《食品科學》：中國農業科學院李欣研究員等：靜電場輔助冰溫貯藏對生鮮豬肉品質和糖酵解關鍵酶的影響

我國是肉類生產和消費大國，生鮮肉占肉類消費總量的80%以上。生鮮肉在運輸和貯藏過程中存在品質劣變快、貨架期短等問題，造成嚴重損失。我國豬肉、牛肉、羊肉在貯藏和運輸過程中損耗率分別為4.22%、3.65%、1.75%，減少生鮮肉損耗是肉類產業亟待解決的重點和難點。

冷藏是常用的生鮮肉貯藏方式，可延緩生鮮肉品質劣變進程，但其對于延長貨架期存在明顯局限。冰溫貯藏（（－1.0±0.5）℃）通過避免冰晶形成對肉組織造成的破壞，能夠更好地減緩生鮮肉品質劣變速度，保持肉品品質。但是，冰溫貯藏溫度范圍較窄，對溫度控制精度要求高，在實際應用中面臨挑戰。近年來，靜電場輔助保鮮技術因其非熱、綠色環保的特性受到廣泛關注。研究表明，靜電場處理可顯著延緩肉類和水產品的品質劣變。Wu?Guangyu等使用低壓靜電場輔助豬肉凍藏，結果表明，與－18?℃普通凍藏相比，靜電場輔助－18?℃凍藏在貯藏150?d后樣品仍可顯示出顯著更高的L*值和a*值、更低的剪切力以及顯著降低的解凍和烹飪損失，可有效減緩豬肉在凍藏過程中的品質劣變。岑曉旭發現與普通微凍保鮮相比，低頻電場結合微凍保鮮有助于維持羅非魚肉品質，使羅非魚肉保質期從8?d延長至16?d。二者使用不同的電場類型分別貯藏豬肉與魚肉，均發現相較于普通的冷藏、冰溫貯藏方式，靜電場輔助保鮮貯藏的效果更好，具有較廣的應用前景。

糖酵解是影響生鮮肉貯藏過程中品質的重要生化途徑之一，肌肉組織中糖原和葡萄糖在糖酵解酶的催化作用下，通過糖酵解途徑生成乳酸并持續累積，引起肌肉pH值下降，最終影響持水性、嫩度等肉品質特性。糖酵解酶作為糖酵解過程的核心，其活性及其表達量與肉品質密切相關。前期研究表明，宰后肉中大多數糖酵解酶可發生蛋白質磷酸化、乙酰化修飾，蛋白質磷酸化、乙酰化修飾通過影響糖酵解酶活性調節糖酵解進程，進而實現對肉品質的調控。冰溫貯藏能延緩部分酶促反應，但其對宰后早期劇烈的糖酵解進程及由此引發的品質劣變的調控作用較為有限。研究表明，靜電場處理可通過影響蛋白質構象、蛋白與水分子相互作用等方式影響肉品質，本研究將靜電場與冰溫貯藏相結合，旨在探究兩者是否存在協同增益效應。與單一的冰溫或靜電處理相比，該組合技術預期能通過多重機制發揮協同保鮮作用。當前針對靜電場調控生鮮肉品質的研究主要集中于色澤、保水性等的改善效果，但對宰后肌肉糖酵解酶活性及翻譯后修飾的影響機制仍缺乏系統研究。因此，從糖酵解角度研究靜電場對生鮮肉貯藏過程中品質的影響及糖酵解相關代謝酶活性的變化規律,對宰后生鮮肉品質保持及延長保質期具有重要意義。

中國農業科學院農產品加工研究所的 王曉露、 李欣 *和張德權等人以豬背最長肌為材料，探究采用4?℃貯藏、－1?℃貯藏、不同電壓靜電場輔助冰溫貯藏（－1?℃+4?kV電場、－1?℃+12?kV電場）對宰后早期生鮮豬肉品質、糖酵解相關酶活性、肌漿蛋白磷酸化/乙酰化水平的影響，旨在為研發靜電場輔助冰溫保鮮技術提供理論依據。

