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随着近年来非热物理杀菌技术的研究兴起，超声场在非热(常温)食品加工过程中的应用也开始备受关注。超声场的应用具有设备简单成熟、无毒副产品生成等优点，但其作为杀菌技术的研究离工业化应用还有较大距离。对于超声场的研究，目前主要集中在表观的处理因素和微生物致死效果间的关系上，而关于超声场对细胞的具体作用机制却极少研究，这样就无法找出根本的问题，采取真正有效的措施提高超声场作用的效率。此外由于在处理中常无法达到微生物的彻底致死，微生物在亚致死的条件下很可能产生耐受性，出现对超声场作用的抗性，这将给食品保藏加工带来不安全因素。
本论文以酿酒酵母作为研究对象，主要针对超声场与细胞的具体作用机制，以及细胞在超声场作用下产生的变化及相关安全性问题进行研究，以期为超声场向工业化应用迈进提供研究依据。主要研究内容及结果如下：
1、研究了超声场作用各类影响因素对酿酒酵母活菌数降低的影响，并应用响应曲面法(RSM)着重考察超声场作用条件三因素对细胞活性的影响规律及相互关系，结果表明：超声功率、超声时间、脉冲占空比三因素对细胞活性的影响规律可用回归方程拟合，三者对活菌数降低效果影响的显著性依次为超声功率>超声时间>脉冲占空比，前二者影响显著，且存在交互作用。
2、采用透射电子显微镜研究超声场对酿酒酵母细胞超微结构的影响，结果表明：超声场作用使细胞结构发生了变化，超声强度的大小与细胞结构损伤程度直接相关，细胞的死亡可能与细胞结构损伤破坏直接相关。稍低强度的超声作用使细胞发生变形，细胞内部结构紊乱，发生质壁分离，细胞膜部分破损；在更高强度的超声场作用下，细胞结构破裂、内容物泄漏等，细胞此时发生了严重的不可逆损伤。采用渗透压选择性平板法检测超声场作用对细胞产生的亚致死损伤效应，发现产生损伤的细胞比率小于5％，认为超声场作用对酵母细胞的亚致死损伤效果不显著。
3、考察超声场作用对酿酒酵母细胞的抗氧化酶SOD和CAT，以及ATPase活性影响，结果表明：较低强度的超声场会促进酶活性的增强，随着时间的延长、强度的增大，SOD、CAT活性开始大大降低。对总ATPase、Na<+>/K<+>-ATPase、Ca<2+>/Mg<2+>-ATPase三类ATPase活性的影响，除了Ca<2+>/Mg<2+>-ATPase在41.2W、0.5min作用过程中，酶活稍有增加，随着超声强度、超声时间的增大，其他ATPase的活性都下降。
4、研究了酿酒酵母细胞对超声场胁迫作用的耐受性，通过考察酿酒酵母对超声场作用的敏感性变化、碳氮源同化作用变化，以及在超声作用下染色体DNA性质及结构变化的可能性来表征，结果发现：酿酒酵母细胞对超声场作用产生了一定的胁迫耐受性，在选择压试验中表现出对超声场的抗性增强，LD<,50>在Day15时显著增大；对碳源的同化作用产生了部分变化；但通过对酵母染色体DNA G+Cmol％含量的测定和DNA的电泳实验(水平琼脂糖凝胶电泳和脉冲场凝胶电泳)，发现超声场作用对DNA性质和结构无明显影响。
5、用改良的cDNA．AFLP技术，考察了超声场作用对酿酒酵母细胞可能引起的mRNA差异性显示作用。结果表明：足够强的超声场作用条件，可导致酿酒酵母细胞产生mRNA差异显示，表明超声场胁迫作用可能使某些基因发生了差异性表达。本研究从基因差异性表达出发，考察超声作用对细胞产生的可能影响，也为超声场作为食品非热处理技术的应用安全性研究提出了新的思路。
6、考察超声场的超声效应，综合论文的总体研究结果以及相关的分析探讨，对超声场的超声效应作用于细胞的可能机制进行了总结，构建了超声效应对细胞的作用机制模型，从超声对细胞的结构和对细胞的生理机制两方面来解析超声效应对细胞的影响。