《食品科学》：中国农业科学院李欣研究员等：静电场辅助冰温贮藏对生鲜猪肉品质和糖酵解关键酶的影响

我国是肉类生产和消费大国，生鲜肉占肉类消费总量的80%以上。生鲜肉在运输和贮藏过程中存在品质劣变快、货架期短等问题，造成严重损失。我国猪肉、牛肉、羊肉在贮藏和运输过程中损耗率分别为4.22%、3.65%、1.75%，减少生鲜肉损耗是肉类产业亟待解决的重点和难点。

冷藏是常用的生鲜肉贮藏方式，可延缓生鲜肉品质劣变进程，但其对于延长货架期存在明显局限。冰温贮藏（（－1.0±0.5）℃）通过避免冰晶形成对肉组织造成的破坏，能够更好地减缓生鲜肉品质劣变速度，保持肉品品质。但是，冰温贮藏温度范围较窄，对温度控制精度要求高，在实际应用中面临挑战。近年来，静电场辅助保鲜技术因其非热、绿色环保的特性受到广泛关注。研究表明，静电场处理可显著延缓肉类和水产品的品质劣变。Wu Guangyu等使用低压静电场辅助猪肉冻藏，结果表明，与－18 ℃普通冻藏相比，静电场辅助－18 ℃冻藏在贮藏150 d后样品仍可显示出显著更高的L*值和a*值、更低的剪切力以及显著降低的解冻和烹饪损失，可有效减缓猪肉在冻藏过程中的品质劣变。岑晓旭发现与普通微冻保鲜相比，低频电场结合微冻保鲜有助于维持罗非鱼肉品质，使罗非鱼肉保质期从8 d延长至16 d。二者使用不同的电场类型分别贮藏猪肉与鱼肉，均发现相较于普通的冷藏、冰温贮藏方式，静电场辅助保鲜贮藏的效果更好，具有较广的应用前景。

糖酵解是影响生鲜肉贮藏过程中品质的重要生化途径之一，肌肉组织中糖原和葡萄糖在糖酵解酶的催化作用下，通过糖酵解途径生成乳酸并持续累积，引起肌肉pH值下降，最终影响持水性、嫩度等肉品质特性。糖酵解酶作为糖酵解过程的核心，其活性及其表达量与肉品质密切相关。前期研究表明，宰后肉中大多数糖酵解酶可发生蛋白质磷酸化、乙酰化修饰，蛋白质磷酸化、乙酰化修饰通过影响糖酵解酶活性调节糖酵解进程，进而实现对肉品质的调控。冰温贮藏能延缓部分酶促反应，但其对宰后早期剧烈的糖酵解进程及由此引发的品质劣变的调控作用较为有限。研究表明，静电场处理可通过影响蛋白质构象、蛋白与水分子相互作用等方式影响肉品质，本研究将静电场与冰温贮藏相结合，旨在探究两者是否存在协同增益效应。与单一的冰温或静电处理相比，该组合技术预期能通过多重机制发挥协同保鲜作用。当前针对静电场调控生鲜肉品质的研究主要集中于色泽、保水性等的改善效果，但对宰后肌肉糖酵解酶活性及翻译后修饰的影响机制仍缺乏系统研究。因此，从糖酵解角度研究静电场对生鲜肉贮藏过程中品质的影响及糖酵解相关代谢酶活性的变化规律,对宰后生鲜肉品质保持及延长保质期具有重要意义。

中国农业科学院农产品加工研究所的 王晓露、 李欣 *和张德权等人以猪背最长肌为材料，探究采用4 ℃贮藏、－1 ℃贮藏、不同电压静电场辅助冰温贮藏（－1 ℃+4 kV电场、－1 ℃+12 kV电场）对宰后早期生鲜猪肉品质、糖酵解相关酶活性、肌浆蛋白磷酸化/乙酰化水平的影响，旨在为研发静电场辅助冰温保鲜技术提供理论依据。

