低压静电场辅助短期冻藏对猪肉品质的影响

胡斐斐，钱书意，黄峰，姜薇，强宇，江峰，胡海梅，李侠，张春晖

低压静电场辅助短期冻藏对猪肉品质的影响

1中国农业科学院农产品加工研究所/农业农村部农产品加工综合性重点实验室，北京 100193；2长虹美菱股份有限公司，合肥 230000

【】研究低压静电场（low voltage electrostatic field，LVEF）辅助短期冻藏（28 d）对猪肉品质的影响，为肉品新型贮藏保鲜技术开发提供理论依据。以猪背最长肌（）为试验材料，对比分析在-18、-12和-6℃的静电场（设备输出电压2 500 V，电流0.2 mA）和非静电场环境（对照）下冻藏0、7、14、21和28 d的菌落总数、TVB-N含量、色泽、贮藏损失、蒸煮损失、剪切力、TBARS、巯基含量、冰晶形态及水分分布等指标的变化。贮藏期间，静电场组肉样的菌落总数、TVB-N含量和TBARS值比对照显著下降（＜0.05），且肉样持水力较高，色泽更鲜亮，肌肉中形成冰晶小且均匀，对肌肉微观结构破坏程度低。贮藏28 d时，静电场下-12℃冻藏肉样的菌落总数、TVB-N含量及TBARS值分别为4.50 lg（CFU/g）、8.73 mg/100 g和0.1691 mg MDA∙kg-1，与-18℃对照组的4.48 lg（CFU/g）、8.91 mg/100g及0.1754 mg MDA∙kg-1结果相比均无显著差异（＞0.05），两组肉样间的贮藏损失、剪切力及色泽差异也不显著（＞0.05）。低压静电场辅助冻藏可有效延缓猪肉在贮藏期间的品质劣变，且静电场辅助-12℃冻藏28 d内的肉品品质可达到-18℃常规冻藏的效果，低压静电场下-6℃冻藏肉样品质与-12℃非静电场冻藏效果也趋于一致。

低压静电场；短期冻藏；猪肉品质；保鲜

0 引言

【研究意义】我国是肉类生产与消费大国，其中猪肉产量最高，2019年我国猪肉产量达4 255万t，是中国肉类消费结构的主导。冻藏作为肉类最主要的贮藏方式之一，是地区间流通和消费者储存的主要形式[1]，可有效抑制微生物繁殖，延长货架期[2]。但肉及肉制品在冻藏过程中易发生蛋白质和脂肪的氧化，导致汁液流失、嫩度及色泽等品质劣变[3]，造成一定经济损失。因此，研究冻藏过程中肉品品质控制对工业生产具有重要的理论与应用价值。【前人研究进展】目前肉类主要的冻藏方式有常规冻藏[4]（conventional frozen storage，-18℃）、深度冻藏[5]（deep frozen storage，-38℃以下）及微冻贮藏[6]（superchilled storage，低于冰点1—2℃）等。常规冻藏、深度冻藏肉品保质期较长，便于流通，但其能耗较高，对于短期内消耗肉品易出现冷冻滥用现象。微冻贮藏可在保证肉品品质、延长货架期的同时降低流动成本，但其需要精准的控温设备和技术，难以实现大规模工业化应用。QIAN等[7]和孙圳[8]研究了-6—-12℃这一温度区间对牛肉贮藏品质的影响，并称该温度贮藏可在一定程度上维持肉品品质，同时降低能耗，避免冷冻滥用。近年来，静电场作为一种非热加工技术，在食品保鲜领域受到广泛关注[9-10]。相比于高压静电场（＞2 500 V）的高能耗、低安全性，低压静电场（≤2 500 V）操作简单、安全节能，便于工业生产应用[11]。近期有研究发现，低压静电场辅助肉品冻结可缩短冻结时间，显著提高肉品品质。尚珂等[12]报道称低压静电场辅助冻结牛肉可提高肌肉持水性，且较好维持肌原纤维蛋白理化特性；李侠等[13]研究发现低压静电场下冻结牛肉形成的冰晶体积小、分布均匀，对肌肉组织破坏程度较轻；段伟文等[14]使用低压静电场结合气调包装辅助凡纳滨对虾冰温贮藏，延长其货架期，感官特性得到改善；王杏娣等[15]报道称低压静电场结合微冻贮藏可延缓竹节虾脂肪氧化，微生物生长得到有效抑制。【本研究切入点】鉴于当前市场肉品的短期快速消耗属性，传统的低温（-18℃及以下）长时冻藏已不符合产业发展需求，亟需开发在短贮藏期内降低能耗，提高冷冻肉品质并可应用于大规模生产的新型冻藏方式。【拟解决的关键问题】研究不同温度条件下（-18、-12和-6℃）低压静电场辅助短期冻藏过程（28 d）中猪肉品质的变化，旨在为肉品新型冻藏保鲜技术开发与冷冻工艺制订提供新的思路方法与理论依据。