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不同電壓靜電場對冰溫貯藏過程中豬肉pH值的影響

由圖1可知，4?℃組、－1?℃組、－1?℃+4?kV電場組和－1?℃+12?kV電場組宰后1.5～72?h的pH值由6.01分別下降至5.52、5.55、5.61和5.62；4?個處理組宰后72?h的pH值下降率分別為8.16%、7.65%、6.66%、6.49%。與其他處理組相比，－1?℃+12?kV電場組的pH值下降速率更為緩慢。4?℃貯藏組生鮮肉在宰后36?h達到極限pH值，相比之下，－1?℃組、－1?℃+4?kV電場組和－1?℃+12?kV電場組極限pH值延遲至宰后72?h出現。值得注意的是，－1?℃組宰后72?h的pH值顯著低于－1?℃+12?kV電場組（P＜0.05）。

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不同電壓靜電場對冰溫貯藏過程中豬肉蒸煮損失的影響

由圖2可知，－1?℃+12?kV電場組宰后6～36?h生鮮肉的蒸煮損失顯著低于未施加電場處理組（P＜0.05，P＜0.001）。4?℃組、－1?℃組、－1?℃+4?kV電場組和－1?℃+12?kV電場組宰后36?h的蒸煮損失分別為31.27%、29.37%、27.65%、25.91%。4?個處理組蒸煮損失在宰后1.5～120?h內均呈先上升后下降趨勢，且在宰后36?h達到最大值。

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不同電壓靜電場對冰溫貯藏過程中豬肉剪切力的影響

由圖3可知，－1?℃+12?kV電場組生鮮豬肉宰后24～120?h的剪切力顯著下降（P＜0.05），且宰后36?h的剪切力極顯著低于4?℃組（P＜0.01），宰后120?h的剪切力顯著低于其他處理組（P＜0.05，P＜0.01）。4?個處理組樣本宰后1.5～120?h的剪切力均呈先上升后下降趨勢。

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不同電壓靜電場對冰溫貯藏過程中豬肉肉色的影響

由圖4可知，－1?℃+12?kV電場組宰后24?h的a*值顯著高于4?℃組和－1?℃組（P＜0.01）。4?℃組、－1?℃組、－1?℃+4?kV電場組和－1?℃+12?kV電場組中生鮮肉宰后6～120?h的L*值和b*值均呈現先上升后下降趨勢。

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不同電壓靜電場對冰溫貯藏過程中豬肉MFI的影響

由表1可知，4?個處理組的MFI在宰后1.5～120 h的貯藏時間內始終保持增加。4?℃組宰后36～120?h的MFI顯著高于其他處理組。－1?℃+12?kV電場組宰后120?h的MFI顯著低于未施加電場處理組（P＜0.05）。

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不同電壓靜電場對冰溫貯藏過程中生鮮豬肉糖酵解關鍵酶的活性影響

由圖5A可知，－1?℃+12?kV電場組樣本宰后6～120?h的糖原磷酸化酶活性顯著低于4?℃組（P＜0.05，P＜0.001）；其中在宰后12、72、120?h的糖原磷酸化酶活性顯著低于其他所有處理組。由圖5B、C可知，－1?℃+12?kV電場組樣本宰后72?h的乳酸脫氫酶活性顯著低于4?℃組；在宰后36～72?h的丙酮酸激酶活性顯著低于4?℃組（P＜0.05），與其他處理組無顯著差異。說明在此貯藏時間內，靜電場和冰溫共同作用時對丙酮酸激酶的活性抑制效果顯著，溫度可能占據主導作用。

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不同電壓靜電場對肌漿蛋白磷酸化水平的影響

由圖6可知，－1?℃+12?kV電場組宰后12～72?h的肌漿蛋白磷酸化水平顯著低于4?℃組；－1?℃+4?kV電場組宰后72?h的肌漿蛋白磷酸化水平顯著高于其他處理組，－1?℃+12?kV電場組的肌漿蛋白磷酸化水平顯著低于其他處理組。