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不同电压静电场对冰温贮藏过程中猪肉pH值的影响

由图1可知，4 ℃组、－1 ℃组、－1 ℃+4 kV电场组和－1 ℃+12 kV电场组宰后1.5～72 h的pH值由6.01分别下降至5.52、5.55、5.61和5.62；4 个处理组宰后72 h的pH值下降率分别为8.16%、7.65%、6.66%、6.49%。与其他处理组相比，－1 ℃+12 kV电场组的pH值下降速率更为缓慢。4 ℃贮藏组生鲜肉在宰后36 h达到极限pH值，相比之下，－1 ℃组、－1 ℃+4 kV电场组和－1 ℃+12 kV电场组极限pH值延迟至宰后72 h出现。值得注意的是，－1 ℃组宰后72 h的pH值显著低于－1 ℃+12 kV电场组（P＜0.05）。

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不同电压静电场对冰温贮藏过程中猪肉蒸煮损失的影响

由图2可知，－1 ℃+12 kV电场组宰后6～36 h生鲜肉的蒸煮损失显著低于未施加电场处理组（P＜0.05，P＜0.001）。4 ℃组、－1 ℃组、－1 ℃+4 kV电场组和－1 ℃+12 kV电场组宰后36 h的蒸煮损失分别为31.27%、29.37%、27.65%、25.91%。4 个处理组蒸煮损失在宰后1.5～120 h内均呈先上升后下降趋势，且在宰后36 h达到最大值。

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不同电压静电场对冰温贮藏过程中猪肉剪切力的影响

由图3可知，－1 ℃+12 kV电场组生鲜猪肉宰后24～120 h的剪切力显著下降（P＜0.05），且宰后36 h的剪切力极显著低于4 ℃组（P＜0.01），宰后120 h的剪切力显著低于其他处理组（P＜0.05，P＜0.01）。4 个处理组样本宰后1.5～120 h的剪切力均呈先上升后下降趋势。

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不同电压静电场对冰温贮藏过程中猪肉肉色的影响

由图4可知，－1 ℃+12 kV电场组宰后24 h的a*值显著高于4 ℃组和－1 ℃组（P＜0.01）。4 ℃组、－1 ℃组、－1 ℃+4 kV电场组和－1 ℃+12 kV电场组中生鲜肉宰后6～120 h的L*值和b*值均呈现先上升后下降趋势。

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不同电压静电场对冰温贮藏过程中猪肉MFI的影响

由表1可知，4 个处理组的MFI在宰后1.5～120 h的贮藏时间内始终保持增加。4 ℃组宰后36～120 h的MFI显著高于其他处理组。－1 ℃+12 kV电场组宰后120 h的MFI显著低于未施加电场处理组（P＜0.05）。

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不同电压静电场对冰温贮藏过程中生鲜猪肉糖酵解关键酶的活性影响

由图5A可知，－1 ℃+12 kV电场组样本宰后6～120 h的糖原磷酸化酶活性显著低于4 ℃组（P＜0.05，P＜0.001）；其中在宰后12、72、120 h的糖原磷酸化酶活性显著低于其他所有处理组。由图5B、C可知，－1 ℃+12 kV电场组样本宰后72 h的乳酸脱氢酶活性显著低于4 ℃组；在宰后36～72 h的丙酮酸激酶活性显著低于4 ℃组（P＜0.05），与其他处理组无显著差异。说明在此贮藏时间内，静电场和冰温共同作用时对丙酮酸激酶的活性抑制效果显著，温度可能占据主导作用。

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不同电压静电场对肌浆蛋白磷酸化水平的影响

由图6可知，－1 ℃+12 kV电场组宰后12～72 h的肌浆蛋白磷酸化水平显著低于4 ℃组；－1 ℃+4 kV电场组宰后72 h的肌浆蛋白磷酸化水平显著高于其他处理组，－1 ℃+12 kV电场组的肌浆蛋白磷酸化水平显著低于其他处理组。

