超聲波對果蔬及其制品品質(zhì)影響的研究進展

張曼君，周春麗，蘇偉，胡雪雁

（江西科技師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，江西南昌 330013）

新鮮水果和蔬菜中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、維生素、無機鹽，其能滿足人們?nèi)粘Ｉ顚I養(yǎng)物質(zhì)的需求。隨著人們生活水平的提高和飲食的豐富，對水果和蔬菜的安全、營養(yǎng)價值和質(zhì)量的要求也在不斷提高。據(jù)統(tǒng)計，我國水果總產(chǎn)量占世界水果總產(chǎn)量的21.16%，蔬菜總產(chǎn)量占世界蔬菜總產(chǎn)量的40%～50%。開發(fā)高附加值的果蔬休閑食品，可提高果蔬加工總產(chǎn)值，拓寬銷售途徑，進一步促進產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國是世界最大的果蔬生產(chǎn)和加工國，果蔬產(chǎn)業(yè)在我國外匯收入中占據(jù)較大比重，果蔬產(chǎn)業(yè)也成為我國農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)中具有明顯優(yōu)勢和國際競爭力的行業(yè)，可以說果蔬產(chǎn)品集環(huán)保、健康和營養(yǎng)等多種優(yōu)勢于一體，成為未來健康產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展領(lǐng)域之一。但經(jīng)過清洗、去皮一系列加工處理后，新鮮果蔬的保質(zhì)期縮短，易遭到芽孢桿菌、大腸桿菌等各類致病菌感染[1]，造成潛在的食品隱患，對食用者造成危害。不僅如此，食用前加工也會對果蔬品質(zhì)造成一定影響，例如果蔬褐變、營養(yǎng)成分流失、價值損失等[2]。如何在加工過程中減緩果蔬營養(yǎng)物質(zhì)的流失并最大限度地提高果蔬質(zhì)量、提升食品產(chǎn)業(yè)效率、做到資源與生態(tài)環(huán)境相契合成為果蔬加工過程中的一大難題。傳統(tǒng)的熱加工技術(shù)能有效地滅活其中的微生物，以保證其在貯藏期的穩(wěn)定性和安全性，但同時會對果蔬的營養(yǎng)成分、香氣、色澤等感官特質(zhì)產(chǎn)生不良影響，尤其是某些對溫度或其他因素較為敏感的食物處理條件更為苛刻。因此，為克服這一局限性，研究人員嘗試運用超聲波、超高壓、輻射、高壓脈沖電場、大氣壓冷等離子體等非熱加工技術(shù)處理果蔬[3]。非熱加工技術(shù)不僅具有良好的殺菌效果，還能保持果蔬較好的感官品質(zhì)，在食品加工中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文綜述超聲波的作用機制、對果蔬的殺菌效果以及超聲波在果蔬及其制品中的應(yīng)用進展，并對超聲波技術(shù)的前景做出展望，以期為超聲波對果蔬及其制品的加工與應(yīng)用提供參考。

1 超聲波

1.1 超聲波簡介

超聲波（ultrasound，US）是一種波長極短（一般短于20 cm），但頻率高于20 kHz 的機械波。超聲波可以分為低頻聲波（20 kHz～1 MHz）和高頻聲波（＞1 MHz）[4]。超聲波也可以分為高功率（高能、高密度）超聲波，涉及的頻段范圍為18～100 kHz，且能量高于1 W/cm2；低功率超聲波的工作頻率通常高于1 MHz，能量一般低于1 W/cm2[5]。低功率聲波又稱檢測聲波，在食品工業(yè)中主要用于食品理化性質(zhì)方面，如：食品組成、質(zhì)構(gòu)、糖分、酸度等性質(zhì)的分析檢測。高功率聲波又名功率聲波，常適用于食品加工，主要應(yīng)用在食品的滅菌、脫氣、滲透、冷凍、干燥、過濾、清洗等一系列加工過程，與傳統(tǒng)的熱加工處理相比，有著節(jié)能效率更高的優(yōu)勢[6]。

