交替电场辅助非结晶冷冻技术对新鲜牦牛肉品质的影响研究

为解决传统冷冻过程中冰晶形成导致的肌肉组织机械损伤问题，研究人员开发了交替电场(AEF)辅助非结晶冷冻(NCF)技术，实现了牦牛肉在冰核点温度(?4.5°C)以下的非冻结保存。研究证实，NCF技术可避免冰晶损伤，减少重量损失5.33%–6.94%，并将保质期延长至少2倍，为高价值肉类跨区域物流提供了创新解决方案。

　　

研究背景与意义
牦牛肉作为青藏高原特有的高营养价值食材，因地理分布集中和运输条件限制，其跨区域供应面临巨大挑战。传统冷冻虽能延长保质期，但冰晶膨胀会导致肌肉组织机械损伤和5%–8%的解冻损失。现有辅助冷冻技术（如超声波、液氮闪冻）虽能减小冰晶尺寸，却无法完全消除结晶效应。如何实现冰核点温度以下的非冻结保存，成为食品保鲜领域的“圣杯”难题。

青海省某研究团队在《Meat Science》发表的研究中，创新性地将交替电场(AEF)与非结晶冷冻(NCF)技术结合，设计了一套兼容工业物流的AEF辅助系统。该系统通过干扰水分子氢键网络，使牦牛肉在?4.5°C下稳定维持28天非冻结状态，突破了传统超冷技术的时间与规模限制。

关键技术方法
研究采用九头250±10 kg的牦牛腰脊肉(Longissimus thoracis et lumborum
)，对比4°C冷藏、?4.5°C传统冷冻和AEF-NCF三组处理。通过热成像监测相变过程，结合微生物分析、质构仪和扫描电镜评估品质变化。AEF系统参数基于前期研究优化，电场频率设定为抑制冰核形成的最佳阈值。

研究结果

1. 温度曲线与热成像分析
   核心温度监测显示，?4.5°C组在1–3天出现明显的相变峰（升温至?1.2°C后回落），而NCF组全程维持?4.5±0.17°C稳定状态。热成像图中NCF样本始终呈现均匀蓝色，无传统冷冻的红白相变区域。

2. 微结构完整性
   扫描电镜显示，NCF组肌纤维排列紧密，与新鲜样本相似；?4.5°C组则出现明显冰晶空隙。这表明AEF通过抑制水分子晶格排列，避免了冷冻膨胀损伤。

3. 品质指标
   NCF组的重量损失较?4.5°C和4°C组分别降低5.33%–6.94%和1.42%–3.16%。菌落总数显示，NCF将保质期延长至4°C组的2倍以上，且硫代巴比妥酸值(TBA)和挥发性盐基氮(TVB-N)增长速率显著减缓。

结论与展望
该研究首次实现工业化尺度的AEF-NCF技术应用，其核心突破在于：① 通过电场扭矩效应破坏水分子氢键网络，将非冻结状态稳定维持28天；② 设备兼容现有冷链体系，解决了高压等容法的小容量限制。这不仅为牦牛肉等高原特产开辟了跨区域物流新路径，更为生物样本低温保存提供了新思路。未来研究可探索AEF参数与不同肉类的冰核点适配性，以及大规模运输中的能耗优化。

（注：全文数据与结论均基于原文实验证据，技术术语如非结晶冷冻(NCF)、交替电场(AEF)等均按原文格式保留上下标及大小写）