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不同电压静电场对肌浆蛋白乙酰化水平的影响

由图7可知，－1 ℃+12 kV电场组宰后36 h的肌浆蛋白乙酰化水平显著低于未施加电场处理组；－1 ℃+4 kV电场组宰后72 h的肌浆蛋白乙酰化水平显著低于未施加电场处理组。各组肌浆蛋白乙酰化水平在宰后1.5～36 h整体呈现先上升后下降趋势，但在宰后72 h出现小幅度回升后再下降。

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糖酵解关键酶活性与肉品质的相关性分析

由图8所示，4 个处理组生鲜猪肉pH值与蒸煮损失、L*值、b*值呈显著负相关（P＜0.05）；4 个处理组蒸煮损失与L*值呈显著正相关（P＜0.05）。此外，－1 ℃+12 kV处理组MFI与剪切力呈显著负相关（P＜0.05）。4 个处理组生鲜猪肉pH值与乳酸脱氢酶活性呈现显著负相关，与PK活性呈正相关；4 个处理组生鲜猪肉pH值与肌浆蛋白乙酰化水平均呈显著正相关（P＜0.05）；－1 ℃+12 kV组丙酮酸激酶活性与肌浆蛋白乙酰化水平呈显著正相关，乳酸脱氢酶活性与肌浆蛋白乙酰化水平呈现显著负相关（P＜0.05）。

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讨论与结论

10.1 不同电压静电场辅助冰温贮藏对猪肉品质的影响

先前研究表明，生鲜肉的pH值、蒸煮损失、剪切力、肉色是决定其持水性、嫩度和新鲜度的关键因素，是决定肉品质的核心指标，其变化受宰后糖酵解、蛋白降解及水分状态的综合调控。本研究发现，与4 ℃组和－1 ℃组相比，电场处理组的生鲜肉具有更高的极限pH值、更低的蒸煮损失和更小的剪切力。电场处理组极限pH值出现时间较4 ℃组和－1 ℃组发生延迟，可能是由于电场处理对糖酵解速率产生了抑制作用，与4 ℃相比，－1 ℃冰温贮藏处理组糖酵解酶活性低，电场辅助冰温贮藏进一步抑制了糖酵解酶活性和乳酸生成，进而减缓pH值的下降速率。－1 ℃+12 kV电场组样品的pH值下降速率比未施加电场组缓慢且极限pH值高，赵良在高压静电场辅助冰温贮藏罗非鱼片的实验中也发现电场处理可延缓pH值的下降速率。－1 ℃+12 kV处理组的pH值下降速率与4 ℃组和－1 ℃组相比更为缓慢，也减轻了pH值下降对生鲜猪肉保水性的负面影响，使得－1 ℃+12 kV处理组样本的蒸煮损失更低，延缓了肌肉持水力的下降，这与Cheng等研究电场强度对生鲜肉保水性的影响结果一致。本研究中，－1 ℃+12 kV电场组宰后120 h生鲜肉的剪切力显著低于其他处理组。结合pH值以及蒸煮损失的结果分析，发现静电场处理特别是12 kV高压静电场处理组的极限pH值较高，蒸煮损失较小，肌原纤维的保水性较强，使肌纤维结构更松弛，导致电场处理组剪切力低于未施加电场处理组。12 kV静电场处理在一定程度上提高猪肉的保水性，这一结果与Xu Yuqian等研究结果一致。本研究中，4 个处理组MFI的增加可能由于生鲜肉贮藏过程中伴随着糖酵解的进行，导致乳酸生成，引起pH值的下降，而pH值的下降是激活肌肉内源性蛋白酶的关键信号，最终导致肌原纤维蛋白的降解， Z线断裂，肌节结构松散化。结合剪切力分析，发现静电场处理条件下肉的剪切力较低且MFI水平也处于较低水平，可能由于电场处理通过极化作用减弱了肌原纤维蛋白分子间的疏水相互作用或离子键，使肌原纤维在未发生蛋白水解的情况下实现结构松弛。这与Fan Xiaokang等研究氨基酸以及氯化钠对肉嫩度的改善作用结果一致。研究发现，肌红蛋白的氧化以及多种内外因素的互相作用影响肉色。宰后24 h，－1 ℃+12 kV电场组的a*值显著高于未施加电场处理组，这可能与电场处理抑制糖酵解进程，延缓pH值的下降，提高了宰后早期肌红蛋白的稳定性有关。随着宰后时间的延长，肌红蛋白被氧化成高铁肌红蛋白，各处理组间a*值差异不显著。但有研究表明，电场处理可以影响自由基的生成，电场辅助冰温贮藏可能阻滞了肌红蛋白的氧化，有效改善了贮藏期猪肉的a*值。