1.2 超聲波的作用機制

超聲波利用一系列壓縮波和稀疏波在同一介質(zhì)上傳遞，從而分別產(chǎn)生正、負壓。液體中的微小氣泡在超聲波的影響下發(fā)生振蕩，生長并不斷聚集聲場能量，當(dāng)負壓達到閾值時，氣泡將會迅速膨脹擴大，然后突然閉合，與此同時產(chǎn)生沖擊波，這種膨脹、閉合、振蕩等一系列動力學(xué)過程被稱為空化作用[4]?？昭ū浪鷷r會伴隨著巨大的能量釋放，造成局部高溫（3 038 ℃）和壓力（1 000 MPa），進而產(chǎn)生強大的剪切力和大量高活性的自由基[5]。當(dāng)氣泡大量崩塌時，高壓協(xié)同高溫效應(yīng)產(chǎn)生微射流，幫助果蔬表面的灰塵、微生物等有害物質(zhì)脫落，農(nóng)藥殘留物的降解、微生物細胞壁和生物膜結(jié)構(gòu)的破壞，使生物膜變薄，滲透性增加以及選擇透過性的喪失，最終造成有害物質(zhì)結(jié)構(gòu)損傷，起到清洗殺菌的功效[4]。此外，超聲波傳感器在媒質(zhì)中的傳遞過程能使媒質(zhì)質(zhì)點進入振蕩態(tài)，從而加速向溶液傳遞[7]。振動能量可被媒質(zhì)吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使媒質(zhì)溫度升高進而促使媒質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)、形狀組成發(fā)生改變。

2 超聲波的殺菌效果

2.1 超聲波單獨作用

作為一種有效的殺菌技術(shù)，超聲波已經(jīng)運用到諸多食品的殺菌消毒領(lǐng)域。一定條件下的超聲波處理能夠有效地殺滅果蔬中的有害微生物，并達到美國食品和藥品管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）的要求，進而可以保證食品安全。結(jié)合已有的實踐研究，可以總結(jié)出超聲波單獨作用于果蔬時，殺菌效果主要取決于超聲波的振幅、處理時間、溫度以及外界其他因素，例如微生物的種類、pH 值等。表1 為影響超聲波殺菌效果的作用因素。

表1 影響超聲波殺菌效果的作用因素Table 1 Factors affecting the effectiveness of ultrasound sterilization

2.2 超聲波聯(lián)合其他技術(shù)共同作用

由于超聲波單獨作用時產(chǎn)生的空化效應(yīng)會伴隨著巨大的熱量和剪切力，會對果蔬的質(zhì)地、風(fēng)味品質(zhì)造成損傷，使得營養(yǎng)成分流失，存在一定的局限性。因此有相關(guān)學(xué)者提出了聯(lián)合物理或化學(xué)的方法共同處理果蔬，進而提高殺菌效率，更好保存果蔬的感官品質(zhì)。常用的物理方法為高溫法[16]、脈沖電場法[17-18]、超高壓法[19]、超臨界二氧化碳法[20]、微波法[21]等。表2 匯總了部分超聲波聯(lián)合其他技術(shù)殺滅果蔬制品中微生物的研究。

表2 超聲波聯(lián)合其他技術(shù)對殺滅果蔬制品微生物的研究匯總Table 2 Summary of microorganism inactivation of fruit and vegetable products by ultrasound combined with other techniques

