周新丽，申炳阳，张三强

（上海理工大学医疗器械与食品学院，上海 200093）

真空冷冻干燥过程可以概括为3 个主要步骤：物料中的水分被冻结，冰在一次干燥过程中升华，非冷冻水在二次干燥过程中解吸[1-4]。虽然冷冻在整个冷冻干燥过程中经历时间很短，但其决定了形成冰的形态、大小、分布，对后期的升华、解吸速率以及冻干产品的质量（品相、孔隙率、蛋白质聚集等）影响很大。小的冰晶不利于冰的升华干燥，但冰晶越小，干燥后物料质构变化越小[5-10]。

虽然冷冻干燥中冷冻的重要性已经受到重视，但水转化成冰这一关键点不能直接控制，成核是随机自发的过程，形成的冰晶大小具有随机分布的特点。近些年一些研究证明，功率超声波在溶液中传播时，引起的多种物理、化学效应会对冰结晶产生影响，其中空化效应对冰结晶的影响比较显著，一方面有利于冰结晶过程中晶核的生成；另一方面能够促进冻结过程中的传热、传质，进而促进冰晶体的生长[11-14]。基于此基本原理，功率超声技术在食品冷冻各方面的应用已经被报道，包括初始成核、控制冰晶体的尺寸、加快冻结速率以及改善冷冻食品的品质[15-16]。Kiani等[17]发现，超声波能在不同的温度（-5.4～-1.2 ℃）下触发冰晶成核，并在不同的超声波触发温度下，冰晶成核温度都具有高度的可重复性，超声波触发温度与成核温度之间呈线性关系（R2＝0.96）。Nakagawa等[18]发现，超声波在较高温度下触发溶液成核可以获得较大的冰晶，利用此性质提高了冷冻干燥的干燥速率。……