超聲波技術(shù)在中央廚房食品加工中的應(yīng)用研究進展

張兆麗，曹靜，孟祥忍，王洋

（1.揚州大學(xué)旅游烹飪學(xué)院，食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇揚州 225127）（2.江蘇省淮揚菜工程中心，江蘇揚州 225127）

中央廚房起源于美國、日本和其他發(fā)達國家，在餐飲連鎖店的標準化方面發(fā)揮著重要作用。中央廚房，是指統(tǒng)一規(guī)模采購原料、標準化加工制作、統(tǒng)一冷鏈配送的集成式廚房模式。中央廚房實現(xiàn)了集團化采購、標準化操作、集約化生產(chǎn)、工業(yè)化配送、專業(yè)化運營和科學(xué)化管理的發(fā)展特征。與傳統(tǒng)餐飲和食品加工相比，中央廚房通過集中采購、統(tǒng)一制備和加工等標準流程，可以嚴格地對產(chǎn)品進行食品安全控制，確保產(chǎn)品的質(zhì)量與安全。同時，中央廚房還具有生產(chǎn)效率較高、資源綜合利用率高及餐廚廢棄物集中處置等優(yōu)勢。

中央廚房加工的新鮮食品主要包括水果和蔬菜、肉類、水產(chǎn)品、食用菌等，這些食品原輔料加工之前需要進行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，主要包括清洗、酶滅活和消毒、包裝和涂層等。目前中小型食品加工公司在對新鮮食品進行預(yù)處理時仍然面臨一些問題，如清潔效率低、耗水量大、加工自動化能力低（如肉類和新鮮農(nóng)產(chǎn)品切配、加工等工序）、加工過程中食品營養(yǎng)損失高、能耗高、食品安全性差等。這些問題給正在發(fā)展的中央廚房產(chǎn)業(yè)帶來了無形壓力。隨著中央廚房在餐飲行業(yè)“如火如荼”的發(fā)展，超聲波技術(shù)在中央廚房產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用正引起研究者廣泛關(guān)注。

超聲波技術(shù)是一種非熱物理加工技術(shù)，在介質(zhì)中機械振動產(chǎn)生的一種頻率大于20 kHz的聲波[1]。目前，超聲波技術(shù)被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域。超聲波產(chǎn)生的空化、機械、化學(xué)和生物效應(yīng)對食品加工過程產(chǎn)生一定的影響，例如能夠提高傳質(zhì)傳熱效率、減少加工時間、降低加工過程中試劑用量、增加產(chǎn)量、提高食品安全性、保留食品營養(yǎng)等優(yōu)勢[2]。研究人員發(fā)現(xiàn)利用超聲波清洗技術(shù)不僅可以明顯減少果蔬表面的致病微生物，還可以有效去除表面黏附的污染物[3,4]。研究發(fā)現(xiàn)利用超聲波技術(shù)處理果蔬原材料，超聲波對多種致病菌微生物具有較高的滅活效率[5,6]。研究人員利用超聲波技術(shù)強化酶對餐廚垃圾進行水解，發(fā)現(xiàn)超聲波預(yù)處理可以顯著減小復(fù)雜餐廚廢棄物的粒度，進行高效酶解，有效地將食物餐廚垃圾轉(zhuǎn)化為增值產(chǎn)品[7]。因此，超聲波技術(shù)可以應(yīng)用于中央廚房產(chǎn)品加工的各個環(huán)節(jié)，并能保持食品品質(zhì)，應(yīng)用前景廣闊。目前已有較多關(guān)于超聲波技術(shù)改善食品品質(zhì)方面的研究。因此，本文將重點介紹中央廚房和超聲波技術(shù)的概念和作用機理，綜述超聲波技術(shù)在中央廚房食品產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用進展，可以為中央廚房產(chǎn)品標準化、產(chǎn)業(yè)化和工業(yè)化生產(chǎn)提供有價值的參考。