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不同電壓靜電場對肌漿蛋白乙酰化水平的影響

由圖7可知，－1?℃+12?kV電場組宰后36?h的肌漿蛋白乙酰化水平顯著低于未施加電場處理組；－1?℃+4?kV電場組宰后72?h的肌漿蛋白乙酰化水平顯著低于未施加電場處理組。各組肌漿蛋白乙酰化水平在宰后1.5～36?h整體呈現先上升后下降趨勢，但在宰后72?h出現小幅度回升后再下降。

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糖酵解關鍵酶活性與肉品質的相關性分析

由圖8所示，4?個處理組生鮮豬肉pH值與蒸煮損失、L*值、b*值呈顯著負相關（P＜0.05）；4?個處理組蒸煮損失與L*值呈顯著正相關（P＜0.05）。此外，－1?℃+12?kV處理組MFI與剪切力呈顯著負相關（P＜0.05）。4?個處理組生鮮豬肉pH值與乳酸脫氫酶活性呈現顯著負相關，與PK活性呈正相關；4?個處理組生鮮豬肉pH值與肌漿蛋白乙酰化水平均呈顯著正相關（P＜0.05）；－1?℃+12?kV組丙酮酸激酶活性與肌漿蛋白乙酰化水平呈顯著正相關，乳酸脫氫酶活性與肌漿蛋白乙酰化水平呈現顯著負相關（P＜0.05）。

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討論與結論

10.1 不同電壓靜電場輔助冰溫貯藏對豬肉品質的影響

先前研究表明，生鮮肉的pH值、蒸煮損失、剪切力、肉色是決定其持水性、嫩度和新鮮度的關鍵因素，是決定肉品質的核心指標，其變化受宰后糖酵解、蛋白降解及水分狀態的綜合調控。本研究發現，與4?℃組和－1?℃組相比，電場處理組的生鮮肉具有更高的極限pH值、更低的蒸煮損失和更小的剪切力。電場處理組極限pH值出現時間較4?℃組和－1?℃組發生延遲，可能是由于電場處理對糖酵解速率產生了抑制作用，與4?℃相比，－1?℃冰溫貯藏處理組糖酵解酶活性低，電場輔助冰溫貯藏進一步抑制了糖酵解酶活性和乳酸生成，進而減緩pH值的下降速率。－1?℃+12?kV電場組樣品的pH值下降速率比未施加電場組緩慢且極限pH值高，趙良在高壓靜電場輔助冰溫貯藏羅非魚片的實驗中也發現電場處理可延緩pH值的下降速率。－1?℃+12?kV處理組的pH值下降速率與4?℃組和－1?℃組相比更為緩慢，也減輕了pH值下降對生鮮豬肉保水性的負面影響，使得－1?℃+12?kV處理組樣本的蒸煮損失更低，延緩了肌肉持水力的下降，這與Cheng等研究電場強度對生鮮肉保水性的影響結果一致。本研究中，－1?℃+12?kV電場組宰后120?h生鮮肉的剪切力顯著低于其他處理組。結合pH值以及蒸煮損失的結果分析，發現靜電場處理特別是12?kV高壓靜電場處理組的極限pH值較高，蒸煮損失較小，肌原纖維的保水性較強，使肌纖維結構更松弛，導致電場處理組剪切力低于未施加電場處理組。12?kV靜電場處理在一定程度上提高豬肉的保水性，這一結果與Xu?Yuqian等研究結果一致。本研究中，4?個處理組MFI的增加可能由于生鮮肉貯藏過程中伴隨著糖酵解的進行，導致乳酸生成，引起pH值的下降，而pH值的下降是激活肌肉內源性蛋白酶的關鍵信號，最終導致肌原纖維蛋白的降解， Z線斷裂，肌節結構松散化。結合剪切力分析，發現靜電場處理條件下肉的剪切力較低且MFI水平也處于較低水平，可能由于電場處理通過極化作用減弱了肌原纖維蛋白分子間的疏水相互作用或離子鍵，使肌原纖維在未發生蛋白水解的情況下實現結構松弛。這與Fan?Xiaokang等研究氨基酸以及氯化鈉對肉嫩度的改善作用結果一致。研究發現，肌紅蛋白的氧化以及多種內外因素的互相作用影響肉色。宰后24?h，－1?℃+12?kV電場組的a*值顯著高于未施加電場處理組，這可能與電場處理抑制糖酵解進程，延緩pH值的下降，提高了宰后早期肌紅蛋白的穩定性有關。隨著宰后時間的延長，肌紅蛋白被氧化成高鐵肌紅蛋白，各處理組間a*值差異不顯著。但有研究表明，電場處理可以影響自由基的生成，電場輔助冰溫貯藏可能阻滯了肌紅蛋白的氧化，有效改善了貯藏期豬肉的a*值。

