西兰花属于十字花科，具有独特的色泽、风味和口感，富含L-抗坏血酸、维生素E、β-胡萝卜素、多酚、芥子油苷、黄酮类化合物和硒等具有抗癌和保护心血管功效的营养物质，但是，新鲜的西兰花在20°C条件下最多存放三天。冷冻技术是保藏新鲜果蔬的经典方法之一，能够使果蔬在相当长的时间里保持其原有的质量和再加工的品质。然而，冷冻加工过程中形成的冰晶体及冻藏过程中出现的重结晶等现象均会对果蔬品质产生不利的影响，造成果蔬解冻后汁液流失的增加、质地的软化、色泽的变化以及营养物质的流失。为了改善上述问题，本论文系统的对低频超声波辅助技术在提高西兰花冷冻与冻藏品质及效率中的应用进行了研究及理论探讨。首先初步研究了低频超声波对西兰花冻结效率及品质的影响，结果表明在150W（30kHz）或175W（20kHz）条件下，结合适当的作用时间、初始作用温度和脉冲模式，由于超声波显著的促进传热效应，能够显著缩短西兰花的冻结时间；与普通浸渍冻结相比，在最优超声波辅助冻结条件下，冻结西兰花解冻后其硬度的下降和汁液流失率的增加显著得到了抑制，同时其微观结构也在一定程度上得到了保持。为了进一步探讨低频超声波对西兰花冻结影响的规律性，研究了不同超声波作用强度对冻结西兰花理化品质的影响，结果表明与普通浸渍冻结相比，低频超声波辅助冻结在0.250-0.412W/cm2强度范围内，显著加快了西兰花的冻结速率、维持了西兰花细胞壁物质钙含量在总钙含量中所占的比例、提高了解冻后西兰花的硬度、弹性、凝聚性、咀嚼性等质地品质，保持了西兰花原有的色泽、L-抗坏血酸含量以及显著降低了汁液流失率，并且一定程度上维持了西兰花皮层和中柱薄壁细胞的微观结构，但在0.209以及0.498-0.630W/cm2作用强度下，反而不利于西兰花的冻结。为了从传热的角度分析低频超声波辅助技术加快西兰花传热的过程，建立了对流换热为边界条件的变物性、无内热源、三维非稳态导热模型来描述西兰花的冻结过程，模拟结果显示此模型可以很好的预测西兰花的冻结时间以及推算出低频超声波对西兰花换热系数和导热系数的影响；在0.250-0.412W/cm2强度范围内，低频超声波提高了西兰花的换热系数和导热系数，为解释低频超声波有利于西兰花的冻结提供了理论支持。在低频超声波辅助改善西兰花冻藏品质方面，利用差示扫描量热仪和低场核磁共振技术分析了低频超声波辅助技术对西兰花渗透脱水效率及部分玻璃化转变温度的影响。结果显示超声波辅助渗透海藻糖处理可以通过改变西兰花体系中水分状态而改变其部分玻璃化转变温度，可以使其从-29.04°C提高到-27.63°C~-23.58°C。与普通渗透相比，低频超声波辅助渗透可以显著提高传质效率，以30min处理时间为最佳，促进西兰花水分的流失和海藻糖的富集，在短时间内最大限度的减少西兰花体系中流动性强的水分的含量，增加流动性弱的水分的含量，但时间过长（40min）则会增加西兰花体系中水分的流动性，产生负面效果，说明对于超声波辅助渗透处理果蔬时，合理的处理时间的选择是必要的。为了进一步验证低频超声波辅助渗透前处理对西兰花冻藏稳定性的影响，进行了六个月的冻藏实验，结果表明与普通渗透脱水相比，低频超声波辅助渗透脱水处理由于处理时间较短，在渗透脱水后能够更好的保持西兰花的硬度和L-抗坏血酸的含量，并且在-25°C温度下贮藏六个月后，可以显著的抑制西兰花解冻后汁液流失的增加、硬度的软化、色泽的变化以及L-抗坏血酸含量的减少。