超聲波是破壞細胞結構的一種有效手段。該效應可用于提取細胞內的物質。例如，從細胞基質中提取淀粉。
超聲波在暴露的液體中產生交替的高壓和低壓。在低壓循環期內，超聲波在液體中產生真空小氣泡，在高壓循環過程中真空小泡劇烈的破裂，這種顯現被稱為空化。空化氣泡的內爆引起強烈的流體動力剪切力。
剪切力可以將纖維，纖維狀的材料分解成細胞顆粒并破壞細胞壁的結構。這將細胞內的物質，如淀粉和糖釋放到液體中。除此之外，細胞壁材料被破碎成小碎片。
該效果可以用于有機物的發酵、消化和其他轉換過程。在微磨和研磨之后，超聲波使更多細胞內的物質進行轉換，例如淀粉以及細胞壁碎片分別轉換為糖和酶。它還增加了在液化或糖化過程中接觸酶的表面積。這通常會增加酵母發酵和其他轉換過程的速度和產量，例如提高生物質的乙醇產生。
通過超聲波分解細胞結構(裂解)用于提取滅活微生物細胞內的化合物。
當以高強度超聲處理液體時，傳播到液體介質中的聲波會產生交替的高壓 (壓縮) 和低壓 (稀疏) 循環，其速率取決于頻率。在低壓循環期間，高強度的超聲波會在液體中產生小的真空氣泡或空隙。當氣泡達到不能再吸收能量的 體積時， 它們在高壓循環中劇烈地坍塌，這種現象稱為空化。在爆炸期間，局部將達到非常高的溫度(約5，000K)和壓力(約2，000atm)。空化氣泡的崩潰也導致液體射流高達280m/s的速度，所產生的剪切力機械地破壞細胞膜并改善材料轉移。根據所采用的超聲波參數，超聲波對細胞有破壞性或建設性影響，取決于所使用的超聲參數。
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