1 材料与方法

试验于2019年在中国农业科学院农产品加工研究所农业部农产品加工综合性重点实验室进行。

1.1 材料与仪器

1.1.1 试验材料 原料肉为山东潍坊同路食品有限公司提供的检疫合格、质量约为160 kg的10月龄杜长大三元杂交猪（Duroc×Landrace×Yorkshire）背最长肌（）。猪宰后经24 h吊挂风冷排酸，从6头情况相近的公猪胴体中分别取2条背最长肌，共12条。放入采样箱冰浴运回实验室。

平板计数琼脂（北京索莱宝科技有限公司）、Tris（美国AMRESCO股份有限公司）、DTNB（美国sigma-aldrich有限公司）、HE染色试剂盒（北京中科万邦生物科技有限公司）。SDS（十二烷基硫酸钠）、硫代巴比妥酸、三氯乙酸、三氯甲烷、无水乙醇、二甲苯等其余所用试剂均为分析纯。

1.1.2 主要仪器 电子天平（赛多利斯科学仪器（北京）有限公司、SW-CJ-1FD超净工作台（苏州普爱德净化设备科技有限公司）、KDN-4C凯氏定氮仪（赛亚斯科技有限公司）、CR-400色差仪（日本柯尼卡美能达公司）、C-LM3B肌肉嫩度仪（北京天翔飞域仪器设备有限公司）、UV-1800紫外可见分光光度计（岛津仪器（苏州）有限公司）、MesoMR23-060H-I低场核磁共振仪（上海纽迈电子科技有限公司）、Nikon CI-S倒置显微镜（日本尼康有限公司）、DENBA+鲜度保持电场装置（日本AGUA商事株式会社等）、BCD-520WQ3S冰箱（长虹美菱股份有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 样品处理 剔除12条背最长肌上可见脂肪、筋膜和结缔组织，将其分割为约5 cm×4 cm×3 cm长方体，装入透明聚乙烯袋中并封口，肉样充分混合后随机分成6组，分别放置-18℃、-12℃、-6℃下冻藏，并标记为-18L、-18、-12L、-12、-6L和-6，其中-18L、-12L、-6L为低压静电场处理组，-18、-12、-6为无静电场处理组（对照组），如表1所示。分别在第0、7、14、21和28天取样，置于层析柜中4℃解冻，肉样中心温度达4℃后视为解冻结束并进行各项指标分析。静电场发生装置输出电压为2 500 V、电流为0.2 mA。

表1 试验分组设计

1.2.2 菌落总数的测定 菌落总数参照GB 4789.2-2016《食品微生物学检验菌落总数测定》方法测定。称取10 g肉样，以10倍梯度稀释，选取2个适宜稀释度的样品溶液1 mL，加入15 mL平板计数琼脂培养基，待凝固后，于37℃下培养48 h。