盡管超聲波與上述物理方法結(jié)合能有效進行殺菌、抑制酶活，但產(chǎn)生的附加效應(yīng)能夠破壞果蔬的組織結(jié)構(gòu)。而超聲波聯(lián)合化學(xué)試劑（消毒劑、有機酸等）可以起到較好的殺菌效果。Sagong 等[22]研究發(fā)現(xiàn)，僅用超聲波處理60 min 后，可以觀察到有機新鮮生菜上E.coliO157∶H7、鼠傷寒沙門菌（SalmonellaTyphimurium）和李斯特菌（Listeriamonocytogenes）最大減少量分別為1.88、1.64、1.81 lg（CFU/g）。3 種病原體僅用有機酸處理時，分別在0.0%、0.3%、0.5%、0.7%、1.0% 和2.0% 濃度下處理5 min，平均減少量分別為0.32、0.59、0.80、1.16、1.40、1.60 lg（CFU/g）。與單獨使用有機酸處理相比，超聲波和有機酸聯(lián)合處理5 min 可再減少0.8～1.0 lg（CFU/g），其中超聲波和2.0%有機酸聯(lián)合處理有效減少病原體的數(shù)量最多，為2.67 lg（CFU/g）。結(jié)果表明，超聲波與有機酸結(jié)合可以提高E.coliO157∶H7、S.Typhimurium和L.monocytogenes的殺菌效果。由此可見，超聲波結(jié)合化學(xué)試劑比結(jié)合物理方法進行殺菌的效果更為有效，但是化學(xué)試劑的用量和種類需要更為認真地衡量，否則不僅不能提高殺菌率，甚至還可能會由于化學(xué)試劑的殘留導(dǎo)致食品安全問題。

3 超聲波對果蔬品質(zhì)的影響

3.1 超聲波對果蔬內(nèi)源酶活的影響

果蔬中含有多種與品質(zhì)特性相關(guān)的內(nèi)源酶，例如，與酶促褐變有關(guān)的多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、過氧化物酶（peroxidase，POD）；與果蔬穩(wěn)定性、黏度相關(guān)的果膠甲基酯酶（pectin methylesterase，PME）、多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）；與食品風(fēng)味相關(guān)的脂肪氧化酶（lipoxygenase，LOX）以及抗壞血酸過氧化物酶（ascorbate peroxidase，APx）[28]。賈玉等[29]發(fā)現(xiàn)在貯藏期間蘋果的PPO 活性均呈上升趨勢，但US 處理后的PPO 活性顯著低于對照組，由此可見超聲波可以顯著抑制貯藏期間PPO 的活性；Yeoh等[30]發(fā)現(xiàn)US（25 W，10 min 或20 min）處理鮮切菠蘿，苯丙氨酸解氨酶（L-phenylalanine ammonia-lyase，PAL）活性明顯得到提升，進而可以暫緩酚類化合物的合成與積聚。劉夢培等[31]研究發(fā)現(xiàn)，超聲波[420 W/cm2，30 min，（25±2）℃]處理貯藏期為20 d 的甜柿?xí)r，3 種果膠降解酶PG、PME 以及果膠裂解酶（pectate lyase，PL）含量顯著低于對照組（P＜0.05），分別降低了8.79 μg/（min·g）、3.31 △OD/（g·min）和1.47 U/g。Yildiz[32]研究超聲波（4 ℃，20 kHz）處理桃汁發(fā)現(xiàn)，PPO、PME 的活性分別下降63.6%、37.4%。由此可見，一定的超聲波處理能夠很好地抑制酶活，延緩果蔬衰老。