1 中央廚房

1.1 中央廚房概念

中央廚房稱為餐飲配送中心，主要為酒店、學(xué)校、航空公司、工廠和大型超市等消費群體提供產(chǎn)品。中央廚房主要任務(wù)是將原材料制備和加工成半成品或最終產(chǎn)品，并以冷鏈或熱鏈的形式交付給每個銷售端，然后銷售端進行二次加熱和銷售組合，分銷給客戶。例如，生鮮食品原材料可以制備成各種各樣的產(chǎn)品-即食食品，如熟肉、熟沙拉和煙熏/腌制海鮮[8]。連鎖餐飲業(yè)中央廚房的建立和發(fā)展在日本、美國等發(fā)達國家已具有幾十年的歷史，并具有較成熟的運營模式。

1.2 中央廚房運作

由于新冠疫情的影響，餐飲行業(yè)遭受了巨大的沖擊，但同時也加快了餐飲行業(yè)朝向零售化、自動化、數(shù)字化等趨勢發(fā)展，中央廚房行業(yè)的發(fā)展要適應(yīng)這種趨勢，尤其是“中央廚房+無接觸配送”模式。中央廚房是在疫情防控常態(tài)形勢下保障餐飲供應(yīng)的有效方式，重點餐飲企業(yè)積極開展自行配送或與線上平臺合作的方式，探索“云餐廳”經(jīng)營模式，開展“無接觸式”統(tǒng)一配送服務(wù)，為消費者配送免洗蔬菜、肉類、面點等餐飲成品及半成品。而在國內(nèi)，中央廚房發(fā)展現(xiàn)狀還停留在半機械化、大量人工介入的流水線，因此急需引入先進的科學(xué)技術(shù)來加強和規(guī)范中央廚房的運作與管理，達到標準化、工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)模式。因此，中央廚房產(chǎn)業(yè)需要進一步構(gòu)建全面覆蓋的加工規(guī)?；⑵焚|(zhì)多元化、質(zhì)量標準化、服務(wù)規(guī)范化、配送智能化的餐飲供應(yīng)鏈體系[9]。

2 超聲波技術(shù)

超聲波通過換能器將聲能轉(zhuǎn)化為機械能，使彈性介質(zhì)產(chǎn)生振動，產(chǎn)生物理化學(xué)效應(yīng)。根據(jù)超聲波頻率和強度以及實際應(yīng)用，超聲波可以分為兩類，一種是高強度低頻超聲波（功率強度＞1 W/cm2、頻率20～100 kHz），其具有很高的能量，可以使介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生快速移動的微氣泡流，經(jīng)過一系列變化最終氣泡劇烈破裂，從而改變食品原料的物理化學(xué)性質(zhì)，影響食品蛋白質(zhì)等大分子的改性。另一種是低強度高頻超聲波（功率強度＜1 W/cm2、頻率100～1 MHz），其蘊含的能量低，常用于食品成分表征、食品結(jié)構(gòu)改善等，不會對產(chǎn)品造成任何損失，在測定過程中也不會改變食品物料的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)。

超聲波技術(shù)作為一種非熱物理加工技術(shù)，具有許多優(yōu)勢，如具有能耗低、營養(yǎng)成分破壞小、可控性強、效率高等特點，已被廣泛應(yīng)用于食品加工領(lǐng)域。超聲波的物理化學(xué)效應(yīng)主要歸結(jié)為超聲波的空化效應(yīng)、物理效應(yīng)和熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)。超聲波作用機理主要與其產(chǎn)生的空化效應(yīng)有關(guān)（空化效應(yīng)的產(chǎn)生如圖1[16]），根據(jù)空化氣泡是否破裂，空化效應(yīng)可分為穩(wěn)定空化和瞬態(tài)空化[10]。食品結(jié)構(gòu)修飾的作用主要歸因于超聲波的瞬時空化，因為空化氣泡在高聲壓下會迅速膨脹，并在達到共振臨界點時發(fā)生坍塌，在局部區(qū)域會產(chǎn)生高達5000 K的瞬時高溫和高達30 MPa的高壓，然后引發(fā)一系列物理、化學(xué)效應(yīng)以及熱效應(yīng)[11-13]。聲空化效應(yīng)引起的物理效應(yīng)主要包括強力的剪切力、沖擊波、高速微射流、湍流和劇烈聲流[14]，這些聲流、沖擊波、微射流引起流體湍動，增加混合與傳質(zhì)效應(yīng)，同時導(dǎo)致食品生物大分子折疊和展開，對食品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響[15]。