1.2.3 TVB-N含量的测定 TVB-N含量参照GB 5009.228-2016《食品中挥发性盐基氮的测定》自动凯氏定氮法测定。肉样绞碎后称取10 g，加入100 mL蒸馏水，振摇30 min后过滤，取5 mL滤液于消化管中，并加入10 mL蒸馏水和5 mL氧化镁（20 g∙L-1）混悬液，放入凯氏定氮仪中进行测定。

1.2.4 色泽的测定 色泽的测定参考李银等[16]的方法，测定前使用白板对色差计进行校准，再测定样品表面的亮度值L*、红度值a*、黄度值b*。每个样品平行测定3次。并计算总色差值△E，如下：

式中，△*为处理组与新鲜肉样L*值之差，△*为处理组与新鲜肉样a*值之差，△*为处理组与新鲜肉样b*值之差。

1.2.5 贮藏损失的测定 参考HONIKEL[17]的方法，准确称量肉样冻藏前后质量。贮藏损失计算如下：

贮藏损失（%）=×100 （2）

式中，1为冻藏前肉样质量，2为冻藏后肉样质量。

1.2.6 蒸煮损失的测定 参考HONIKEL[17]的方法，冻藏前称取肉样质量，冻藏后将其置于聚乙烯袋中80℃水浴30 min，然后流水冷却，擦干肉样表面水分后称其质量。蒸煮损失计算如下：

蒸煮损失（%）=×100 （3）

式中，M1为冻藏前肉样质量，M3为蒸煮后肉样质量。

1.2.7 剪切力的测定 参考谢小雷等[18]的方法并稍作修改。将肉样放入聚乙烯袋中，置于100℃水浴锅中加热至中心温度72℃，冷却至室温。将肉样修整为3 cm×1 cm×1 cm大小，4℃下放置12 h后，利用嫩度仪进行测定，剪切速度5 mm∙s-1。

1.2.8 TBARS的测定 参考XIA等[19]的方法并稍作修改。取2 g肉样绞碎，混合在3 mL 1%硫代巴比妥酸中，再加入17 mL 2.5%三氯乙酸，将混合物煮沸30 min后，冷水冷却。取样液与三氯甲烷1﹕1体积混合并涡旋，室温下离心（3 000×g，10 min），在532 nm处测吸光值。TBARS值计算如下：

式中，532：样液在532 nm处的吸光值；s：肉样重量（g）。9.48为由硫代巴比妥酸反应产物的稀释因子和摩尔消光系数（152 000 L∙mol-1·cm-1）得出的常数。

1.2.9 巯基含量的测定 参考BAO等[20]的方法并稍作修改。将1 g肉样与25 mL含5% SDS的0.1 mol∙L-1Tris-HCl（pH 8.0）混合并均质（13 500 r/min，30 s），混合物在80℃下水浴30 min，冷水冷却后过滤。滤液蛋白浓度通过测定280 nm处的吸光值，根据牛血清蛋白（0—2 mg∙mL-1）制备的标准曲线计算得出。取0.5 mL滤液，加入2 mL 0.1 mol∙L-1Tris-HCl（pH 8.0）和0.5 mL含10 mmol∙L-1DTNB的0.1 mol∙L-1Tris-HCl（pH 8.0），置于黑暗中室温反应30 min，在412 nm处测定吸光值。巯基含量计算如下：

式中，412：样液在412 nm处的吸光值；0：空白在412 nm处的吸光值；13 600为摩尔消光系数（L∙mol-1·cm-1）；：样液蛋白浓度（mg∙mL-1）。

1.2.10 肌肉组织中冰晶形态观察 参考黄鸿兵等[21]的方法并稍作修改。从样品中心部位顺纤维方向取长1.5 cm，横截面约为0.5 cm×0.5 cm的长方体，放入Carnoy溶液中4℃固定24 h。用不同浓度梯度的乙醇脱水，再用无水乙醇与二甲苯混合液浸泡40 min，二甲苯分别浸泡25和15 min进行透明处理，65℃下浸蜡后，进行包埋，然后切成4 μm薄片，65℃下烤片1 h。采用HE（Hematoxylin-Eosin）染色法进行染色，光学显微镜观察组织结构。