電場處理對肉品質的調控作用可能與靜電場引發的生物效應有關，電場能量可能被蛋白質分子吸收，進而引起肌原纖維蛋白等蛋白質構象發生改變；靜電場作為一種外源性物理場，也可能會干擾細胞內外電勢差，影響細胞膜的通透性以及離子（尤其是Ca2+）的跨膜流動，進而影響肉品質。另一方面，長時間施加高壓靜電場也會誘導糖酵解酶結構部分展開或收縮，進而影響糖酵解酶的二級結構、三級結構，也可能造成糖酵解酶部分修飾位點的變化，糖酵解酶結構和修飾位點的改變可能會影響糖酵解酶的活性，進而減緩糖酵解速率，降低宰后早期乳酸的積累速度，保持肉品質。12?kV靜電場處理效果優于4?kV靜電場處理，可能與更高強度的電場能有效干擾糖酵解酶的活性位點與空間構型，實現對糖酵解進程的深度調控有關。

10.2 不同電壓靜電場輔助冰溫貯藏對豬肉糖酵解關鍵酶活性的影響

肌漿蛋白約占肌肉蛋白質含量30%～35%，是肌肉可溶性蛋白質的主要組成部分，主要包括肌紅蛋白、肌質網蛋白以及能量代謝酶等。畜禽屠宰后肌肉氧氣供應中斷，主要通過糖酵解提供能量，糖酵解酶作為肌漿蛋白的重要組分，在宰后肌肉能量代謝和肉品質形成過程中發揮重要調控作用，糖酵解酶活性的變化與肉品質密切相關。糖原磷酸化酶主要催化糖原降解，為后續糖酵解進程提供底物，是糖原分解的限速酶。丙酮酸激酶是糖酵解反應中的限速酶，催化磷酸烯醇式丙酮酸轉化為烯醇式丙酮酸，丙酮酸激酶活性影響丙酮酸生成速率。乳酸脫氫酶參與催化糖酵解反應中的最后一步，催化丙酮酸轉化為乳酸。糖原磷酸化酶、乳酸脫氫酶及丙酮酸激酶作為糖酵解過程中的關鍵調控酶，共同調控宰后肌肉中糖原分解、糖酵解進程和乳酸積累。本研究中糖原磷酸化酶和乳酸脫氫酶活性在貯藏過程中先上升后下降最后趨于穩定，丙酮酸激酶活性先下降后趨于穩定，與王金霞等的研究結果一致。施加靜電場處理組糖酵解關鍵酶活性在部分時間點低于未施加靜電場處理組，表明靜電場處理可抑制部分糖酵解關鍵酶活性。這可能與靜電場處理影響糖酵解關鍵酶表面電荷分布，改變酶分子之間的靜電相互作用密切相關。此外，靜電場處理也會通過改變蛋白質間作用力引起糖酵解關鍵酶的構象動態重組，影響酶分子的二級、三級結構。研究發現，大多數糖酵解酶都能夠發生磷酸化、乙酰化修飾，通過影響糖酵解酶活性進而影響肉品質，靜電場可能通過改變酶分子的靜電相互作用和影響酶分子的二、三級結構對糖酵解酶翻譯后修飾位點產生作用，影響糖酵解酶活性。

