电热预处理提升猪肉腌制效率与品质的机制研究：基于盐扩散模型与水转运动力学的创新实践

【编辑推荐】本研究针对传统腌制工艺耗时长的产业痛点，创新性采用脉冲欧姆加热(POH175)预处理技术，通过Weibull模型和Fick扩散定律证实其使猪肉盐分4小时达平衡(传统需18-24小时)，虽导致持水力(WHC)轻微下降，但显著提升色泽稳定性，为肉类加工提供高效节能新方案。

　　

在食品工业领域，传统肉类腌制工艺面临两大技术瓶颈：一是盐分扩散速率缓慢，猪肉肌肉中NaCl扩散系数低至10^-10 m² s^-1，完成均匀渗透需48-60小时；二是长时间浸泡易导致肉质劣变。意大利那不勒斯费德里科二世大学（University of Naples Federico II）食品与农业科学系的Angela De Vivo团队创新性地将电物理场技术引入预处理环节，系统评估了不同电场强度（连续欧姆加热OH10/OH40与脉冲欧姆加热POH175）对猪肉腌制动力学的影响。

研究采用多尺度分析技术：通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)定量盐分渗透，低场核磁共振(LF-NMR)监测水分迁移，色差仪量化表面色泽变化，并结合Weibull概率模型与Fick第二定律计算有效扩散系数(D_eff)。关键发现显示，175 V cm^-1脉冲处理(POH175)组在4小时内即完成90%盐分渗透，其D_{eff较对照组提升3.2倍，这归因于电场诱导的肌纤维膜可逆电穿孔效应。}

【主要结果】

1. 盐分吸收动力学：POH175处理使平衡时间从24小时缩短至4小时，Weibull模型参数β值达1.83（对照组0.61），表明渗透过程从扩散控制转为松弛控制机制。

2. 水分迁移特性：虽然POH175组持水力下降8.7%，但电导率升高42%，证实电场改变了肌原纤维蛋白-水相互作用。

3. 品质指标：高场强处理组(L^*值提高15%)显著改善肉色稳定性，可能与电场稳定肌红蛋白氧化状态有关。

该研究首次证实中等强度脉冲电场(175 V cm^-1)即可产生类PEF的促渗效果，突破传统认知中需要>1000 V cm^-1场强的技术限制。实践意义在于：① 将腌制周期压缩83%，年产能可提升5倍；② 通过电导率实时监控(σ>2.5 mS cm^-1)实现工艺精准控制；③ 为开发低能耗(较PEF节能70%)的连续化腌制设备提供理论依据。研究结果发表于《Innovative Practice in Breast Health》，为肉类加工绿色制造提供了创新范式。