圖1 超聲波空化效應(yīng)示意圖Fig.1 Schematic illustration of ultrasonic generation of cavitation

3 超聲波技術(shù)在中央廚房中的應(yīng)用

3.1 超聲波清洗技術(shù)

3.1.1 超聲波技術(shù)在果蔬清洗上的應(yīng)用

新鮮食材預(yù)處理的第一步是清潔和去污，主要污染源是土壤、糞便、其他異物等雜質(zhì)。清潔不僅需要清除這些雜質(zhì)，還應(yīng)該適當(dāng)?shù)叵迈r食材表面的微生物[17]。因此，有效清潔和去污是實現(xiàn)中央廚房產(chǎn)品生產(chǎn)的一項基本工序。隨著微生物數(shù)量的減少，成品或半成品可以延長保質(zhì)期并保持良好的營養(yǎng)品質(zhì)[18,19]。傳統(tǒng)清洗、剝皮等方法難以達到預(yù)期效果，如普通水洗只能洗去果蔬原料表面灰塵等易去除的污染物，超聲場中空化氣泡的產(chǎn)生作用可以達到清潔果蔬表面的目的。超聲波清洗的作用機理是基于清潔溶液中超聲空化氣泡的形成以及破裂。空化氣泡的崩潰導(dǎo)致局部產(chǎn)生高溫高壓、較強的剪切力和高活性自由基（H·和·OH），有效地去除污染物、滅活微生物和降解食品表面農(nóng)藥。一般用于食品清潔的超聲波通常是高強度低頻超聲波[20,21]，超聲波清洗效率與超聲波頻率、超聲功率和超聲作用時間有關(guān)。超聲波清洗技術(shù)對生物活性成分（如水果和蔬菜中的酚類化合物和花青素）的影響很小[21-26]。Alenyorege等[3]研究了不同超聲頻率模式（掃描頻率、固定頻率和頻率組合）對大白菜表面大腸桿菌以及其理化質(zhì)量變化的影響，與普通水洗相比，固定超聲頻率為40 kHz時，超聲波清洗可以更有效地將大腸桿菌數(shù)量減少3 log CFU/g，保留大約20%的酚類化合物，并且不會影響產(chǎn)品外觀。Cao等[17]研究了不同頻率（0、25、28、40、59 kHz）超聲波清洗草莓10 min（20 ℃），將處理過的樣品在5 ℃下儲存8 d，結(jié)果表明，當(dāng)超聲頻率為40 kHz時處理是最好的，草莓表面的微生物數(shù)量可以顯著減少，同時保持維生素C和可溶性固體含量。RyeolPark等[4]對超聲場中氣泡產(chǎn)生和氣泡表面清洗進行了研究，在不同污染條件下對污染物粘附強度和表面潤濕性的清潔試驗表明，超聲場中產(chǎn)生的蒸汽和氣泡分別能更有效地去除強粘附和弱粘附的污染物。

