近日，我校食品科学与工程学院朱迎春教授团队与农业工程学院刘振宇教授团队在食品领域TOP期刊《Innovative Food Science and Emerging Technologies》(Q1，IF：6.3)发表题为“Enhancement of pork marinating efficiency through pulsed electric field pretreatment: integration of parameter optimization, kinetic modeling and quality characteristics”的研究性论文，食品科学与工程学院22级硕士研究生和郁春为第一作者，朱迎春教授、刘振宇教授为共同通讯作者。该研究得到山西省重点研发项目等项目的资助。

腌制是肉类加工的重要组成部分，它不仅可以延长肉类产品的保质期，还可以赋予它们独特的风味和色泽。然而，传统的盐卤腌制方法主要依赖于高浓度盐水的渗透，这种方法缓慢且不均匀，长时间的腌制还可能导致营养成分流失，甚至造成微生物污染。目前已有研究表明，脉冲电场（PEF）可以提高腌制速率、缩短腌制时间并改善腌制肉制品的嫩度。然而，关于PEF预处理对猪肉腌制时物质的传递和猪肉品质的研究却很少，此外，对于PEF参数的研究也相对有限。

在本研究中，通过响应面法优化了PEF预处理的最佳工艺条件，并探究了PEF对猪肉腌制过程中物质传递、微观结构及猪肉品质的影响，旨在全面探讨PEF预处理在猪肉腌制过程中的应用效果及其机制。

图 1 PEF系统示意图

图2 场强、频率和占空比对猪肉中NaCl含量影响的响应面3D图和等值线图

图3 腌制过程中猪肉内水（A）、NaCl（B）和重量（C）的变化；（D）腌制过程中猪肉重量变化量与水和NaCl变化量总和的比较

图4 腌制过程中猪肉的NaCl含量

图5 水分含量（A）和NaCl含量（B）的实际值和预测值曲线

图6 PEF处理后猪肉的扫描电镜（3000×）

图7 PEF处理后腌制结束时猪肉的扫描电镜（3000×）

图8 PEF处理后猪肉的菌落总数（稀释梯度10^-2）

图9 PEF预处理对腌制猪肉保水性的影响

表1 实验变量对腌制猪肉中NaCl含量的影响，A场强（kV/cm）、B 频率（Hz）、C 占空比（%）

表2  独立因素及其交互作用对响应变量影响的方差分析

表3 猪肉在不同处理条件下的扩散系数（De和K）

表4 动力学模型拟合的参数

表5预测模型的线性回归系数和相关参数

表6 PEF预处理对猪肉pH和色差的影响

表7 PEF预处理对猪肉质构的影响

脉冲电场是肉类腌制的一种有效预处理方式。响应面优化结果显示，脉冲电场预处理的最佳参数为：场强（2 kV/cm）、频率（141.2 Hz）和占空比（2.3%），在此条件下，腌制猪肉中的NaCl含量最高可达3.31%。脉冲电场预处理显著（P< 0.05）提高了猪肉在湿腌过程中的NaCl含量和水分含量，并增加了NaCl的有效扩散系数，缩短了腌制时间（高达40%）。此外，猪肉样品在腌制过程中物质传递的变化量与菲克第二定律模型及预测模型均高度吻合。扫描电镜和菌落总数结果表明了脉冲电场预处理会改变猪肉内部的肌纤维结构，并减少微生物数量。在品质特性方面，脉冲电场显示出改善产品嫩度的潜力，而对pH值和颜色没有显著影响（P> 0.05）。总体而言，脉冲电场在提高肉类腌制效率和产品质量方面具有巨大潜力。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ifset.2024.103788

第一作者：和郁春，食品科学与工程学院2022级硕士研究生，主要研究方向畜产品贮藏与加工。

通讯作者：朱迎春，博士，食品科学与工程学院教授，硕士生导师，美国肯塔基州立大学和澳大利亚莫纳什大学访问学者，现任山西现代产业体系功能食品产业副首席专家，中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程分会理事，山西省食品营养与健康学会理事，国家农产品加工科技创新联盟-预制菜专业委员会专家委员会执行专家。刘振宇，博士，农业工程学院教授、博士生导师，硕士生导师，中国农业大学博士后、美国俄亥俄州立大学访问学者，现任农业工程学院副院长，兼任国际IEEE PES可再生能源协会常务理事，中国现代物理农业工程学会委员，中国畜牧兽医学会信息技术分会理事，山西省电子学会常务理事，山西省生猪产业技术体系岗位专家。