1.2.112弛豫时间的测定 参考LI等[22]的方法并稍作修改。将样品放入核磁管中心位置，进行2横向弛豫时间测定。设置参数为：主频23 MHz，偏移频率286.7813 kHz，90°脉冲时间17 μs，180°脉冲时间35 μs，采样点数54 996，重复时间3 000 ms，累加次数4次，回波数3 000。然后将得到的信号值进行反演得到2反演谱。

1.2.12 数据分析 采用GraphPad Prism 8软件和SPSS Statistics 25软件进行数据分析及作图。试验结果用平均值±标准差表示，每组试验重复3次。

2 结果

2.1 冻藏期间猪肉菌落总数的变化

菌落总数是衡量肉品腐败变质的重要指标之一，GB 2707-2016《食品安全国家标准鲜（冻）畜、禽产品》规定肉品菌落总数达到6 lg（CFU/g）以上视为变质[23]。如图1所示，冻藏期间各处理组肉样菌落总数逐渐上升，均小于5 lg（CFU/g），说明肉样在28 d内新鲜度下降，但未变质。贮藏第7天，-18L组肉样菌落总数增长趋势最慢，显著低于其余各组（＜0.05），-6L组菌落总数显著低于-6组（＜0.05）。第28天时，-12L组菌落总数显著低于-12组（＜0.05），-18组与-12L组无显著差异，-12组与-6L组无显著差异（＞0.05）。同一温度下，相比于冻藏对照组，静电场辅助冻藏可抑制微生物的生长繁殖，且静电场下-12℃、-6℃冻藏对微生物的抑制效果分别与对照组-18℃、-12℃冻藏无显著差异（＞0.05）。

2.2 冻藏期间猪肉TVB-N含量的变化

挥发性盐基氮（TVB-N）是蛋白质分解产生的氨以及胺类等碱性含氮物质，此类物质具有挥发性。其含量越高，肉品新鲜度越低[24]。由图2可见，随着贮藏时间的延长，各组TVB-N含量呈上升趋势。贮藏前期（0—14 d），-18L、-12L和-6L组无显著差异，-18、-12和-6组无显著差异（＞0.05）。说明贮藏14 d内，无论是否添加静电场，-18℃、-12℃和-6℃下肉样的TVB-N含量无显著差别。第28天时，-18L组的TVB-N含量显著低于-18组（＜0.05），-18组与-12L组、-12组与-6L组无显著差异（＞0.05）。结果表明，贮藏28 d时，静电场辅助-18℃冻藏能够抑制TVB-N含量的积累，静电场辅助-12℃、-6℃冻藏分别与对照组-18℃、-12℃冻藏的肉样TVB-N含量无显著差异（＞0.05）。

-18L：-18℃+低压静电场；-18：-18℃；-12L：-12℃+低压静电场；-12：-12℃；-6L：-6℃+低压静电场；-6：-6℃。同一贮藏时间不同处理组字母不同表示差异显著（P＜0.05）。下同