电场处理对肉品质的调控作用可能与静电场引发的生物效应有关，电场能量可能被蛋白质分子吸收，进而引起肌原纤维蛋白等蛋白质构象发生改变；静电场作为一种外源性物理场，也可能会干扰细胞内外电势差，影响细胞膜的通透性以及离子（尤其是Ca2+）的跨膜流动，进而影响肉品质。另一方面，长时间施加高压静电场也会诱导糖酵解酶结构部分展开或收缩，进而影响糖酵解酶的二级结构、三级结构，也可能造成糖酵解酶部分修饰位点的变化，糖酵解酶结构和修饰位点的改变可能会影响糖酵解酶的活性，进而减缓糖酵解速率，降低宰后早期乳酸的积累速度，保持肉品质。12 kV静电场处理效果优于4 kV静电场处理，可能与更高强度的电场能有效干扰糖酵解酶的活性位点与空间构型，实现对糖酵解进程的深度调控有关。

10.2 不同电压静电场辅助冰温贮藏对猪肉糖酵解关键酶活性的影响

肌浆蛋白约占肌肉蛋白质含量30%～35%，是肌肉可溶性蛋白质的主要组成部分，主要包括肌红蛋白、肌质网蛋白以及能量代谢酶等。畜禽屠宰后肌肉氧气供应中断，主要通过糖酵解提供能量，糖酵解酶作为肌浆蛋白的重要组分，在宰后肌肉能量代谢和肉品质形成过程中发挥重要调控作用，糖酵解酶活性的变化与肉品质密切相关。糖原磷酸化酶主要催化糖原降解，为后续糖酵解进程提供底物，是糖原分解的限速酶。丙酮酸激酶是糖酵解反应中的限速酶，催化磷酸烯醇式丙酮酸转化为烯醇式丙酮酸，丙酮酸激酶活性影响丙酮酸生成速率。乳酸脱氢酶参与催化糖酵解反应中的最后一步，催化丙酮酸转化为乳酸。糖原磷酸化酶、乳酸脱氢酶及丙酮酸激酶作为糖酵解过程中的关键调控酶，共同调控宰后肌肉中糖原分解、糖酵解进程和乳酸积累。本研究中糖原磷酸化酶和乳酸脱氢酶活性在贮藏过程中先上升后下降最后趋于稳定，丙酮酸激酶活性先下降后趋于稳定，与王金霞等的研究结果一致。施加静电场处理组糖酵解关键酶活性在部分时间点低于未施加静电场处理组，表明静电场处理可抑制部分糖酵解关键酶活性。这可能与静电场处理影响糖酵解关键酶表面电荷分布，改变酶分子之间的静电相互作用密切相关。此外，静电场处理也会通过改变蛋白质间作用力引起糖酵解关键酶的构象动态重组，影响酶分子的二级、三级结构。研究发现，大多数糖酵解酶都能够发生磷酸化、乙酰化修饰，通过影响糖酵解酶活性进而影响肉品质，静电场可能通过改变酶分子的静电相互作用和影响酶分子的二、三级结构对糖酵解酶翻译后修饰位点产生作用，影响糖酵解酶活性。