3.2 超聲波對果蔬感官特質(zhì)的影響

3.2.1 超聲波對果蔬色澤的影響

果蔬色澤是消費者在挑選購買果蔬時首要的參考標(biāo)準(zhǔn)，也是評價果蔬品性優(yōu)劣的重要基準(zhǔn)。在果蔬貯存期間，隨著時間的推移，果蔬中存在的各類天然色素，例如花青素、葉綠素、甜菜紅素會逐漸發(fā)生降解或異構(gòu)化，在貯藏過程中發(fā)生褐變從而影響果蔬色澤。近期發(fā)現(xiàn)用超聲波處理番石榴汁[33]，亞馬遜水果a?aí（Euterpeprecatoria）和buriti（Mauritiaflexuosa）[34]時，ΔE 均大于3，表現(xiàn)為顯著，即顏色變化肉眼可見，而張磊[35]在研究超聲波處理后的藍莓果醋時發(fā)現(xiàn)，其顏色變化肉眼不可見，但通過CIELAB 色彩空間顏色參數(shù)可發(fā)現(xiàn)，超聲波處理后的L*值較對照組均有提高，亮度增加，且變化較明顯，a*值和b*值由于處理的樣品與參數(shù)不同，變化不一致。Wang 等[27]在利用超聲波處理芒果汁時發(fā)現(xiàn)，處理時間（10～40 min）越長，L*值越高（36.61～37.01），a*值越低（-1.93～-2.67），b*值也越低（13.86～13.76），說明果汁顏色越亮，顏色越綠，而黃度變化不大。功率（90～600 W）越大，果汁顏色越深（L*值從36.40 降低到35.16），顏色越綠（a*值從-2.04降低到-2.13），黃度越?。╞*值從13.92 降低到12.63）。色度（C*）和黃變指數(shù)（yellow index，YI）的絕對值隨超聲時間的延長而增加，但略低于原汁。由此可見，一定程度的超聲波處理可以鈍化果蔬中的天然色素的降解，使果蔬在貯藏及加工階段保持較好的色澤水平。

3.2.2 超聲波對果蔬黏度和濁度的影響

黏度是評價果蔬汁品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。超聲波處理后的葡萄柚汁[36]和菠菜汁[17]的表觀黏度均有下降。果蔬汁的黏度取決于果蔬的結(jié)構(gòu)以及超聲波處理的條件。Yildiz 等[32]對桃汁進行超聲波處理后發(fā)現(xiàn)，處理過的桃汁的表觀黏度隨著剪切速率（0～100 s-1）的增加而降低，表明懸浮液具有剪切稀化行為，超聲波處理桃汁的黏度（6.6 mPa·s）均高于新鮮桃汁（5.9 mPa·s）。黏度降低是由于超聲波的空化作用破壞了膠質(zhì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，降低了糖類的分子量[36]。Chen 等[37]研究發(fā)現(xiàn)胡蘿卜汁的黏度在超聲波功率為0.95 W/mL 作用8 min時降低1.27%，而在2.38 W/mL 下增加2.29%。在所有超聲波不同功率水平處理下，PME 活性在前4 min內(nèi)未被高功率超聲波（high-power ultrasound，HPU）處理滅活。4 min 后，經(jīng)0.95 W 功率處理的樣品，PME 活性隨處理時間的延長而增加。在0.95 W 功率下處理時間為10 min 時，發(fā)現(xiàn)活性增加了26.4%。2.38、3.80 W功率處理的樣品，PME 活性隨處理時間的延長而降低。這些結(jié)果表明，較高的超聲功率導(dǎo)致較高的PME活性失活。由此可見，黏度值與PME 活性呈負相關(guān)。

濁度即穩(wěn)定性，較好的穩(wěn)定性可以使果蔬汁在貯藏、食用過程中保持良好的口感。Abid 等[38]發(fā)現(xiàn)蘋果汁超聲波分別處理30、60、90 min 后，與未超聲處理的相比，濁度分別增加了141.63%、234.76%和310.73%。濁度的增加可能是由于超聲波空化作用產(chǎn)生的高壓突然釋放，導(dǎo)致體系中大分子物質(zhì)分解成小分子物質(zhì)[39]。Tiwari 等[40]認為PME 與其底物果膠之間的靜電相互作用對橙汁穩(wěn)定性有重大影響。Wang 等[41]在處理獼猴桃汁（400 W，20 kHz）時發(fā)現(xiàn)，與未處理的樣品相比，超聲處理后獼猴桃汁的混濁穩(wěn)定性顯著改善。在處理的前8 min，濁度增加，并達到最大閾值，然后隨著處理時間的進一步延長而降低。在所有處理中，US 8 的濁度最高（0.95），其次是US 12（0.93）和US 4（0.92），但它們之間沒有觀察到顯著差異。與其他處理相比，US 16表現(xiàn)出較低的混濁值，但仍顯著高于未處理的獼猴桃樣品。由此可見，超聲波處理可以提高果蔬汁體系中的穩(wěn)定性，使產(chǎn)品的口感提升。

