【2025年电冰箱行业发展大会】合肥工业大学王兆明分享肉品空间电场冰温保鲜技术研究

7月10日，在AI浪潮奔涌与全球绿色转型交织的关键节点，由中国家用电器研究院指导，全国家用电器工业信息中心主办，中家院（北京）检测认证有限公司、国家电子元器件质量检验检测中心、佳合(浙江)检验检测有限公司协办，中家智锐科技有限公司承办，环球家电网媒体支持的 “2025年电冰箱行业发展大会”于温州盛大启幕。会上，合肥工业大学王兆明教授分享肉品空间电场冰温保鲜技术研究。以下为文字实录：

各位领导，各位专家各位企业家大家上午好。我是来自合肥工业大学，我叫王兆明。今天跟大家分享的是我们课题组在前几年做的一些工作：肉品空间电场辅助保鲜技术的研究。

汇报内容主要四个方面。

首先我们说这个背景，我们说肉，大家都知道蛋白质含量比较高，矿物质含量比较高。在我们饮食当中除了纯粹素食主义者之外大家或多或少有肉类的摄入。但是肉是微生物天然培养基。我们做研究的时候，做微生物培养的时候就用的牛肉糕，就是肉相对果蔬更容易腐败变质的，肉品的保鲜一直是一个热点的话题。现在主流的保鲜方式有两种，第一种就是冷藏。另外就是冷冻。但是，冷藏冷冻都有它的优缺点。冷藏虽然没有像冷冻一样生成比较大的冰晶，沉重机械损伤，但是相对来说温度仍然比较高，在这种情况下微生物生长和氧化很难完全控制住的，所以腐败损耗比较大。冷冻，冷冻过程中会产生大量的冰晶，冰晶产生机械损伤。最终呈现明显的干耗哈败，这个叫冻结烧，这是上世纪80年代从美国舶过的词，在冷冻条件下，生成类似网状的小孔的结构，其实我们说虽然说生冷显著提升品质，比如零下40度冻，只要在冻藏条件下这个冻结烧不可避免的发生。在生活当中特别多，比如我们买速冻水饺，可以看到包装系头有这种冰晶的。刚刚生产完的时候是没有的，这个冰晶从速冻水饺里，水分固态升华形成的。这种影响比较大。现在冷藏冷冻都有它的优缺点。这个过程中一直寻找一些新的方式改善它的品质，比如高压电场和磁场，磁场就是在真真正正冰箱搭载过程中产热，产热一直是一个问题。另外高压电场安全性值得深入坍塌。有效方式的蓄冷比较重要。

低压静电电场不存在产热问题，安全性比较高，冷冻和冷藏都有一定的效果。所以我们以低压静电场作为研究手段，以牛排作为典型研究对象。探索它的保鲜效果。

首先冷冻，我们在冷冻过程中，我们发现：搭载空间电场之后，它的冷冻速率明显变快的。就是冻结时间相对来说更短。尤其是标志性的相变时间，就是通过最大冰晶带生成时间比较短，我们说相变时间越短，冰晶生成越多，越小越均匀，对品质破坏越小。所以说通过这个，我们可以看出来对冻结速率有一定的影响。

 另外口感，质构和内部，我们空间电场冷冻之后相对是变好的。

 另外就是我们肉类食材食用的时候注重多汁性，通过实验数据发现了压力损失和解冻损失具有明显的改善作用。提高了肉的多汁性，这是从刚刚讲的分子保鲜，其实也是分子保鲜一个维度，我们在空间电场冻过程中，肉类把水本身有三种状态，上面了不易流动水，自由水，还有结合水，结合水比较稳定的，不会有什么变化，变化最大的就是不易流动水，这个转化成自由水之后容易从肉里面出来，变成汁液流失，所以我们空间电场减少了不易流动水向自由水的转化，然后这个肉多汁性得到提高。

另外我们刚刚说了对口感、质构是有改善的。这个我们说肌纤维蛋白作为肉的一个骨架蛋白，在空间电场冷冻过程中，我们可以看到它的晶格得到比较好的保持。所以它的结构框架维持得比较和。

另外我们说的肌纤维蛋白，肌纤维蛋白除了作为一个骨架蛋白之外，在冻过程有一些化学反应，比如生成羰基（音）化合物，这是现在在食品安全上作为一个讨论重点。因为它跟疾病有很多的关系，所以我们发现磁场电场冷冻延缓羰基（音）化合物的生成，对它的品质提升有一定的效果。另外对蛋白质结构有很好的保证，因为蛋白质的结构完整了，功效的发挥更加好，这是二级结构、三级机构能够很好的保持。

 除了刚刚冷冻之外，冷藏里面比较特殊一个温度带，冻结点到0度，作为冰温保鲜，我们发现冰温加空间电场都可以缓解肉的储藏过程中汁液流失，另外冰温加电场可以显著提高它的质构。这是实验数据。

另外从新鲜角度出发，储藏过程中，加了电场处理之后，它的PH值得到很好的保持。另外，反应新鲜度标志性指标，挥发性在电场处理之后也得到很好的控制，控制在比较低的水平。另外微生物菌落总数也处在比较低水平。

