与传统技术相似，非热技术是在不同水平下对微生物内稳态的一种干扰。文献已经报道了高静压、高压脉冲电场和超声波处理的主要作用位点是细胞膜（Patterson,1999年；Ho和Mittal,1996年；Raso等，1998年）。高压脉冲电场和高静压两者都是使细胞膜发生可逆或不可逆的结构改变，从而影响他们的选择渗透性（Simpso等，1999年；Pagta和Mackey,2000年；Wouters等，2001年）。另外，高静压还可以造成细胞膜和细胞质酶的失活，破坏核糖体（Wouters等，1998年；Simpson和Gilmour,1997年；Niven等，药品冷库1999年；Pag6n等，2001年）。非热技术产生的这些胁迫为可以产生加成或协同作用的联合加工提供了新的可能。例如，细胞膜渗透性的改变可以方便抗菌剂进人细胞质。
联合处理的食品贮藏中的另一个重要现象是亚致死性损伤。在某些情况下，由于采用不同的贮藏因子，一般是在致死量下，微生物可能会损伤但不会失活。这些受伤的微生物会变得更活跃，对一些贮藏因子如低pH,抗菌活性成分等更敏感（Mackey,2000年）。虽然超声波处理对微生物的亚致死损伤的影响还未被证实（Pagdn等，1999年），但是一些研究表明高静压会对微生物造成亚致死损伤即使在较低的压力下也能使其死亡（Patter-son等，1995年；Kalchayanand等，1998年）。高压脉冲电场造成的亚致死损伤有可能是依据微生物的特性和处理条件决定的。因此，当微生物受非热处理的破坏时，只要采用温和的贮藏因子就可能阻止微生物的生长或使其失活。
生鲜食品超声波处理保质研究范例-------超声波辅助浸渍速冻毛豆影响速冻食品综合品质的根源是速冻过程必须移走大量凝固潜热，靠外界移走潜热的冻结过程不可能瞬间完成，因此生成的冰晶分布不均匀，冰晶颗粒也较大。由于热阻的存在，在速冻过程中冰的比热容比水大（约9%），因此冻结时将产生巨大的速冻应力导致冻品组织不可逆地变质和破坏。随着人们对速冻食品质量要求越来越高，新型速冻方法不断得到发展，其中在速冻过程中介人超声波作用，采用超声波加速食品相变过程的操作方法就是其中一种。
超声波技术结合食品冻结工艺，由于超声波的物理效应（空化效应）形成的气泡可以作为食品冻结过程中非均相成核的晶种，可以促进冰晶的生成，其空化效应和机械效应对于较大的冰晶体还有破碎的作用；而且超声波空化效应产生强烈的搅动及微气化现象可以加速冻结食品的传质、传热系数。冻结速度快，形成的冰晶尺寸就小、分布均匀，避免了冻结食品组织变化的不可逆性。对植物细胞的损伤小，可以获得更好的冻品品质。
低频率高能量超声波因其空化作用和强化传热传质作用，提高了食品的过冷点，可以促进晶核的形成，加速冻结过程，并由于形成的冰晶体积小对冻品品质的损伤较小。但其也有热效应，这些热效应可以通过加大制冷剂的流量、强化制冷剂的传热方法及时除去。
在结合超声波处理的冻结过程中，影响超声波作用效率的因素分为两大类：一是样品的因素，另一个是超声波的一些参数。前者包括：样品的结构、水分含量、水分分布、温度和黏度、食品的气孔率和气泡的大小等；后者包括：超声波功率、超声波作用时间、超声波作用脉冲值和超声波作用的不同冻结阶段。超声波在不同食品冻结阶段下作用，即冻结食品冷却阶段、最大冰晶生成带、回火阶段对提高速冻时间具有显著影响。
本研究实例主要考察在毛豆仁最大冰晶生成阶段下施加超声波对毛豆仁冷冻速率及对毛豆仁品质的影响。研究超声波功率、脉冲形式（脉冲值）及超声波作用时间对提高毛豆仁冷冻时间是否具有显著影响，并研究其对毛豆仁理化指标和细胞微观结构的影响。本研究自行设计并搭建了超声波冷冻试验装置，用于研究低频率、低功率的超声波对食品冷冻过程的影响。主体装置如实际所示，主要由控温系统、超声波发生装置、冷却系统三部分组成。
实际试验工艺流程
实际所示为超声波功率对毛豆仁冻结曲线的影响。在冷冻介质温度-20T下，对毛豆仁冷冻相变过程施加超声波，其工艺参数为作用时间lmin、脉冲值40%;考察不同超声波功率下毛豆仁冷冻时间的变化。施加功率为120W和160W的超声波，毛豆仁样品中心温度下降速率要大于功率为40W和80W的处理样。但经40W和80W超声波作用后毛豆仁达到冷冻终止温度-18T所经历时间却小于120W和160W的处理样。其中160W处理水平冷冻终止时间甚至长于普通浸溃冷冻所需时间。主要原因可能是由于在毛豆仁冻结相变结束后，大功率超声波产生热能不能被及时除去而被样品或载冷剂吸收。从而不利于冻结毛豆仁第三阶段的降温。
时间/min
—^―OW—40W-d—8OW—A—120W-A—160W实际超声波功率对毛豆冻结曲线图的影响综上分析可知在浸渍速冻毛豆仁相变过程施加功率为80W超声波，毛豆仁冷冻时间有明显缩短。
超声波对加速冻结过程影响也与其作用时间、脉冲模式有关系。实际和实际分别为超声波作用时间和超声波脉冲值对毛豆仁冻结曲线的影响。
时间/min
一Omin―口一0.5min-▲—lmin
——1.5min——2min
实际超声波作用时间对毛豆冻结曲线图的影响实际为在冷冻介质温度为-20%；，对毛豆仁冷冻相变过程施加超声波，其工艺参数为功率为80W、脉冲值40%;考察不同超声波作用时间后毛豆仁冷冻时间的变化曲线图。超声波作用0.5min不会对毛豆仁冻结过程产生显著影响，因为不施加超声波作用的冻结曲线与经超声波作用0.5min处理样冻结曲线基本重合。当超声波作用时间延长至1、1.5、2min时，毛豆仁中心温度从-1——-5T温度范围的降温速率明显快于不施加超声波作用的冻结处理和超声波作用0.5min的冻结处理。当超声波作用时间为2min时，通过最大冰晶生成带时间虽为最短，但在该功率下超声波作用产生过多热能导致热量积累；毛豆仁自由水相变结束后，其冻结速率反不及超声波作用时间为1mm、1.5min的处理样。
时间/min
—0%—0—20%-^5—40%—？—60%
实际超声波脉冲值对毛豆冻结曲线图的影响
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