3.2.3 超聲波對果蔬香氣的影響

香氣是影響人們在選擇果蔬時的重要指標(biāo)，賦予不同果蔬不同的風(fēng)味。傳統(tǒng)的熱加工技術(shù)可能會導(dǎo)致一些熱敏感性香氣和味道的退化以及產(chǎn)生不良風(fēng)味，導(dǎo)致果蔬的質(zhì)量降低[7]。Sun 等[42]研究超聲波與β-D-葡萄糖苷酶協(xié)同作用對橙子香氣的影響，發(fā)現(xiàn)超聲波顯著提高了β-D-葡萄糖苷酶的作用效果，使果汁的香氣高于單酶處理。β-D-葡萄糖苷酶結(jié)合超聲波在處理時產(chǎn)生4 種新的關(guān)鍵性香氣物質(zhì)：β-紫羅蘭酮、2-十二碳烯醛、2-己烯醛和己酸乙酯，提高了鮮果汁中丁酸乙酯、香葉醇、檸檬烯和α-蒎烯等主要香氣成分的含量。超聲處理導(dǎo)致醇類和醛類等更好地轉(zhuǎn)變成酯類，從而改善口感，香氣更加突出。Lin 等[43]將黃瓜和苦瓜用超聲波處理3 d 后發(fā)現(xiàn)它們的風(fēng)味并沒有明顯的變化?？傮w來說，超聲波對果蔬處理后產(chǎn)生的不同結(jié)果，可能是果蔬種類、各組分含量以及營養(yǎng)成分不同而導(dǎo)致的。

綜上所述，超聲波處理對果蔬的感官特質(zhì)影響較小，可以適當(dāng)提高果蔬的穩(wěn)定性，但長時間、高功率的超聲波會對果蔬的色澤、香氣等造成不良影響。因此，如何控制超聲波處理時間以及針對不同果蔬如何選擇恰當(dāng)?shù)墓β?、頻率等處理參數(shù)是亟需解決的一大問題。

3.3 超聲波對果蔬活性物質(zhì)的影響

果蔬中含有豐富的活性物質(zhì)，如膳食纖維、糖類、有機酸、維生素、果膠等。食用果蔬對人體健康具有非常重要的作用。傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)會造成果蔬中營養(yǎng)成分的流失，而超聲波作為一種非熱加工技術(shù)，能使?fàn)I養(yǎng)成分最大限度地保留。

3.3.1 可溶固形物和可滴定酸

可溶性固形物是糖類、酸類、礦物質(zhì)等水溶性化合物的總稱，在這里主要是指可溶性糖，包括單糖、雙糖、多糖。糖和酸是影響果蔬口感重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)。Kesavan 等[12]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)超聲波處理的Meynaspinosa的可溶性固形物含量與未處理的沒有明顯變化，可滴定酸含量略有下降，這與Nayak 等[44]的研究結(jié)果相同。但是也有研究發(fā)現(xiàn)，超聲波處理后樣品中的可溶性固形物（果糖、葡萄糖、蔗糖）含量明顯上升[45]。Wang等[27]通過不同時間（0～40 min）的超聲波紫外線處理后，發(fā)現(xiàn)芒果汁中的總糖含量略有下降，還原糖含量變化不明顯，但在不同功率（0～600 W）的超聲波處理下，總糖含量先增加后降低，但總體含量都高于未處理的果汁，由此可知經(jīng)過超聲波紫外線處理后，果汁中總糖、還原糖和蛋白質(zhì)的含量略有增加。說明超聲波-紫外線處理能較好地保留芒果汁中的這些主要化學(xué)成分。