图2 不同处理对猪肉冻藏期间TVB-N含量的影响

2.3 冻藏期间猪肉色泽的变化

色泽是肉类感官品质的重要指标之一，其优劣直接影响消费者的购买喜好[25]。L*、a*和b*值分别代表亮度、红度和黄度值。在一定范围内，L*值越大表示肉品光泽度越好，a*值越大表示肉品越新鲜，b*值越大表示肉品越不新鲜[26]。表2为贮藏过程中各处理组肉样的L*、a*、b*值。可以看出，随贮藏时间延长，L*值与a*值均缓慢下降，b*无显著变化，说明肉样在冻藏过程中色泽逐渐劣变。贮藏期间，同一温度下静电场组的L*值和a*值略高于非静电场组。总色差值△E表示肉样与鲜肉色泽之间的差异，如图3所示，随贮藏时间的延长，△E值不断升高，表明各组肉样色泽与鲜肉色泽差异不断增大，逐渐出现色泽劣变现象。第14和21天时，-12L组与-18组、-6L组与-12组△E值无显著性差异（＞0.05）。第28天时，-12L组△E值（3.86）与-18组（3.64）无显著性差异（＞0.05）。表明贮藏第14—21天时，静电场辅助-12℃、-6℃冻藏对肉样色泽劣变的抑制效果分别与对照组-18℃、-12℃冻藏的肉样无显著性差异（＞0.05）。贮藏第28天时，静电场辅助-12℃冻藏与对照组-18℃无显著性差异（＞0.05）。

图3 不同处理对猪肉冻藏期间△E值的影响

表2 不同处理对猪肉冻藏期间色泽的影响

同一贮藏时间不同处理组字母不同表示差异显著（＜0.05）。下同

Different letters in the same storage time indicate significant differences (＜0.05). The same as below

2.4 冻藏期间猪肉持水力的变化

冻藏过程中肉样持水力下降，导致解冻后汁液流失严重，营养物质流失、品质下降，造成一定的经济损失[27]。不同处理组猪肉冻藏期间贮藏损失如图4所示。由图可知，随着贮藏时间的延长，贮藏损失呈增长趋势。整个贮藏期间，-18L组贮藏损失显著低于-18组，-6L组显著低于-6组（＜0.05），-18组和-12L组无显著性差异（＞0.05）。第14和28天时，-12组和-6L组无显著性差异（＞0.05）。第28天时，-18L、-18、-12L、-12、-6L、-6组贮藏损失分别为7.12%、8.34%、8.21%、10.05%、10.10%和11.15%，同一温度下静电场组均显著低于非静电场组（＜0.05）。不同处理组猪肉冻藏期间蒸煮损失如图5所示，随贮藏时间延长，蒸煮损失逐渐上升。第14—28天，-18L组蒸煮损失显著低于-18组（＜0.05），-18组和-12L组、-12组和-6L无显著差异（＞0.05），第28天时，-18L、-18、-12L、-12、-6L、-6组蒸煮损失分别为28.32%、30.15%、28.97%、29.48%、31.31%和32.86%。贮藏损失和蒸煮损失结果表明，贮藏期28 d内，静电场辅助冻藏可提高肉样持水力，且静电场辅助-12℃下冻藏肉样持水力与对照组-18℃相比无显著差异，静电场辅助-6℃下冻藏肉样持水力与对照组-12℃无显著差异（＞0.05）。

2.5 冻藏期间猪肉嫩度的变化

肉品嫩度可通过剪切力表征，剪切力小说明肉的嫩度高[28]。如图6所示，随着贮藏时间的推移，各处理组肉样剪切力持续上升，说明嫩度不断降低，与孙圳[8]研究结果一致。冻藏过程中，肉样中冰晶体积不断变大，破坏原有的肌纤维结构，从而使肉品嫩度下降[29]。贮藏期间，-18L组与-12L组、-18组与-12组剪切力无显著性差异（＞0.05）。第14天时，-18组和-12组剪切力值分别为32.16 N和32.10 N，均显著低于-6组（33.95 N）（＜0.05）。第21天时，-18组和-12组剪切力分别为32.42 N和32.78 N，均显著低于-6组（34.51 N）（＜0.05）。贮藏末期（28 d），相同贮藏温度下静电场组肉样剪切力值均低于对照，但差异不显著（＞0.05）。