10.3 不同電壓靜電場輔助冰溫貯藏對肌漿蛋白磷酸化/乙酰化水平的影響

蛋白質翻譯后修飾是生物體內大部分蛋白質進行共價加工的必要途徑，是蛋白質生物合成的重要組成部分，對蛋白質發生一系列功能具有至關重要的作用。先前研究表明，蛋白質磷酸化對宰后肌肉品質的變化具有重要影響，宰后肉中蛋白磷酸化水平的變化與肉的嫩度以及色澤等有著緊密的聯系。電場處理可能通過多種途徑對肌漿蛋白磷酸化水平產生影響，其可能通過能量代謝途徑影響宰后肉中腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）的生成，影響磷酸基團的產生，進而影響肌漿蛋白磷酸化水平的變化。此外，電場處理可能通過誘導肌漿中蛋白質及部分酶的表面電荷重排，掩蓋絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸等常見的磷酸化位點，阻礙蛋白質的修飾；也可能通過改變蛋白質間的疏水相互作用進而促進蛋白質分子的解離或者聚集，影響蛋白質磷酸化的修飾位點。本研究發現，4?kV靜電場在宰后72?h可以促進肌漿蛋白磷酸化，而12?kV靜電場處理在此時間可以抑制肌漿蛋白磷酸化，這也表明影響肌漿蛋白磷酸化水平的效果與電場強度以及作用時間呈現強依賴性。

賴氨酸乙酰化廣泛參與基因表達、代謝重編程和疾病發生，是表觀遺傳和代謝研究的核心靶點。前人研究發現，蛋白質乙酰化/去乙酰化參與宰后糖酵解進程，其水平的高低可能會影響糖酵解酶活性，調控糖酵解進程。本研究結果表明，宰后72?h肌漿蛋白乙酰化水平出現了小幅回升，其原因可能是隨著ATP耗盡，腺苷酸活化蛋白激酶激活促進脂肪酸氧化，生成新的乙酰輔酶A。本研究中，靜電場處理在宰后24～72?h可抑制肌漿蛋白乙酰化水平，但不同時間點抑制效果不同。這一現象出現可能與長時間電場處理對乙酰轉移酶和去乙酰化酶的電荷分布或空間構象的影響是一個動態的過程有關，這在Hu?Xiangfei等探究電場處理對蝦肌球蛋白致敏性的影響中也有提到。靜電場對于宰后120?h肌漿蛋白乙酰化水平影響不顯著可能與畜禽長時間死亡，體內能量耗盡，肌漿蛋白的乙酰化水平已經處于較低范圍有關。靜電場處理在宰后的部分時間點對乙酰轉移酶和去乙酰化酶結構的影響降低其催化效率，影響其與底物（乙酰輔酶A或乙酰化蛋白）的結合能力，減少乙酰基向蛋白質的轉移。此外，通過對本實驗中丙酮酸激酶活性進行測定發現靜電場處理抑制丙酮酸激酶活性，減少丙酮酸的生成，從而降低丙酮酸脫氫酶復合體催化的乙酰輔酶A合成。

10.4 不同處理組糖酵解關鍵酶活性及豬肉品質指標間的相關性分析

相關性分析結果表明，4?個處理組pH值與蒸煮損失、L*值、b*值呈顯著負相關，可能是由于pH值的下降會導致肌原纖維蛋白接近其等電點，使肌原纖維蛋白分子呈電中性，與水的結合能力降低，增大蒸煮損失。蒸煮損失增加會導致肉內部水分滲透到肉表面，引起光折射，使得L*值增加。12?kV靜電場處理組MFI與剪切力呈顯著負相關可能與12?kV高壓靜電場作用改變肌原纖維蛋白間分子作用，影響肉的MFI及剪切力有關，生鮮肉嫩度的變化與鈣蛋白酶活性、表達量等密切相關，對于靜電場影響生鮮肉嫩度的后續也需要進行深入探究。糖酵解酶是肌漿蛋白的主要組成部分，肌漿蛋白的翻譯后修飾水平的變化可以在一定程度上從側面反映糖酵解酶翻譯后修飾水平的變化。相關性分析結果表明，－1?℃+12?kV組丙酮酸激酶活性與肌漿蛋白乙酰化水平呈顯著正相關，宰后肉中丙酮酸激酶活性可能受到蛋白質乙酰化水平的正向調控。4?個處理組的乳酸脫氫酶活性與肌漿蛋白乙酰化水平均呈現顯著負相關，乙酰化水平降低可能通過提高乳酸脫氫酶活性促進乳酸生成，加速pH值下降。前期實驗發現高壓靜電場處理可抑制肌漿蛋白乙酰化水平并延緩pH值下降。這可能是由于pH值受多因素調控，其整體乙酰化水平變化與單個蛋白的乙酰化狀態無法完全一致。未來有必要采用乙酰化蛋白質組學技術，進一步深入解析糖原磷酸化酶、乳酸脫氫酶等關鍵糖酵解酶的修飾水平和修飾位點變化，揭示靜電場通過影響宰后肌肉糖酵解酶活性及翻譯后修飾調控生鮮肉品質的機制。同時在后續實驗過程中將采用離體模型添加磷酸化、乙酰化抑制劑等進行結果驗證，明確靜電場處理對單個糖酵解酶翻譯后修飾的影響。

