的功能變化，如凝膠性、黏度和溶解度的變化，這些變化與分子修飾和疏水性密切相關(guān)。蛋白質(zhì)的氧化修飾可以改變其物理化學(xué)性質(zhì)，包括構(gòu)象、結(jié)構(gòu)、溶解性、蛋白酶水解性以及酶活力。這些改變也可能會(huì)決定鮮肉的質(zhì)量并影響肉制品的加工特性[41]。

每種食品的構(gòu)象結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都是不同的，因此在食品體系中應(yīng)用功率超聲波處理所帶來(lái)的影響也有所不同。盡管已經(jīng)證實(shí)功率超聲波處理會(huì)引起產(chǎn)品的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，但現(xiàn)在很少有研究能夠充分證明功率超聲波處理會(huì)對(duì)肉品的品質(zhì)產(chǎn)生不良的影響，因此功率超聲波技術(shù)可以應(yīng)用于肉制品加工中，提高其質(zhì)量特性和生產(chǎn)效率。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文綜述了功率超聲波技術(shù)在肉品加工過(guò)程中對(duì)肉品品質(zhì)（嫩度、成熟）及工藝性能（烹飪、鹽漬、殺菌、冷凍和解凍）的影響，表明功率超聲波技術(shù)可有效增加肉的嫩度，在不影響其他質(zhì)量參數(shù)的前提下加快常規(guī)烹飪速率；功率超聲波還可以在不影響肉質(zhì)量的前提下縮短鹽漬時(shí)間；功率超聲波與乳酸聯(lián)用使微生物總數(shù)大量減少；功率超聲波解凍可以縮短解凍時(shí)間并降低解凍損失，從而導(dǎo)致除霜時(shí)間大大縮短，使肉品質(zhì)得到良好的保護(hù)?？傊S著肉及肉制品的發(fā)展以及功率超聲波技術(shù)的成熟，該技術(shù)的應(yīng)用前景必將越來(lái)越廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1] 冷雪嬌， 章林， 黃明. 超聲波技術(shù)在肉品加工中的應(yīng)用[J]. 食品工業(yè)科技， 2012， 33（10）： 394-397.

[2] 孫玉敬， 葉興乾. 功率超聲在食品中的應(yīng)用及存在的聲化效應(yīng)問(wèn)題[J]. 中國(guó)食品學(xué)報(bào)， 2011， 11（9）： 120-133. DOI：10.3969/j.issn.1009-7848.2011.09.013.

[3] JOS? J F B D S， ANDRADE N J D， RAMOS A M， et al. Decontamination by ultrasound application in fresh fruits and vegetables[J]. Food Control， 2014， 45（1）： 36-50. DOI：10.1016/j.foodcont.2014.04.015.

[4] 王葳， 張紹志. 功率超聲波在食品工藝中的應(yīng)用[J]. 包裝與食品機(jī)械， 2001， 19（5）： 12-16. DOI：10.3969/j.issn.1005-1295.2001.05.005.

[5] KEK S P， CHIN N L， YUSOF Y A. Direct and indirect power ultrasound assisted pre-osmotic treatments in convective drying of guava slices[J]. Food and Bioproducts Processing， 2013， 91（4）： 495-506. DOI：10.1016/j.fbp.2013.05.003.

[6] 鐘賽意， 湯國(guó)輝， 王善榮. 功率超聲波在農(nóng)產(chǎn)品加工中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2005， 33（8）： 1488-1490. DOI：10.3969/j.issn.0517-6611.2005.08.073.

[7] HAO L， JIANMEI Y， MOHAMED A， et al. Reduction of major peanut allergens Ara h 1 and Ara h 2， in roasted peanuts by ultrasound assisted enzymatic treatment[J]. Food Chemistry， 2013， 141（2）： 762-768. DOI：10.1016/j.foodchem.2013.03.049.

[8] BOISTIER-MARQUIS E， LAGSIR-OULAHAL N， CALLARD M. The use of high-intensity ultrasonics in food plants[J]. Industries Alimentaires Et Agricoles， 2001， 7（1）.

[9] ROBERTS R T. Sound for processing food[J]. Nutrition and Food Science， 1991， 91（3）： 17-18.