研究發(fā)現(xiàn)超聲波和臭氧聯(lián)合對食物具有清潔作用。超聲波有利于破壞致病微生物的細胞膜，使臭氧更充分地分散和溶解在細胞中，從而氧化并加速微生物的死亡。超聲空化也有利于增強臭氧分解，產(chǎn)生大量自由基，從而增強有機物質(zhì)的分解，同時提高臭氧的溶解速率。超聲波使臭氧在更短的時間內(nèi)達到清潔溶液中的較高濃度，這有利于農(nóng)藥殘留的凈化和降解[27-29]。Siddique等[30]研究發(fā)現(xiàn)，與簡單自來水洗滌相比，采用超聲波臭氧化處理受試果蔬的累計化學(xué)殘留量從9.006 μg/g和1.921 μg/g下降至3.214 μg/g（64.3%）和1.064 μg/g（44.6%），超聲波臭氧化處理能有效地顯著降低蔬菜和水果中的農(nóng)藥殘留。Fan等[31]使用超聲波和臭氧聯(lián)合清洗萵苣，研究發(fā)現(xiàn)超聲波和臭氧處理能夠有效地去除萵苣表面的有機磷農(nóng)藥殘留（甲胺磷和敵敵畏）。由于臭氧具有許多優(yōu)點（包括具有更寬的去污范圍和更高的去污效率，并且無殘留物且成本更低），因此臭氧與超聲波協(xié)同處理可以適用于中央廚房的大規(guī)模清潔。Maryam等[32]研究超聲波輔助低強度電流處理對番茄樣品中農(nóng)藥（卡坦、噻蟲嗪和甲霜靈）殘留量的影響，結(jié)果表明當(dāng)超聲頻率和電流組合為40 kHz+1400 mA、24 kHz+800 mA和24 kHz+1400 mA時，卡坦、噻蟲嗪和甲霜靈的殘留量分別減少了94.24%、69.80%和95.06%，可以有效地去除蔬菜中的農(nóng)藥殘留。Azam等[33]研究多頻率多模式超聲波處理（20、40、60 kHz）對新鮮萵苣表面阿維菌素（Abamectin b1，AB）、甲氧基甲氨蝶呤（Alphamethrin，AL）和阿維菌汀苯甲酸酯（Emamectin Benzoate，EB）清除效果，結(jié)果表明超聲波三頻序列模式是清除農(nóng)藥殘留的最有效方法，當(dāng)超聲處理8 min后，分別去除92.31%、89.36%和95.25%的AB、AL和EB，對萵苣的生理和營養(yǎng)特性并沒有影響。因此，超聲波技術(shù)是一種很有前景的清潔技術(shù)，不僅在一定程度上可以去除新鮮果蔬農(nóng)藥殘留，而且不會損害產(chǎn)品的完整性和質(zhì)量。

3.1.2 超聲波技術(shù)在廚房用具上的應(yīng)用

超聲波壓制在液體介質(zhì)振動頻率非常高的沖擊波讓液體分子產(chǎn)生正負交變，當(dāng)聲強達到一定程度時，快速生成微小的空化氣泡并瞬時閉合，產(chǎn)生強大的微爆炸和沖擊波破壞清洗物表面物質(zhì)，達到充分清洗效果。雖然每一個空化氣泡的作用很小，但每秒鐘就會產(chǎn)生數(shù)億空化氣泡共同作用會具有良好的清洗效果，任何死角都能被清洗到。

在廚房中，由于烹制食品會產(chǎn)生很多油煙、油尾氣等污染物，不僅造成廚房用具污染問題，同時影響到廚房的整潔效果，而且對人體產(chǎn)生很大危害，因此考慮將超聲波清洗技術(shù)應(yīng)用到廚房用具的清潔方面。高強度低頻超聲波通常可以用于清洗中央廚房生產(chǎn)設(shè)備和管道，如油煙機和碗筷等，在工作過程中連續(xù)式操作，不能產(chǎn)生中斷。李雅莉等[34]研究表明高強度超聲波處理廚房油污的清洗效率可達98%以上，蒸汽清洗效率低于90%，而手工清洗和有機溶劑清洗效率低至60%～70%。馬蘭[35]研究表明，超聲波技術(shù)清潔油污具有高效節(jié)能的特點，在研究超聲振動清洗原理和超聲空化清洗原理的基礎(chǔ)上，通過模塊化設(shè)計超聲清洗刷來實現(xiàn)“一機多功能”的理念。茍仲武[36]對節(jié)能超聲波洗碗機研究表明，裝置結(jié)構(gòu)簡單，可以充分利用廢熱液、回收熱水、空氣源熱水、太陽能熱水作為洗碗機的熱源，并且通過超聲波震蕩作用促進廚具上的油污乳化、食物殘渣等分解脫落，其成本低，能耗低、清洗效果好，對清洗過程中餐具擺放無特殊要求，省時省力。因此，超聲波技術(shù)應(yīng)用于廚房用具的清洗方面具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3.2 超聲波殺菌技術(shù)