10.3 不同电压静电场辅助冰温贮藏对肌浆蛋白磷酸化/乙酰化水平的影响

蛋白质翻译后修饰是生物体内大部分蛋白质进行共价加工的必要途径，是蛋白质生物合成的重要组成部分，对蛋白质发生一系列功能具有至关重要的作用。先前研究表明，蛋白质磷酸化对宰后肌肉品质的变化具有重要影响，宰后肉中蛋白磷酸化水平的变化与肉的嫩度以及色泽等有着紧密的联系。电场处理可能通过多种途径对肌浆蛋白磷酸化水平产生影响，其可能通过能量代谢途径影响宰后肉中腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）的生成，影响磷酸基团的产生，进而影响肌浆蛋白磷酸化水平的变化。此外，电场处理可能通过诱导肌浆中蛋白质及部分酶的表面电荷重排，掩盖丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸等常见的磷酸化位点，阻碍蛋白质的修饰；也可能通过改变蛋白质间的疏水相互作用进而促进蛋白质分子的解离或者聚集，影响蛋白质磷酸化的修饰位点。本研究发现，4 kV静电场在宰后72 h可以促进肌浆蛋白磷酸化，而12 kV静电场处理在此时间可以抑制肌浆蛋白磷酸化，这也表明影响肌浆蛋白磷酸化水平的效果与电场强度以及作用时间呈现强依赖性。

赖氨酸乙酰化广泛参与基因表达、代谢重编程和疾病发生，是表观遗传和代谢研究的核心靶点。前人研究发现，蛋白质乙酰化/去乙酰化参与宰后糖酵解进程，其水平的高低可能会影响糖酵解酶活性，调控糖酵解进程。本研究结果表明，宰后72 h肌浆蛋白乙酰化水平出现了小幅回升，其原因可能是随着ATP耗尽，腺苷酸活化蛋白激酶激活促进脂肪酸氧化，生成新的乙酰辅酶A。本研究中，静电场处理在宰后24～72 h可抑制肌浆蛋白乙酰化水平，但不同时间点抑制效果不同。这一现象出现可能与长时间电场处理对乙酰转移酶和去乙酰化酶的电荷分布或空间构象的影响是一个动态的过程有关，这在Hu Xiangfei等探究电场处理对虾肌球蛋白致敏性的影响中也有提到。静电场对于宰后120 h肌浆蛋白乙酰化水平影响不显著可能与畜禽长时间死亡，体内能量耗尽，肌浆蛋白的乙酰化水平已经处于较低范围有关。静电场处理在宰后的部分时间点对乙酰转移酶和去乙酰化酶结构的影响降低其催化效率，影响其与底物（乙酰辅酶A或乙酰化蛋白）的结合能力，减少乙酰基向蛋白质的转移。此外，通过对本实验中丙酮酸激酶活性进行测定发现静电场处理抑制丙酮酸激酶活性，减少丙酮酸的生成，从而降低丙酮酸脱氢酶复合体催化的乙酰辅酶A合成。

