樊丽华 侯福荣 马晓彬 邹明明 郭鸣鸣 丁 甜 刘东红，2*

    (1 浙江大学生物工程系统与食品科学学院 杭州310058 2 浙江大学馥莉研究院 杭州310058)

    目前食源性疾病是全世界范围内最突出的公共卫生问题。据世界卫生组织估计，全球每年约有220 万人死于食源性或水源性腹泻。除此之外，全球每年约1/4 食品的损失由微生物活动引起。这不仅造成了巨大的经济损失，而且对公共健康构成威胁[1]。食品工业中通常采用高温加热的传统灭菌方法杀灭微生物。然而，高温处理不仅会破坏食品中的热敏性成分，影响食品的色泽和风味，还会降低食品营养价值。非热杀菌技术如脉冲磁场(PEF)、高压、等离子体及超声波等成为近年来食品工业关注的焦点。它不仅能避免传统高温处理的缺陷，而且具有均匀度高、能耗低以及绿色环保等优点，是一种更安全、有效的灭菌方法[2]。

    超声波灭菌作为一种有效的辅助杀菌手段，已成功应用在饮用水消毒和废水处理方面，且在如橙汁、酱油和啤酒等液体食品灭菌中的应用也有较多研究[3]。然而，超声波单独杀菌的杀菌能力及作用范围有限，尤其针对抗性较强的芽孢及真菌类微生物，杀菌作用效果一般。另外，在实际应用中，长时间使用高强度的超声波单独处理不仅有较大的能耗及设备耗损，对食品品质也有较大影响。当前迫切需要建立一种绿色经济并且安全高效的灭菌方法。大量文献表明超声波协同其它杀菌手段，如热[4-5]、压力[6]、紫外线[7-8]、脉冲电场[9]及抗菌剂[10]等，可有效缩短处理时间，提高杀菌效果，且在杀灭微生物的同时能够最大限度地保护食品中的有效成分(如牛奶中酪蛋白及总蛋白)及钝化果蔬汁中的相关酶类，在保证食品安全以及延长其货架期方面的作用不容忽视，具有广阔的发展前景。

    1 超声波及其杀菌机制

    超声波是指频率为20 kHz 以上的声波，属于弹性机械波，通常使用频段范围为20 kHz～10 MHz。按照频率可分为2 大类[11]：一种是频率范围在2～10 MHz 的高频超声波，通常应用于食品分析检测领域(图1)，为食品组成、质构及流变学性质提供数据；另一种是频率处于20～100 kHz 范围的低频超声波(图1)，因具有较高的能量被称为功率超声波，在乳化、干燥、解冻及食品功能改性等食品加工领域具有广泛应用，尤其在非热杀菌方面备受关注。

    超声波的杀菌能力归因于其产生的空化作用。频率在2.5 MHz 以下的超声波在液体介质中传播时会产生纵波，形成交替的压缩和膨胀区，在这些区域介质中压力的改变可引起空穴效应并激活微小泡核 ......