2.6 冻藏期间猪肉脂肪氧化的变化

脂肪氧化一定程度上影响肉品感官品质、功能特性和营养质量，肉品中丙二醛的含量可反映脂肪氧化的程度[30]。由图7可知，贮藏期间TBARS值不断升高，说明肉样脂肪氧化程度逐渐加剧。贮藏前期（0—14 d）各处理组TBARS值无显著性差异（＞0.05），第21天时，-18L组TBARS值显著低于-18组（＜0.05）。第28天时，-18L组TBARS值显著低于-18组，-12L组显著低于-12组，-6L组显著低于-6组（＜0.05），而-18组与-12L组、-12组与-6L组无显著性差异（＞0.05）。说明静电场在冻藏后期（21—28 d）可有效抑制肉样脂肪氧化，且28 d内，静电场下-12℃、-6℃冻藏对肉样脂肪氧化的抑制效果分别与对照组-18℃、-12℃冻藏无显著差异（＞0.05）。

2.7 冻藏期间猪肉蛋白质氧化的变化

蛋白质发生氧化时巯基会形成二硫键，因此通过测定蛋白质巯基含量可以表征蛋白质的氧化程度，巯基含量越低，说明蛋白质的氧化程度越高[31]。由图8可见，随贮藏时间的延长，各处理组巯基含量逐渐下降，蛋白质氧化现象逐渐加剧。贮藏前期（0—14 d），各处理组巯基含量无显著性差异。第21天时，-18L组巯基含量为86.27 nmol∙mg-1，显著高于-18组（82.46 nmol∙mg-1），-6L组（79.55 nmol∙mg-1）显著高于-6组（75.78 nmol∙mg-1）（＜0.05）。第28天时，-18L组巯基含量降至83.38 nmol∙mg-1，显著高于-18组（80.45 nmol∙mg-1），-12L组（78.25 nmol∙mg-1）显著高于-12组（75.30 nmol∙mg-1），-6L组（73.94 nmol∙mg-1）显著高于-6组（69.82 nmol∙mg-1）（＜0.05），-18组与-12L组、-12组与-6L组无显著差异（＞0.05）。静电场在冻藏后期（21—28 d）能够延缓肉样蛋白质氧化，此外，-18℃与静电场辅助-12℃冻藏肉样、-12℃与静电场辅助-6℃冻藏肉样蛋白质氧化程度无显著差异（＞0.05）。

图4 不同处理对猪肉冻藏期间贮藏损失的影响

图5 不同处理对猪肉冻藏期间蒸煮损失的影响

图6 不同处理对猪肉冻藏期间剪切力的影响

图7 不同处理对猪肉冻藏期间TBARS的影响

2.8 冻藏期间猪肉冰晶形态的变化

冻藏过程中冰晶的生长会破坏肌肉细胞，造成肌肉组织机械损伤和品质下降，其大小、形状和分布对肉品品质均有影响[32]。图9展示了不同处理组肉样分别在冻藏第7和28天时肌肉组织的横截面，其中红色部分为肌纤维，白色部分为冰晶留下的孔隙。可以看出，新鲜猪肉的肌纤维排列整齐、结构完整，肌纤维之间的空隙较小。冻藏之后肌肉组织内的水结成冰晶，且随着贮藏时间的延长，冰晶不断生长，使肌纤维遭受机械损伤。第7天时，-18L、-18和-12L组肉样中的冰晶小且均匀，-6L组肉样中的冰晶尺寸较-6组更小，肌纤维排列更整齐。第28天时，-6组中部分肌纤维出现聚集现象，是冰晶体积较大发生挤压所导致。总体来看，-18L组较-18组、-12L组较-12组、-6L组较-6组的肌肉组织结构更优，-18组与-12L组肌肉组织状态较接近。说明低压静电场可抑制冰晶的生长，静电场辅助-12℃下肌肉组织状态与冰晶形态和-18℃相似。