3.3.2 維生素C（vitamin C，VC）

VC也被稱為維他命C、L-抗壞血酸（ascorbic acid，AA），是一種水溶性維生素，在果蔬中含量豐富，可以在室溫下的干燥處無限期的貯存。然而，維生素C 溶于水時，很容易被氧化。Kalsi 等[33]用超聲波處理番石榴汁時發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，超聲處理10 min 后的抗壞血酸含量最高，為（186.50±0.90）mg/100 mL，增加了4.75%，這可能是由于超聲波處理引起的空化效應(yīng)消除了抗壞血酸降解所需的溶解氧。Martínez-Flores 等[46]研究發(fā)現(xiàn)，貯存10 d 未處理的胡蘿卜樣品中抗壞血酸含量減少65%，貯存12 d 和14 d 后，在50 ℃和54 ℃下通過超聲波處理的樣品中抗壞血酸含量仍有91.67%，在貯存20 d 后，利用58 ℃的超聲波處理10 min，抗壞血酸含量100%保留。但也有相關(guān)研究得出相反結(jié)論，Kesavan 等[12]在探究超聲波和巴氏殺菌果汁中抗壞血酸含量變化時發(fā)現(xiàn)，超聲處理后的果汁抗壞血酸含量由（37.21±2.18）mg/100 mL 減少至（27.10±1.84）mg/100 mL，但其保留率高于巴氏殺菌后的樣品。超聲波處理后，抗壞血酸含量的不同，可能與處理條件（溫度、時間、超聲波功率等）相關(guān)，而具體的作用機制仍需進一步探究。

3.3.3 多酚

多酚（PlantPolyphenol）又稱植物單寧，是存在于植物性食物中的一種重要化合物，是天然的抗氧化劑，可以抵擋紫外線，對抗自由基的攻擊，防止細胞衰老。Nayak 等[44]利用超聲波（44 kHz，30 ℃）處理蘋果汁，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著超聲處理樣品時間的延長（15～60 min），多酚的含量分別增至（401.25±15.25）、（441.19±13.17）、（449.29±12.58）、（456.34±10.59）mg GAE/L。這種增量可能歸因于超聲波破壞了蘋果汁的細胞壁，使多酚類化合物流出，提取量增大。然而也有試驗發(fā)現(xiàn)超聲波處理后果汁中總酚含量降低，這可能是由于超聲處理時產(chǎn)生的自由基破壞多酚的結(jié)構(gòu)，使其發(fā)生不同程度的降解，影響生物活性。

3.3.4 類胡蘿卜素

類胡蘿卜素（carotenoids）是一組重要的天然色素，大致可分為胡蘿卜素和葉黃素，它們是體內(nèi)維生素A 的重要來源，具有抗氧化、免疫調(diào)節(jié)和抗衰老等作用。Gao 等[47]利用超聲波（20～25 kHz、87.52 W/cm2、10 ℃、15 min）處理番茄時發(fā)現(xiàn)，總類胡蘿卜素的含量顯著提升，在10 min 時達到峰值（增量7.97%），隨后30 min 逐漸降低，但仍高于對照組。Abid 等[45]利用5 kHz、振幅70%、20 ℃超聲波分別處理蘋果汁30、60 min，觀察到類胡蘿卜素的含量從1.22 μg/mL 增至1.37 μg/mL 和1.55 μg/mL。De Souza Carvalho 等[34]分別用0、0.9、1.8、2.7、3.6 kJ/cm3的超聲波處理布里提果汁，發(fā)現(xiàn)其類胡蘿卜素濃度顯著增加，超聲波能量密度越高，類胡蘿卜素濃度越高。超聲過程促進細胞壁破裂，允許釋放與蛋白質(zhì)結(jié)合在復(fù)合物中的類胡蘿卜素，這可能是由于超聲波的空化作用，隨著超聲波能量的增加，類胡蘿卜素與空化作用形成的自由基相互作用，防止被自由基降解。

