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超聲波清洗機(jī)已成為應(yīng)用最廣泛的大功率超聲波技術(shù)。從最初在機(jī)械和電子領(lǐng)域的精密清洗應(yīng)用緊逐漸擴(kuò)展到醫(yī)藥、食品、化工、航空航天和核工業(yè)等新興領(lǐng)域。超聲波清洗機(jī)的原理在于超聲波在水中產(chǎn)生足夠的“空化氣泡”，并釋放能量完成清洗操作。超聲波清洗因其獨(dú)特的清洗方法而被稱為“無刷清洗”。
超聲波清洗最初應(yīng)用于電子工業(yè)的表面清洗，現(xiàn)在已逐步應(yīng)用于食品制造。該原理基于超聲波產(chǎn)生的“物理效應(yīng)”來清潔表面污垢。同時，超聲波產(chǎn)生的過氧化氫活性化合物可使微生物滅活。近年來，超聲波清洗技術(shù)已廣泛用于食品加工和制造操作。超聲波通過促進(jìn)液體介質(zhì)中空化氣泡的生長并使其通過細(xì)胞結(jié)構(gòu)傳播來滅活微生物。超聲波清洗機(jī)的原理是通過液體介質(zhì)產(chǎn)生空化效應(yīng)，去除污垢顆粒。當(dāng)超聲波在液體介質(zhì)中傳播時，它會產(chǎn)生機(jī)械振動和聲流，從而將聲能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。溶解在液體介質(zhì)中的氣體在超聲波的作用下膨脹，完成一系列反應(yīng)——如空化氣泡的形成和破裂。同時，溫度和壓力變化引起的氣蝕也會引起化學(xué)變化，從而加速清洗效率。當(dāng)在固體表面附近產(chǎn)生湍流微循環(huán)時，會產(chǎn)生速度約為 110 m/s 和高沖擊力的微射流，導(dǎo)致碰撞密度高達(dá) 1.5 kg/cm2。

在水果和蔬菜的整個生產(chǎn)和銷售過程中都可能發(fā)生污染。微生物是主要污染物之一，對食品安全提出了更高的要求。超聲波清洗過的水果和蔬菜不僅可以減少表面微生物，還可以延長保質(zhì)期。果蔬表面微生物的減少是兩個原因共同作用的結(jié)果：（1）微生物脫落，即超聲處理后通過聲場力將微生物團(tuán)塊或污染物（如粘土）從果蔬表面去除;（2）微生物滅活，即通過超聲空化產(chǎn)生的一系列物理、機(jī)械和化學(xué)效應(yīng)，滅活導(dǎo)致微生物種群減少。二氧化氯與超聲波清洗結(jié)合，可有效提高超聲波的清洗效果。當(dāng)將二氧化氯和超聲波清洗機(jī)結(jié)合起來清洗蘋果時，可以有效地去除表面的細(xì)菌。對大腸桿菌和沙門氏菌有一定的抑制作用，同樣，超聲波清洗機(jī)清洗對李子果實(shí)處理10min，能有效延長了果實(shí)的貨架期，降低了維生素C和類黃酮的損失率。超聲清洗機(jī)配合合二氧化氯清洗技術(shù)有效地滅活了細(xì)菌和病毒。但二氧化氯也存在成本高、不穩(wěn)定、監(jiān)測方法復(fù)雜、pH敏感性、消毒副產(chǎn)物亞氯酸鹽毒性大等缺點(diǎn)。

清洗過的水果和蔬菜的質(zhì)地、風(fēng)味、顏色和其他特征是影響感官評價的主要方面。在質(zhì)構(gòu)方面，超聲波清洗可以通過改變果蔬的微觀結(jié)構(gòu)來改變質(zhì)構(gòu);在風(fēng)味方面，超聲波空化產(chǎn)生的自由基有望減少食物的異味;在顏色方面，與消毒劑相比，超聲波沒有很強(qiáng)的氧化性，對水果和蔬菜的顏色也沒有影響。使用超聲波頻率為40KHz的超聲波清洗機(jī)處理的草莓比用水清洗的樣品保持的硬度高出16%之多，水果和蔬菜很難長期儲存，因?yàn)樗鼈冊谠馐苁⑽⑸锔腥净驒C(jī)械損傷時變得非常易腐爛。超聲波清洗處理可以幫助延長所提供的水果和蔬菜的保質(zhì)期，但不會對它們造成損害。果蔬貯藏的主要原理是超聲清洗處理后抑制多酚氧化酶和過氧化物酶的關(guān)鍵酶活性。超聲清洗處理有效地保持了細(xì)胞膜的完整性和通透性，同時提高了儲存過程中的抗氧化力。使用0.5%醋酸鋅結(jié)合超聲波清洗，在4°C下將保質(zhì)期從2天延長至8天。 這種清洗技術(shù)不僅延緩了微生物的增殖，而且有利于保持鮮切花椰菜在貯藏過程中的品質(zhì)。雖然研究表明，超聲波清洗處理后水果和蔬菜的保質(zhì)期有望延長，但不同超聲波功率的保鮮效果各不相同。需要進(jìn)一步研究優(yōu)化超聲波清洗技術(shù)在延長果蔬保質(zhì)期方面的應(yīng)用。