[10] XIONG G Y， ZHANG L L， ZHANG W， et al. Influence of ultrasound and proteolytic enzyme inhibitors on muscle degradation， tenderness， and booking loss of hens during aging[J]. Czech Journal of Food Sciences， 2012， 30（3）： 195-205.

[11] POHLMAN F W， DIKEMAN M E， ZAYAS J F. The effect of low-intensity ultrasound treatment on shear properties， color stability and shelf-life of vacuum-packaged beef semitendinosus and biceps femoris muscles[J]. Meat Science， 1997， 45（3）： 329-337.

[12] STADNIK J， DOLATOWSKI Z J. Influence of sonication on Warner-Bratzler shear force， colour and myoglobin of beef

（m. semimembranosus）[J]. European Food Research and Technology， 2011， 233（4）： 553-559. DOI：10.1007/s00217-011-1550-5.

[13] STADNIK J. Influence of sonification on the oxidative stability of beef[J]. Roczniki Instytutu Przemys?u Miesnego I T?uszczowego， 2009， 47（1）： 63-68.

[14] OZUNA C， PUIG A， GARC?A-P?REZ J V， et al. Influence of high intensity ultrasound application on mass transport， microstructure and textural properties of pork meat （longissimus dorsi ） brined at different NaCl concentrations[J]. Journal of Food Engineering， 2013， 119（1）： 84-93. DOI：10.1016/j.jfoodeng.2013.05.016.

[15] KORTSCHACK F， HEINZ V. Process for solidifying the surface of raw sausage emulsion by ultrasonic treatment： CA， US6737093[P]. 2004.

[16] POHLMAN F W， DIKEMAN M E， ZAYAS J F， et al. Effects of ultrasound and convection cooking to different end point temperatures on cooking characteristics， shear force and sensory properties， composition， and microscopic morphology of beef longissimus and pectoralis muscles[J].

Journal of Animal Science， 1997， 75（2）： 386-401.

[17] CHEMAT F， ZILL-E-HUMA， KHAN M K. Applications of ultrasound in food technology： processing， preservation and extraction[J]. Ultrasonics Sonochemistry， 2010， 18（4）： 813-835. DOI： 10.1016/j.ultsonch.2010.11.023.

[18] McDONNELL C K， ALLEN P， MORIN C， et al. The effect of ultrasonic salting on protein and water-protein interactions in meat[J]. Food Chemistry， 2014， 147（6）： 245-251 DOI： 10.1016/j.foodchem.2013.09.125.

[19] ZHAO Y Y， WANG P， ZOU Y F， et al. Effect of pre-emulsification of plant lipid treated by pulsed ultrasound on the functional properties of chicken breast myofibrillar protein composite gel[J]. Food Research International， 2014， 58（4）： 98-104. DOI：10.1016/j.foodres.2014.01.024.

[20] SHAO J J， ZOU Y F， XU X L， et al. Effects of NaCl on water characteristics of heat-induced gels made from chicken breast proteins treated by isoelectric solubilization/precipitation[J]. CyTA-Journal of Food， 2015， 14（1）： 1-9. DOI：10.1080/19476337.2015.1071432.

[21] C?RCEL J A， BENEDITO J， BON J， et al. High intensity ultrasound effects on meat brining[J]. Meat Science， 2007， 76（4）： 611-619. DOI：10.1016/j.meatsci.2007.01.022.

[22] LEAL-RAMOS M Y， ALARCON-ROJO A D， MASON T J， et al. Ultrasound-enhanced mass transfer in Halal compared with non-Halal chicken[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture， 2011， 91（1）： 130-133. DOI：10.1002/jsfa.4162.

[23] ALARCON-ROJO A D， JANACUA H， RODRIGUEZ J C， et al. Power ultrasound in meat processing[J]. Meat Science， 2015， 107： 86-93. DOI：10.1016/j.meatsci.2015.04.015

[24] ARZENI C， MART?NEZ K， ZEMA P， et al. Comparative study of high intensity ultrasound effects on food proteins functionality[J]. Journal of Food Engineering， 2012， 108（3）： 463-472. DOI：10.1016/j.jfoodeng.2011.08.018.

[25] C?RCEL J A， GARC?A-P?REZ J V， BENEDITO J， et al. Food process innovation through new technologies： use of ultrasound[J]. Journal of Food Engineering， 2012， 110（2）： 200-207. DOI：10.1016/j.jfoodeng.2011.05.038.

