Ультразвук відноситься до механічної хвилі (частота >20 кГц), яка перевищує діапазон чутності людського вуха, а високочастотний тип (частота >100 кГц) називається високочастотним ультразвуком. Частота поточного ультразвукового обладнання зазвичай знаходиться в діапазоні від 20 кГц до 10 МГц. Як передова технологія обробки харчових продуктів, ультразвук має характеристики м’якої дії та сильної доречності. Він широко використовується в харчовій та інших сферах і має великі перспективи розвитку.
Відповідно до частоти та потужності ультразвукових хвиль ультразвукові хвилі можна розділити на дві категорії: високопотужні низькочастотні ультразвукові хвилі та малопотужні високочастотні ультразвукові хвилі. Серед них високопотужний низькочастотний ультразвук (частота від 20 до 100 кГц), також відомий як потужний ультразвук, який має широкий спектр застосувань у харчовій промисловості, наприклад для сприяння емульгування, руйнування клітин, стерилізації та знищення ферментів, пом’якшення м’яса та модифікації речовин тощо. Малопотужний високочастотний ультразвук (його частота в основному зосереджена в діапазоні від 100 кГц до 10 МГц) використовується не тільки в медичній діагностиці, але також широко використовується в аналізі та моніторингу фізико-хімічних властивостей харчових продуктів, таких як твердість, зрілість, цукор, кислотність тощо.
Високочастотні ультразвукові хвилі мають відмінні хімічні та фізичні ефекти від низькочастотних ультразвукових хвиль і можуть генерувати велику кількість активних вільних радикалів, тим самим спричиняючи деградацію та модифікацію полімерів. Коли ультразвукові хвилі застосовуються до реакції окислення у водному розчині, високочастотні ультразвукові хвилі є більш енергоефективними, ніж низькочастотні ультразвукові хвилі. За певних умов, коли частота підвищується, співвідношення фактичної ультразвукової потужності до вхідної потужності збільшується, тобто ефективність перетворення збільшується, і високочастотний ультразвук може досягти вищої сонохімічної ефективності.
Використовуючи цю властивість високочастотного ультразвуку, можна також розщепити деякі залишкові шкідливі речовини у стічних водах харчової промисловості чи упаковці. Велика кількість активних вільних радикалів, що генеруються високочастотним ультразвуком, можуть реагувати з харчовими інгредієнтами, що легко окислюються, і певною мірою можуть підвищувати функціональні властивості певних харчових інгредієнтів.