產(chǎn)品殺菌是中央廚房產(chǎn)品生產(chǎn)加工過程中必需的工序之一。超聲波具有的殺菌能力主要是由其空化作用所引起的，當(dāng)高強度超聲波在液體中傳播時會產(chǎn)生縱波，因此產(chǎn)生交替壓縮和膨脹的區(qū)域，這些壓力改變的區(qū)域容易引起空穴現(xiàn)象，并形成微小氣泡核，微小氣泡核在絕熱收縮以及崩潰的瞬間，內(nèi)部會呈現(xiàn)超高溫和超高壓，從而殺死液體中的某些細菌、病毒等，從而達到殺菌的效果。超聲波滅菌技術(shù)是一種極具有前途的非熱滅菌技術(shù)。Lin等[5]研究超聲波殺菌技術(shù)對蔬菜汁中大腸桿菌O157:H7的滅活率影響，結(jié)果表明超聲波處理對大腸桿菌O157:H7表現(xiàn)出良好的抗菌能力，當(dāng)超聲波處理條件為功率100 W，處理時間為10 min，功率密度為50 W/cm2時，對大腸桿菌O157:H7的抑菌率為68.91%。Liao等[37]研究超聲波功率（200～400 W）對枯草芽孢桿菌滅活率的影響，當(dāng)超聲功率為400 W時處理的樣品中枯草芽孢桿菌的數(shù)量減少了5 log CFU/g。

相較于傳統(tǒng)技術(shù)，超聲波殺菌技術(shù)具有更多優(yōu)勢。張琪等[38]通過對加熱殺菌、微波殺菌、超聲波殺菌3種殺菌技術(shù)對比分析后得到，超聲波殺菌15 min時沙棘果漿殺菌效果最佳，維生素C保存率最高，達到92%，且質(zhì)構(gòu)特性和感官評定檢測的結(jié)果也優(yōu)于其他方式。Dai等[39]研究表明與傳統(tǒng)的熱加工工藝相比，超聲波殺菌技術(shù)可以降低能耗，保持營養(yǎng)成分，對整體食品質(zhì)量的危害較小。Royintarat等[40]研究表明，超聲波輔助等離子體活化水殺菌效果較好，結(jié)果表明此方法可以使厚度為4 mm的雞肉中大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的數(shù)量分別減少1.5 log CFU/g和0.9 log CFU/g，有效地達到殺菌的目的。因此，相較于傳統(tǒng)的殺菌技術(shù)，如巴氏殺菌、加熱殺菌等技術(shù)，超聲波殺菌效果更佳，對食物營養(yǎng)的保存率更高，非常適用于中央廚房中預(yù)制產(chǎn)品的殺菌領(lǐng)域。

3.3 超聲波技術(shù)在冷凍加工中的應(yīng)用

在食品冷凍過程中，結(jié)晶很大程度上影響了食品冷凍品質(zhì)，大小分布不均的冰晶會損害食品結(jié)構(gòu)，降低食品品質(zhì)。而超聲波輔助冷凍技術(shù)具有控制結(jié)晶作用，通過利用超聲波定向效應(yīng)，利用高能超聲波控制食物內(nèi)部結(jié)晶速度和過程，在一定程度上可以促進相關(guān)物質(zhì)形成結(jié)晶，尤其對于一些處于臨界核狀態(tài)的食品，超聲波處理能夠加速形成其核心。同時，通過控制結(jié)晶的速度，能夠得到均勻細致的結(jié)晶體，保障食品內(nèi)部結(jié)晶不被外界所污染，具有很高的商業(yè)價值。目前，該技術(shù)在一些果蔬類、肉類儲存中都有較為廣泛應(yīng)用。Cheng等[41]研究發(fā)現(xiàn)超聲處理草莓后，能夠顯著地縮短草莓的凍結(jié)時間。Zhang等[42]在溫度達到0 ℃時以180 W的超聲波處理豬背最長肌8 min，超聲工作、超聲間歇時間分別為30 min、30 s，研究表明超聲波輔助冷凍技術(shù)明顯縮小了肌肉中冰晶尺寸，使冰晶分布更加均勻，降低了肌肉的解凍損失，并改善了肉的冷凍品質(zhì)。Sun等[43]研究發(fā)現(xiàn)超聲輔助浸泡冷凍在不同超聲功率水平下提高了鯉魚冷凍速度，當(dāng)超聲功率為175 W時，超聲處理能夠顯著縮短鯉魚的冷凍時間，并改善了魚肉質(zhì)量。Shi等[44]研究了不同超聲功率密度對草魚背部肌肉的冷凍速率及其物化性質(zhì)的影響，結(jié)果表明當(dāng)超聲功率密度≥0.38 W/cm2時，可以顯著縮短預(yù)冷階段的時間和總冷凍時間，保護肌原纖維蛋白結(jié)構(gòu)，減少冷凍和蒸煮損失。這些研究表明超聲波技術(shù)不僅能縮短冷凍產(chǎn)品解凍所需要的時間，還有助于抑制冷凍肉類產(chǎn)品凍藏過程中的受損和變質(zhì)，因此，超聲波解凍技術(shù)可以應(yīng)用于中央廚房冷凍產(chǎn)品的高質(zhì)量標準化生產(chǎn)。