4 超聲波在果蔬制品中的應(yīng)用

果蔬是維持人體健康必不可少的食物，含有豐富的營養(yǎng)元素，但由于保質(zhì)期短，難以長時間貯存，人們將新鮮果蔬通過一系列的加工工藝制成不同風(fēng)味的果蔬制品以滿足人們的需求。

4.1 超聲波在鮮切果蔬中的應(yīng)用

鮮切果蔬又稱輕度加工果蔬，是指以新鮮果蔬為原料，經(jīng)過洗滌、修整、去皮、切分、保鮮、包裝等一系列處理后，便于消費者食用的一類果蔬制品[48]，因其方便、快捷、健康等優(yōu)點逐漸受到消費者們的青睞。鮮切果蔬在加工過程中易受到芽孢桿菌（Bacillus）、沙門氏菌（salmonella）、單增李斯特菌（Listeriamonocytogenes）、大腸桿菌（Escherichiacoli）等的侵害，造成食品安全隱患，降低其產(chǎn)品價值。因此選擇恰當(dāng)?shù)谋ｕr技術(shù)延長貨架期，最大限度保留營養(yǎng)價值具有重大意義。目前，超聲波技術(shù)在鮮切蘋果[29]、甘薯[49]、香菇[50]等的保鮮、酶活控制方面取得良好的效果。潘艷芳等[49]發(fā)現(xiàn)25 ℃、40 kHz 超聲處理10 min 的抑制甘薯酶促褐變的效果達到最佳，處理20 min 會對甘薯組織細胞造成一定的損傷，隨著貯藏時間的延長易發(fā)生褐變及產(chǎn)品變質(zhì)等問題。賈玉等[29]利用超聲波（40 kHz、300 W）輔助異抗壞血酸（0.5 g/L）處理鮮切蘋果，結(jié)果表明處理后的褐變指數(shù)（browning index，BI）值、PPO 活性、POD 活性均遠低于未處理的蘋果，多酚含量高于對照組，說明超聲波可以有效遏制酶的作用，延緩褐變衰老。何天宇等[51]在使用超聲波（100 W、5 min）清洗菠菜時發(fā)現(xiàn)，在19 ℃時清洗效果最佳，農(nóng)藥殘留率為7.3%，達到最低。當(dāng)超聲波功率調(diào)低至70 W 時，對于小白菜的清洗效果達到最佳，農(nóng)藥殘留率僅為7.9%。

4.2 超聲波在果蔬汁中的應(yīng)用

果蔬汁在口感和營養(yǎng)方面可與新鮮果蔬相媲美，將果蔬制成果蔬汁，不僅可以保存果蔬中原有的營養(yǎng)成分，同時還解決了果蔬貯藏期間的食品安全問題[52]，因此深受消費者歡迎。已有研究表明超聲波作為一種非熱加工技術(shù)在果蔬汁加工過程可以有效滅活內(nèi)源酶和有害微生物，改善穩(wěn)定性、感官性能，提高營養(yǎng)價值。史彬星[53]在研究超聲波對沙棘果酒品質(zhì)影響時發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過超聲波（150 W、26 ℃、10 min）處理后的一年陳沙棘果酒的感官評分和總酯含量較未處理的顯著提高，處理后加快了醇和酸的酯化反應(yīng)，加速陳化，進而提升沙棘果酒的品質(zhì)。Wang 等[27]在研究超聲波對芒果汁品質(zhì)影響時發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過超聲波（600 W，20 kHz，10 min）處理后芒果汁的基本品質(zhì)指標(biāo)有所改善，礦物質(zhì)元素和揮發(fā)性香氣成分發(fā)生改變，類胡蘿卜素含量提高了3 倍，說明超聲波聯(lián)合紫外線處理對芒果汁具有積極作用。