图8 不同处理对猪肉冻藏期间巯基含量的影响

图9 不同处理对猪肉冻藏期间冰晶形态的影响

2.9 冻藏期间猪肉T2弛豫时间的变化

图10展示了不同处理组肉样在冻藏第7和28天时的2弛豫时间，3个峰分别代表了结合水（21）、不易流动水（22）和自由水（23），峰面积比表示3种形式水的相对比例[33]。其中，肉的持水性主要取决于肌肉对不易流动水的保持能力[34]。如图所示，随着贮藏时间延长，22峰面积减少，说明不易流动水含量降低。贮藏第7和28天时，-18组较-18L组、-12组较-12L组、-6组较-6L组22峰面积更小，说明静电场辅助冻藏比非电场肉样不易流动水含量更高，持水力更强，验证了此前贮藏损失试验结果（图4）。

图10 不同处理对猪肉冻藏期间T2弛豫时间的影响

3 讨论

冻藏过程中，猪肉菌落总数、TVB-N含量逐渐积累，肉品品质出现下降[35]。本试验中，静电场辅助冻藏可抑制微生物的生长繁殖，李苑等[36]研究了静电场辅助微冻贮藏对三疣梭子蟹品质的影响，发现静电场组菌落总数增长较非静电场组慢。何向丽[37]认为电场环境使细菌的细胞膜感应电荷，产生的通透膜位差引起细胞破裂，细胞因膜结构紊乱、通透性发生改变而死亡。HUANG等[38]报道称静电场辅助冷藏鲶鱼可降低TVB-N含量。HSIEH等[39]研究发现静电场辅助冷藏罗非鱼TVB-N含量较非静电场组低。本研究中，静电场辅助-18℃冻藏可有效抑制猪肉冻藏期间TVB-N含量的积累，可能是由于静电场具有抑制酶与细菌活性的作用，延缓贮藏过程中酶与细菌的分解，进而延缓TVB-N含量积累。

随冻藏时间延长，肌肉持水性逐渐下降。由贮藏损失、蒸煮损失及2弛豫时间结果可知，低压静电场辅助冻藏可提高肉样持水力。DALVI-ISFAHAN等[40]曾报道静电场辅助冻结羊肉有效减少贮藏损失，与本试验结果相似。分析可能是当外加静电场时，存在固有频率的水会发生共鸣，引起蛋白质周围的水分发生结构变化，改变蛋白质与水的结合状态，使蛋白与水的结合力更强，肌肉持水力增强[41-42]；另外，静电场下冻藏肉样中冰晶小且均匀，对肌纤维结构破坏较轻，肌纤维的保水能力得到有效维持[43]。

冻藏期间，脂肪氧化和蛋白氧化对肉品品质造成一定程度影响。本研究中，静电场条件下肉样的脂肪氧化和蛋白氧化在冻藏后期（21—28 d）得以有效抑制。KO等[44]发现静电场辅助冷藏罗非鱼可降低其脂肪氧化程度，认为电场的静电感应现象会使肉样表面带有电荷，从而降低与周围氧气的接触频率，抑制脂质氧化；岑剑伟等[45]研究发现静电场辅助冰温贮藏罗非鱼可抑制蛋白质氧化。静电场可阻止自由基介导的肌原纤维蛋白氧化，以及通过脂质烷基自由基与分子氧之间的链式反应形成脂质过氧自由基，氧化反应得以抑制[46]。

冰晶的生长效应对肌纤维造成的机械损伤是冻藏期间肉品品质下降的主要诱因。本试验中，-6℃对照组肉样中冰晶尺寸不均匀，贮藏过程中，小冰晶向结构紧密的大冰晶迁移，并融合形成体积更大的冰晶，对肌纤维产生挤压作用[32]，因此，-6℃对照组中部分肌纤维出现聚集现象。低压静电场可抑制冰晶的生长，静电场组肉样中冰晶小且分布均匀，较非静电场组肌肉组织结构更优。XANTHAKIS等[47]研究发现静电场辅助猪肉冻结过程中大冰晶的生长被限制，猪肉微观结构的破坏程度显著降低；DALVI-ISFAHAN等[48]在研究静电场辅助羊肉冻结时也得出此结论。ORLOWSKA等[49]曾指出，水分子团结构在氢键作用下维持着分子聚合和解聚的动态平衡，静电场的同频共振产生的共振力和穿透力，使水分子由大分子团裂变为小分子团，聚合变得更细小且稳定，因此，低压静电场辅助冻藏形成的冰晶形状小、分散均匀。