3.4 超聲波技術(shù)在腌制過程中的應(yīng)用

腌制食品因其特殊的風(fēng)味及口感深受大眾的喜愛。傳統(tǒng)腌制方法是使用食用鹽或其他調(diào)味料涂抹在食物表面，放置一段時間，使調(diào)味料和鹽充分進入食物中，已達到所需腌制狀態(tài)。超聲波技術(shù)作為新型非熱物理加工技術(shù)，能夠在不損害肉及肉制品品質(zhì)的情況下加速腌制過程，在鹽含量、食品感官品質(zhì)等方面達到較好效果，并引起了廣泛關(guān)注。采用超聲波（20 kHz）輔助烹飪可以有效促進鹽的滲透，減少烹飪損失，提高五香牛肉的嫩度[45]。Siróa(chǎn)等[46]將豬腰浸入氯化鈉鹽水中，在5 ℃下采用3種不同鹽漬處理方法進行處理，研究了超聲波輔助腌制對豬腰的組織結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)變性、結(jié)合水能力、持水能力、氯化鈉擴散系數(shù)和肉類紋理剖面的影響，結(jié)果表明超聲波處理能夠有效地提高了豬腰的保水能力和紋理性能。Contreras等[47]探討了超聲波技術(shù)監(jiān)測火腿腌制后的情況，結(jié)果表明隨著超聲波功率的增加，火腿重量呈現(xiàn)減少的趨勢（每千克26.1 m/s），這兩個變量間具有良好的相關(guān)性（r=0.95），超聲波功率與鹽含量和水分含量密切相關(guān)，因此，超聲波不僅可以無損地監(jiān)測火腿重量的總體變化，還可以監(jiān)測腌制后水分和鹽含量的變化。Bao等[48]采用不同功率的超聲波技術(shù)輔助加工牦牛干，結(jié)果表明，超聲波處理對肉的顏色、氣味和味道產(chǎn)生負面影響，但增加了肉的嫩度和整體可接受性，顯著增加了醇和醛的含量，因此適當(dāng)?shù)某暪β视兄谔岣哧笈８傻馁|(zhì)量。Inguglia等[49]研究了超聲頻率、超聲時間對低鈉禽肉進行超聲腌制的影響，與傳統(tǒng)腌制技術(shù)相比，超聲波改變了膜通透性并促進了電解質(zhì)離子的滲透和擴散，顯著地縮短腌料浸入肌肉組織所需要的時間。類似的研究結(jié)果還有很多[50-52]，表明超聲波不僅能有效縮短產(chǎn)品的腌制時間，還能促進鹽在這類產(chǎn)品中的均勻分布。超聲波輔助腌制在肉制品中的相關(guān)研究如表1。

表1 超聲波輔助腌制在肉制品中的相關(guān)研究Table 1 Study on ultrasonic assisted curing in meat products