[26] SIR? I， V?N C， BALLA C， et al. Application of an ultrasonic assisted curing technique for improving the diffusion of sodium chloride in porcine meat[J]. Journal of Food Engineering， 2009， 91（2）： 353-362. DOI：10.1016/j.jfoodeng.2008.09.015.

[27] McDONNELL C K， LYNG J G， ARIMI J M， et al. The acceleration of pork curing by power ultrasound： a pilot-scale production[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies， 2014， 26： 191-198. DOI：10.1016/j.ifset.2014.05.004.

[28] CICHOSKI A J， RAMPELOTTO C， SILVA M S， et al. Ultrasound-assisted post-packaging pasteurization of sausages[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies， 2015， 30： 132-137. DOI：10.1016/j.ifset.2015.04.011.

[29] PAG?N R， MA?AS P， ALVAREZ I， et al. Resistance of Listeria monocytogenes to ultrasonic waves under pressure at sublethal （manosonication） and lethal （manothermosonication） temperatures[J]. Food Microbiology， 1999， 16（2）： 139-148. DOI：10.1006/fmic.1998.0231.

[30] YUSAF T， AL-JUBOORI R A. Alternative methods of microorganism disruption for agricultural applications[J]. Applied Energy， 2014， 114（2）： 909-923. DOI：10.1016/j.apenergy.2013.08.085.

[31] MORILD R K， CHRISTIANSEN P， S?RENSEN A H， et al. Inactivation of pathogens on pork by steam-ultrasound treatment[J]. Journal of Food Protection， 2011， 74（5）： 769-775. DOI：10.4315/0362-028X.JFP-10-338.

[32] KORDOWSKA-WIATER M， STASIAK D M. Effect of ultrasound on survival of Gram-negative bacteria on chicken skin surface[J]. Bulletin-Veterinary Institute in Pulawy， 2011， 55（2）： 207-210.

[33] HERCEG Z， MARKOV K， ?ALAMON B S， et al. Effect of high intensity ultrasound treatment on the growth of food spoilage bacteria[J]. Food Technology and Biotechnology， 2013， 51（3）： 352-359.

[34] CASTRO L D， PRIEGO-CAPOTE F. Ultrasound-assisted crystallization （sonocrystallization）[J]. Ultrasonics Sonochemistry， 2007， 14（6）： 717-724. DOI：10.1016/j.ultsonch.2006.12.004.

[35] JAMES C， PURNELL G， JAMES S J. A critical review of dehydro freezing of fruits and vegetables[J]. Food and Bioprocess Technology， 2014， 7（5）： 1219-1234. DOI：10.1007/s11947-014-1293-y.

[36] AWAD T S， MOHARRAM H A， SHALTOUT O E， et al. Applications of ultrasound in analysis， processing and quality control of food： a review[J]. Food Research International， 2012， 48（2）： 410-427. DOI：10.1016/j.foodres.2012.05.004.

[37] MUSAVIAN H S， KREBS N H， NONBOE U， et al. Combined steam and ultrasound treatment of broilers at slaughter： a promising intervention to significantly reduce numbers of naturally occurring campylobacters on carcasses[J]. International Journal of Food Microbiology， 2014， 176（4）： 23-28. DOI：10.1016/j.ijfoodmicro.2014.02.001.

[38] BARBIERI G， RIVALDI P. The behaviour of the protein complex throughout the technological process in the production of cooked cold meats[J]. Meat Science， 2008， 80（4）： 1132-1137. DOI：10.1016/j.meatsci.2008.05.020.

[39] KASAAI M R. Input power-mechanism relationship for ultrasonic Irradiation： Food and polymer applications[J]. Natural Science， 2013， 5（8）： 14-22. DOI：10.4236/ns.2013.58A2003.

[40] ZIUZINA D， PATIL S， CULLEN P J， et al. Atmospheric cold plasma inactivation of Escherichia coli in liquid media inside a sealed package[J]. Journal of Applied Microbiology， 2013， 114（3）： 778-787. DOI：10.1111/jam.12087.

[41] ZHANG W， XIAO X， AHN D U. Protein oxidation： basic principles and implications for meat quality[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition， 2013， 53（11）： 1191-1201. DOI：10.1080/10408398.2011.577540.