綜上，采用12?kV靜電場輔助冰溫貯藏顯著延緩了生鮮豬肉pH值的下降速率，降低了蒸煮損失，并在一定程度上抑制了糖酵解酶活性及肌漿蛋白的磷酸化、乙酰化，保持了肉品嫩度。12?kV靜電場處理可通過影響糖酵解酶翻譯后修飾抑制糖原磷酸化酶、乳酸脫氫酶和丙酮酸激酶的活性并延緩糖酵解進程，進而調控肉品質。本研究從糖酵解角度揭示了靜電場對生鮮肉貯藏過程中品質及糖酵解相關代謝酶活性的變化規律，可為靜電場輔助冰溫貯藏技術在肉類保鮮中的應用提供理論依據。

作者簡介

通信作者：

李欣 研究員

中國農業科學院農產品加工研究所肉品科學與營養工程創新團隊 科研骨干

博士畢業于瑞典農業科學大學肉品科學專業。主要從事生鮮肉保鮮減損機理和新型冷鏈物流技術研究，主持國家重點研發計劃國際合作項目、國家自然科學基金面上項目等國家級項目8 項，發表學術論文80余篇，獲授權專利43 項，參與制定農業行業標準6 項，獲國家科技進步二等獎、神農中華農業科技獎一等獎等國家、省部級獎勵6 項。擔任中國畜產品加工研究會理事和首屆青年工作委員會委員、ISO/TC34/SC6委員會國內技術對口工作組專家，食品領域學術期刊《Food Quality and Safety》《Food Science of Animal Products》《肉類研究》編委，“科創中國”肉類加工產業服務團專家，被評為農產品加工業十佳杰出青年科技人才稱號。主要研究方向：1）蛋白質翻譯后修飾影響肉品質機制研究。研究能量代謝酶翻譯后修飾控僵直保質機理，揭示溫度、濕度等環境因子影響生鮮肉品質機制，為研發生鮮肉精準保鮮技術提供理論依據；2）生鮮肉精準保鮮減損和數字冷鏈物流技術研究。研發超快速冷卻、物理場輔助冰溫/超冰溫等生鮮肉精準保鮮減損技術，開發高品質冷鮮肉新產品，解決我國生鮮肉保鮮期短、損耗大的重大難題。

第一作者：

王曉露 碩士研究生

中國農業科學院農產品加工研究所、中國海洋大學食品科學與工程學院聯合培養碩士研究生，研究方向為肉品科學與技術。

引文格式：

王曉露, 王德寶, 肖志遠, 等. 靜電場輔助冰溫貯藏對生鮮豬肉品質和糖酵解關鍵酶的影響[J]. 食品科學, 2026, 47(8): 355-364. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250811-065.

WANG Xiaolu, WANG Debao, XIAO Zhiyuan, et al. Effect of electric ?eld-assisted controlled freezing point storage on the quality and key glycolytic enzymes of fresh pork[J]. Food Science, 2026, 47(8): 355-364. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250811-065.

實習編輯：李帆；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網

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