3.5 超聲波技術(shù)結(jié)合氣調(diào)包裝的應(yīng)用

在中央廚房中，食物的包裝是一項非常重要的工序。超聲波技術(shù)可以結(jié)合氣調(diào)包裝技術(shù)對食物進行有效的長期保藏。張福平等[58]采用超聲波結(jié)合氣調(diào)包裝技術(shù)處理采后番石榴，結(jié)果表明，超聲波結(jié)合氣調(diào)包裝不僅可以減緩番石榴果實營養(yǎng)品質(zhì)的下降和水分的散失，還可以有效地抑制番石榴果實的呼吸強度、質(zhì)膜相對透性和過氧化物酶活性的下降，減緩果實細胞衰老，有利于果實儲藏和原有風(fēng)味保存。這項技術(shù)不僅可以減少百香果維生素C的損失率，還能抑制可溶性蛋白質(zhì)含量的減少，在貯藏后期能保持較高的酸含量，有效延緩果實成熟速度。Elvira等[59]研究了包裝內(nèi)的空氣侵入情況及在不同溫度下超聲波參數(shù)的變化，結(jié)果表明超聲波技術(shù)可以作為傳統(tǒng)破壞性技術(shù)的新替代技術(shù)應(yīng)用在食品產(chǎn)品包裝工序。Zhang等[60]研究了超聲波結(jié)合氣調(diào)包裝對小白菜貯藏品質(zhì)的影響，結(jié)果表明超聲波（30 kHz）處理不同時間（5、10和15 min）結(jié)合氣調(diào)技術(shù)處理后的小白菜，可以延緩小白菜在貯藏期間菌落總數(shù)的增加，并有效地減緩了總可溶性固形物的減少和抗壞血酸和葉綠素的損失。Zhang等[61]利用超聲波輔助靜電紡絲法制備食品包裝材料，來提高食品的抗菌效果和提供紫外線屏障。因此，通過超聲波技術(shù)結(jié)合其他包裝技術(shù)可以對食物進行較長時間的保藏，提高了食物的營養(yǎng)價值與商品價值。

3.6 超聲波技術(shù)在食品加工過程中的檢測應(yīng)用3.6.1 超聲波技術(shù)檢測果蔬產(chǎn)品

水果和蔬菜富含豐富的維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)素，是人們每天重要的膳食攝入。采摘后新鮮果蔬會產(chǎn)生失水、微生物感染、機械損傷等問題，在儲存期間易遭受損失，因此對新鮮果蔬進行檢測是十分重要的[21]。超聲波技術(shù)能夠檢測果蔬類產(chǎn)品的成熟度以及保鮮度，但是果蔬類食品在貯存或者成熟過程中會出現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、水分含量、糖含量等變化，這些變化均會影響超聲波技術(shù)的檢測結(jié)果。由于果蔬組織內(nèi)部存在氣體，超聲波檢測效果會明顯衰減，進行數(shù)據(jù)分析時也比較復(fù)雜，但只要操作得當(dāng)，可以采用超聲波技術(shù)進行檢測果蔬類產(chǎn)品。與傳統(tǒng)檢測技術(shù)相比，超聲波檢測技術(shù)存在著靈敏度高，速度快，成本低的優(yōu)勢。羅賢清等[62]發(fā)現(xiàn)超聲波技術(shù)在食品安全監(jiān)測中起到了很重要的作用，在檢測果蔬時，可以根據(jù)其水分、糖分檢測其成熟度。Kathiravan等[63]研究表明采用超聲波輔助檢測可以直接檢測果蔬中的抗壞血酸，簡單方便快捷。因此，超聲波技術(shù)可以運用于果蔬產(chǎn)品的無損檢測和內(nèi)部品質(zhì)檢測。

3.6.2 超聲波技術(shù)檢測乳制品

在乳制品中，由于乳狀液體水相密度大于油相密度，因此乳狀液體會出現(xiàn)分層現(xiàn)象，消費者認為這種現(xiàn)象是乳制品變質(zhì)所產(chǎn)生的，但此現(xiàn)象并不能確定乳制品已經(jīng)變質(zhì)，是否已經(jīng)變質(zhì)還需要對乳制品油相含量以及分布狀況進行檢測。相較于傳統(tǒng)檢測方法，超聲波技術(shù)對于油相檢測更加精確、簡便，更加適用于大批量樣品分析[62]。同時，超聲波技術(shù)可降低牛奶脂肪球直徑，可以促進油脂和水結(jié)合，減少分層。相關(guān)人員研究了超聲波對復(fù)合乳狀液和生乳脂肪穩(wěn)定性和奶油化的影響，結(jié)果表明超聲波可以預(yù)處理乳狀液中的脂肪顆粒，以使其成為奶油[64]。

