鱼体内NaCl扩散的动力学分析与模拟：超声波功率的影响

《Food Biophysics》：Kinetic Analysis and Simulation of NaCl Diffusion in Fish: The Effects of Ultrasonic Power

本研究通过超声波辅助腌制虹鳟鱼，分析0-300W功率对NaCl扩散的影响，建立可视化模型，发现高功率下NaCl扩散系数显著提升，为工业应用提供新方法。

　　

摘要

在烹饪前，通常会使用氯化钠（NaCl）对肉类进行腌制，以提升其风味和品质。然而，传统的腌制方法效率低下，且会导致NaCl分布不均匀。在本研究中，我们基于传质动力学分析了超声波处理对虹鳟鱼腌制效果的影响，提出了一个新颖的单向模型来探讨不同超声波功率（0–300 W）的作用，并建立了一个模拟模型来可视化超声波辅助腌制过程中NaCl的传质过程。实验结果表明，超声波处理有效促进了溶液与鱼体之间的NaCl传递，尤其是在较高功率下效果更为显著。超声波功率显著影响了与总质量（\(\:{\varDelta\:M}_{t}^{o}\)）、水分（\(\:{\varDelta\:M}_{t}^{W}\)）及NaCl（\(\:{\varDelta\:M}_{t}^{NaCl}\)）变化相关的动力学参数\(k_1\)和\(k_2\)。随着超声波功率的增加，传质驱动力\(k_2\)也随之增强，而\(k_2\)在300 W时达到最大值。此外，超声波处理显著提高了NaCl的扩散系数（\(D_s\)），这一提升效果同样在300 W时最为明显。这种扩散系数的增加可归因于超声波的空化效应和机械作用，这些效应有助于NaCl更好地渗透到鱼体内。总之，我们开发了一个可视化模型，用于展示超声波辅助腌制过程中NaCl在鱼体内的扩散情况，为工业加工中预测NaCl的扩散提供了新的方法。