4.3 超聲波在果蔬脆片中的應(yīng)用

油炸食品一直以來深受大家喜愛，果蔬脆片以其獨特的風(fēng)味吸引著消費者們的目光。隨著消費水平和健康理念的不斷提高，人們對果蔬脆片的品質(zhì)尤其是含油量越來越關(guān)注。與傳統(tǒng)的常壓油炸相比，真空油炸降低了產(chǎn)品的營養(yǎng)物質(zhì)和油脂的氧化程度，同時保留了產(chǎn)品的天然色澤及風(fēng)味[54-55]。真空油炸前預(yù)處理可以有效地減少產(chǎn)品的含油量，提高脆度。張慜等[56]在真空油炸前對食莢豌豆在40 kHz、25 ℃、240 W 超聲功率下清洗30 min，將清洗后的豌豆進行超聲波（25 kHz、80～90 ℃、600 W，脈沖模式開閉比為5 s：5 s）輔助熱燙1.5～2.0 min 預(yù)處理，結(jié)果表明，超聲波預(yù)處理顯著改善了產(chǎn)品的品質(zhì)，降低產(chǎn)品含油率，提高油炸效率。Qiu 等[57]研究超聲波預(yù)處理對微波輔助真空油炸過程中炸紅薯片品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著超聲波預(yù)處理功率和時間的提高和延長，可以縮短干燥時間，提高水分蒸發(fā)速率，含油率更低，脆度更脆。

4.4 超聲波在果醬中的應(yīng)用

果醬深受消費者的喜愛，新鮮果蔬由于保質(zhì)期短，在貯藏期間易造成營養(yǎng)成分流失，將其加工成果醬，有利于提高果蔬的利用率，并減少經(jīng)濟損失。果膠具有無毒、抗氧化、降低膽固醇等功能[58]，具有良好的凝膠和乳化穩(wěn)定性，可以作為果醬的穩(wěn)定劑和增稠劑。李興武等[59]在比較不同的殺菌方式處理低糖脆紅李果醬的營養(yǎng)成分和感官質(zhì)量變化時發(fā)現(xiàn)，多酚、VC等營養(yǎng)成分可以較好地保留下來，同時產(chǎn)品色澤、亮度也有所增加，其感官品質(zhì)較巴氏殺菌和超高壓殺菌相比更好，但黏度略有下降。同樣，白小東等[60]在提取南瓜皮中果膠的試驗中發(fā)現(xiàn)，通過超聲處理[225 W、20 min，料液比1∶25（g/mL），pH2.0]后，南瓜皮中的果膠提取率為13.89%。超聲波輔助提取果膠可以顯著提升提取效率，并且具有安全無毒、成本低等優(yōu)點，為提取果膠提供了新思路。

5 展望

超聲波作為一種非熱加工技術(shù)在果蔬采后保鮮、清洗殺菌、抑制酶活、提升產(chǎn)品營養(yǎng)品質(zhì)等方面具有良好的效果，展現(xiàn)出其在果蔬及其制品領(lǐng)域廣闊的市場前景。與此同時，超聲波技術(shù)仍存在許多尚未解決的問題，還需深入研究。首先，在殺菌方面，超聲波單獨作用時的效果與其自身的加工工藝以及果蔬基質(zhì)的組成有很大關(guān)系，需要針對不同品種的產(chǎn)品采取相應(yīng)的參數(shù)；當(dāng)超聲波聯(lián)合化學(xué)試劑共同作用時，化學(xué)試劑的用量和種類更需嚴格控制。其次，超聲波處理效果受樣品種類、設(shè)備儀器、超聲功率、溫度、pH 值等多因素的影響，使處理結(jié)果會出現(xiàn)相反的結(jié)論，因此超聲波處理影響品質(zhì)的具體機制還需更進一步的探索。最后，在食品安全性方面，綠色環(huán)保、無污染是現(xiàn)代人所提倡的一種養(yǎng)生方式，如何處理才能使果蔬達到更為營養(yǎng)健康的標(biāo)準(zhǔn)，這就要求對超聲波的工作參數(shù)把控得更為苛刻，應(yīng)著重考慮工業(yè)化大規(guī)模的處理對產(chǎn)品品控以及人體的安全性的影響。