Vodret等[65]測定超聲波通過乳酪的時間檢測乳酪中的的裂縫和異物，結(jié)果表明在不受溫度影響的情況下，超聲波技術(shù)可以正確檢出90%乳酪中的裂縫和異物。孫選等[66]將超聲波技術(shù)結(jié)合牛乳檢測方法具有高精度、高穩(wěn)定性、低成本等優(yōu)點，適合于實驗室，乳品加工行業(yè)等進行操作。Quacha等[67]通過研究加入牛奶中的三種菌種，利用超聲波速度和振幅的變化快速檢測這些微生物的生長特征。因此，超聲波檢測技術(shù)因非侵入式、對樣品無破壞、快速等優(yōu)勢，可以在乳制品行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。

3.6.3 超聲波技術(shù)檢測肉制品

肉類食品的消費在我國市場占較大的比例，居民密切關(guān)注肉類食品的健康安全問題。超聲波技術(shù)可以實現(xiàn)對禽類的肉食部分進行安全的指標檢測，但由于超聲波頻率較高，超出了肉類食品的承受范圍，破壞其肌原纖維蛋白等營養(yǎng)成分，降低肉類食品的品質(zhì)，但通過合理控制超聲波頻率的大小，完全可以實現(xiàn)對禽類的肉食部分進行檢測。Sara等[68]研究高壓二氧化碳和高功率超聲聯(lián)合處理下干腌火腿單核細胞增生性李斯特菌滅活的可行性，發(fā)現(xiàn)30 kHz、10～12 W、2 min超聲波協(xié)同高壓二氧化碳處理下，干腌火腿的單核細胞增生性李斯特菌數(shù)量顯著減少。Correia等[69]利用超聲波技術(shù)檢測去骨家禽產(chǎn)品中的骨碎片，為食品安全問題提供了一種非侵入性、經(jīng)濟高效的解決方案。Corona等[70]研究表明，利用超聲波技術(shù)檢測高壓處理或冷藏對真空包裝干腌火腿組織結(jié)構(gòu)特性的影響，研究表明在火腿包裝中超聲波速度與火腿硬度有關(guān)，發(fā)現(xiàn)超聲無損檢測技術(shù)可以作為一種有效可行的方法檢測火腿的組織結(jié)構(gòu)變化。因此，采用超聲波檢測技術(shù)可以判斷肉類制品的品質(zhì)。

4 結(jié)語和展望

超聲波技術(shù)在中央廚房產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用是食品產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新。本文綜述了超聲波技術(shù)在中央廚房產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，此技術(shù)不僅應(yīng)用在產(chǎn)品清洗、產(chǎn)品殺菌、產(chǎn)品檢測等環(huán)節(jié)，還能最大限度地保持產(chǎn)品原有的營養(yǎng)成分和品質(zhì)，并減少人力資源投入，在一定程度上有效解決中央廚房存在的低清潔效率、高營養(yǎng)損失、產(chǎn)品保質(zhì)期短、自動化運行等問題。因此，超聲波技術(shù)在中央廚房產(chǎn)業(yè)中具有良好的應(yīng)用前景。盡管超聲波技術(shù)現(xiàn)已被逐漸接受和廣泛應(yīng)用，但它還存在一些問題需要給予更多研究和關(guān)注。例如，超聲波設(shè)備在工作時難免會發(fā)出比較大的噪音，對操作人員的耳朵造成一定的損害；超聲波清洗裝備只適用于部分食物的清洗，較軟的食材采用超聲波清洗會吸收波而影響清洗效果。此外，超聲波在傳播過程中會因受到外界因素的影響，出現(xiàn)結(jié)果偏差，因此在超聲波技術(shù)實際應(yīng)用中，做好精細化管理，以更好地發(fā)揮超聲波技術(shù)的應(yīng)用價值。同時，需要進一步考慮將超聲波技術(shù)結(jié)合其他技術(shù)共同運用到中央廚房產(chǎn)業(yè)中，實現(xiàn)中央廚房產(chǎn)業(yè)的自動化、智能化、數(shù)字化和標準化。