4 结论

猪肉在冻藏过程（0—28 d）中品质出现劣变，不同冻藏条件对肌肉品质造成不同程度的影响。本研究在3组温度条件下（-18、-12和-6℃）使用静电场辅助猪肉冻藏，与普通冻藏相比，可有效减缓猪肉在冻藏过程中的品质劣变，改善解冻肉品质：

1）低压静电场辅助冻藏期间肉样的菌落总数、TVB-N含量、TBARS值及巯基含量的上升得到显著抑制，有效维持肉样的新鲜度。

2）低压静电场下肉样在冻藏过程中肌肉内形成的冰晶体积小且分布均匀，对肌肉组织破坏程度轻。解冻后猪肉色泽及肌肉持水力得到有效维持。

3）短期冻藏（28 d）期间，肉样的品质劣变程度随温度降低呈逐渐减轻趋势。然而，本研究中低压静电场下-12℃冻藏肉样的菌落总数、TVB-N含量、TBARS值以及持水力、嫩度和色泽与-18℃常规冻藏肉样相比差异均不显著。

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Effect of Low Voltage Electrostatic Field-Assisted Short-Term Frozen Storage on Quality of Pork

1Institute of Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Comprehensive Key Laboratory of Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100193;2Changhong Meiling Co. Ltd., Hefei 230000

【】The current study was aimed to explore the effects of low voltage electrostatic field (LVEF) on pork quality traits during short-term frozen storage (28 d), and the results might provide a theoretical basis for the development of novel technology in meat preservation.【】In the current study, porkmuscles were used as experimental material. Quality indices of the meat samples frozen at -18, -12 and -6℃ under LVEF (to output a voltage of 2 500 V and a current of 0.2 mA) or in the absence of LVEF (control group) were determined during frozen storage periods (0, 7, 14, 21 and 28 d), which included total bacterial count, total volatile basic nitrogen (TVB-N) content, color, purge loss, cooking loss, shear force, TBARS value and sulfhydryl content. Moreover, the morphology of ice crystals was observed, and the myowater distribution of meat samples was determined by using low-field nuclear magnetic resonance.【】Throughout storage period of samples, there were significantly lower (＜0.05) total bacterial counts, TVB-N contents and TBARS values observed in LVEF samples than that of control group. Compared with control group, the meat samples subjected to LVEF groups exhibited higher water holding capacity and fresher color. During freezing, the meat samples under LVEF formed smaller and more uniform ice crystals in muscle, which resulted in less damage to the muscle microstructure. It was noteworthy that at 28 d, no significant differences (＞0.05) were observed among the total bacterial counts (4.50 lg (CFU/g)), TVB-N content (8.73 mg/100g) and TBARS value (0.1691 mg MDA∙kg-1) in meat samples subjected to LVEF group at -12℃, and those of control group at -18℃(4.48 lg (CFU/g), 8.91 mg/100 g and 0.1754 mg MDA∙kg-1, respectively). Additionally, the purge loss, shear force and color between two groups showed no significant difference (＞0.05).【】In general, LVEF could effectively alleviate the quality deterioration of pork during frozen storage. However, there were no significant differences observed (＞0.05) in the meat quality traits between LVEF group at -12℃ and control group at -18℃throughout the short-term storage (28 d), and the similar trend was found between LVEF group at -6℃ and control group at -12℃.

low voltage electrostatic field; short-term frozen storage; pork quality; retain freshness

10.3864/j.issn.0578-1752.2021.09.015

2020-08-24；

2020-10-22

国家自然科学基金面上项目（31671789）、国家重点研发计划（2018YFD0701004）

胡斐斐，E-mail：hff_1996@163.com。通信作者李侠，E-mail：lixia5299@163.com

（责任编辑 赵伶俐）