这是我们对它的微观结果进行观察，我们发现电场加冰温处理，就是最下边这一行，微观结构在整个储藏里面相对变化最慢，第一个是冷藏组，冷藏几天之后组织结构变得松散，第三个冷冻生成冰晶之后，冰晶比较大，结构完全变成无序的结构。但是我们电场加冰温整个结构起到很好的维持，尤其是肌肉纤维间隙小，这对水束缚能力比较强，这解释了为什么冰温加电场，它的保水性仍然比较高。

另外我们通过色泽，就是直接手机拍照看到，冰温加电场的保鲜，色泽的保持效果还是比较好的。在20天的后能达到冷藏5天的效果。

这个是我们测定的直接反应色泽指标，大家比较熟悉的就是红度值、亮度值、黄度值。冰温加电场可以显著抑制红度值的减少，以及黄度值增加。这个色泽变化在我们食品消费上还是比较重要的，因为这决定我们消费者购买意愿或者判定新鲜与腐第一指标。所以说，冰温对红度值保持以及对黄度值抑制效果比较明显。

色泽变化的因素比较大，首先红度值，红度值就是叫肌红蛋白，我们传统观点认为三种状态，氧合肌红蛋白，脱氧肌红蛋白、还有高铁肌红蛋白。然后氧合肌红蛋白就是动物刚刚屠宰一段时间后一种诱人的鲜活送，高铁肌红蛋白就是放时间久以后鹤红色，就是大家认为一种不好的烟丝。除了这三种状态之外还有一种状态：超铁肌红蛋白，是什么颜色？一种绿色，咱们在家冰箱保藏的时候，尤其牛肉保藏时间长以后发现表面发绿，一个重要的原因就是来自肌红蛋白生成超铁肌红蛋白。我们看到这个实验结果显示冰温加电场可以让肌红蛋白处在氧合和脱氧上，就是肉的鲜红色，大家消费者比较喜欢鲜红色的肉。

另外说个题外话，盒马鲜生用了一个技术就是高氧气条（音）包装。因为氧份压高了肉的肌红蛋白一直处在氧合肌红蛋白的状态，是一种鲜红色。但是，氧含量高了之后脂肪、蛋白质容易发生氧化的。对品质裂变是一种分向的，就是加剧其他品质裂变。但是对色泽护色的效果非常明显，他们用这个技术，只要求你保持一天新鲜，但是这一天之内这个肉要求特别高的颜值。所以我们在盒马鲜生看到小包装日日鲜就是用了高氧气条包装技术，第二天可能不行了，但是一天之内消费者看到那一刻感觉是新的。这个就是氧肺压对它的影响。

还有真空包装技术，真空包装技术从本质上来说对肉的色泽维持不利的。所以说，真空包装同时能不能搭载其他的技术，维持肉的色泽比较重要。

刚刚我们说肌红蛋白氧化，肌红蛋白除了氧化之外还容易发生降解。为什么它的降解这么重要呢？我们说在肉体系里面，氧化反应，一般都是肌红蛋白启动，传到脂肪，然后脂肪产生哈败特殊风味。肌红蛋白降解之后生成铁释放出来，本身就是肌红蛋白比较稳定的六边形结构，一旦降解出来，这个铁释放出来之后就发生分类反应。分类反应就是生成羟基，大家知道羟基是世界上最强自由基物质。无差别对所有东西都能进行攻击。所以，我们实验结果表明这个电场能够让肌红蛋白处在稳定结构，降解程度比较低。也就是它的铁并没有从肌红蛋白里面释放出来，这种情况下，因为没有释放出来，所以说脂肪氧化诱导作用比较弱。所以在空间电场的情况下，脂质氧化得到了很好的控制。脂质氧化得到很好控制以后，它的一些哈败味不会出现，我们对它的风味进行系统研究。

我们OAV大于1一共有12种，冷藏组以腐败化合物为二甲基二硫迷（音）为主导，而濒危（音）组仍然是高香气的物质，所以它的风味得到很好的保持。除了氧化之外，引起肉片裂变另外一个主要因素就是微生物，我们对它的微生物进行了高通量的研究，我们发现电场处理可以在短期内有效维持原始菌群平衡，原始菌群平衡很重要，我们刚开始肉放在冰箱里菌是很多的，这个时候各种菌互相打架，不会引起肉腐败，但是随着速度放的时间长，某些特定的菌，比如假单胞菌在肉表面生成生物膜，生成生物膜以后，其他的菌渐渐被它干掉，它起到主导作用，它就大量繁殖生长，就会引起肉的腐败变质。所以说电场当中原始菌群平衡得到很好的维持，本质上延缓了腐败。

另外随着储藏时间延长，特定腐败菌。除了经常说的致病菌冰箱四菌子之外，每种肉都有特定腐败菌不一样的，比如牛肉假单胞菌是特别主要的腐败菌。在冰箱，我们刚刚说的有的储藏时间久了会看到绿色，除了刚才说到肌红蛋白的状态之外就是假单胞菌，其中有一种假单胞菌是铜绿假单胞菌，它会产生一种绿色的代谢物。

这是我们研究总结，首先电场辅助冻结对品质有显著的改善，其中我们发现了两个电极板，它的距离是30的时候对品质的提升效果最好的。

另外电场协同冰温，货展期（音）可以延长20天，这样各项指标跟冷藏5天差不多。另外对风味和色泽可以起到很好的维持作用，最后是我的联系方式，微信同号，我们跟在座很多是我们合作企业。美的，海信冰箱改进也是跟我们进一步合作当中，谢谢大家。