10.4 不同处理组糖酵解关键酶活性及猪肉品质指标间的相关性分析

相关性分析结果表明，4 个处理组pH值与蒸煮损失、L*值、b*值呈显著负相关，可能是由于pH值的下降会导致肌原纤维蛋白接近其等电点，使肌原纤维蛋白分子呈电中性，与水的结合能力降低，增大蒸煮损失。蒸煮损失增加会导致肉内部水分渗透到肉表面，引起光折射，使得L*值增加。12 kV静电场处理组MFI与剪切力呈显著负相关可能与12 kV高压静电场作用改变肌原纤维蛋白间分子作用，影响肉的MFI及剪切力有关，生鲜肉嫩度的变化与钙蛋白酶活性、表达量等密切相关，对于静电场影响生鲜肉嫩度的后续也需要进行深入探究。糖酵解酶是肌浆蛋白的主要组成部分，肌浆蛋白的翻译后修饰水平的变化可以在一定程度上从侧面反映糖酵解酶翻译后修饰水平的变化。相关性分析结果表明，－1 ℃+12 kV组丙酮酸激酶活性与肌浆蛋白乙酰化水平呈显著正相关，宰后肉中丙酮酸激酶活性可能受到蛋白质乙酰化水平的正向调控。4 个处理组的乳酸脱氢酶活性与肌浆蛋白乙酰化水平均呈现显著负相关，乙酰化水平降低可能通过提高乳酸脱氢酶活性促进乳酸生成，加速pH值下降。前期实验发现高压静电场处理可抑制肌浆蛋白乙酰化水平并延缓pH值下降。这可能是由于pH值受多因素调控，其整体乙酰化水平变化与单个蛋白的乙酰化状态无法完全一致。未来有必要采用乙酰化蛋白质组学技术，进一步深入解析糖原磷酸化酶、乳酸脱氢酶等关键糖酵解酶的修饰水平和修饰位点变化，揭示静电场通过影响宰后肌肉糖酵解酶活性及翻译后修饰调控生鲜肉品质的机制。同时在后续实验过程中将采用离体模型添加磷酸化、乙酰化抑制剂等进行结果验证，明确静电场处理对单个糖酵解酶翻译后修饰的影响。

综上，采用12 kV静电场辅助冰温贮藏显著延缓了生鲜猪肉pH值的下降速率，降低了蒸煮损失，并在一定程度上抑制了糖酵解酶活性及肌浆蛋白的磷酸化、乙酰化，保持了肉品嫩度。12 kV静电场处理可通过影响糖酵解酶翻译后修饰抑制糖原磷酸化酶、乳酸脱氢酶和丙酮酸激酶的活性并延缓糖酵解进程，进而调控肉品质。本研究从糖酵解角度揭示了静电场对生鲜肉贮藏过程中品质及糖酵解相关代谢酶活性的变化规律，可为静电场辅助冰温贮藏技术在肉类保鲜中的应用提供理论依据。

作者简介

通信作者：

李欣 研究员

中国农业科学院农产品加工研究所肉品科学与营养工程创新团队 科研骨干

博士毕业于瑞典农业科学大学肉品科学专业。主要从事生鲜肉保鲜减损机理和新型冷链物流技术研究，主持国家重点研发计划国际合作项目、国家自然科学基金面上项目等国家级项目8 项，发表学术论文80余篇，获授权专利43 项，参与制定农业行业标准6 项，获国家科技进步二等奖、神农中华农业科技奖一等奖等国家、省部级奖励6 项。担任中国畜产品加工研究会理事和首届青年工作委员会委员、ISO/TC34/SC6委员会国内技术对口工作组专家，食品领域学术期刊《Food Quality and Safety》《Food Science of Animal Products》《肉类研究》编委，“科创中国”肉类加工产业服务团专家，被评为农产品加工业十佳杰出青年科技人才称号。主要研究方向：1）蛋白质翻译后修饰影响肉品质机制研究。研究能量代谢酶翻译后修饰控僵直保质机理，揭示温度、湿度等环境因子影响生鲜肉品质机制，为研发生鲜肉精准保鲜技术提供理论依据；2）生鲜肉精准保鲜减损和数字冷链物流技术研究。研发超快速冷却、物理场辅助冰温/超冰温等生鲜肉精准保鲜减损技术，开发高品质冷鲜肉新产品，解决我国生鲜肉保鲜期短、损耗大的重大难题。

第一作者：

王晓露 硕士研究生

中国农业科学院农产品加工研究所、中国海洋大学食品科学与工程学院联合培养硕士研究生，研究方向为肉品科学与技术。

引文格式：

王晓露, 王德宝, 肖志远, 等. 静电场辅助冰温贮藏对生鲜猪肉品质和糖酵解关键酶的影响[J]. 食品科学, 2026, 47(8): 355-364. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250811-065.

WANG Xiaolu, WANG Debao, XIAO Zhiyuan, et al. Effect of electric field-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.

实习编辑：李帆；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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