介质阻挡放电作用下牛肉解冻特性及机理研究_赵瑞.pdf

123赵瑞等介质阻挡放电作用下牛肉解冻特性及机理研究第 2 期第 42 卷 第 2 期2023 年 4 月内蒙古工业大学学报（自然科学版）Journal of Inner Mongolia University of Technology（Natural Science Edition）Vol.42 No.2Apr.2023文章编号：1001-5167（2023）02-0123-08介质阻挡放电作用下牛肉解冻特性及机理研究赵瑞1,2，丁昌江1,2，王惠鑫1,2，鲍雨婷1,2，宋智青1,2，陈浩1,2，卢静莉1（1.内蒙古工业大学 理学院，呼和浩特 010051；2.内蒙古工业大学 放电等离子体与功能材料应用实验室，呼和浩特 010051）Study on thawing characteristics and mechanism of beef under dielectric barrier dischargeZHAO Rui1,2,DING Changjiang1,2,WANG Huixin1,2,BAO Yuting1,2,SONG Zhiqing1,2,CHEN Hao1,2,LU Jingli1收稿日期：2022-07-27基金项目：国家自然科学基金项目（52067017）；内蒙古自治区自然科学基金项目（2022LHMS01002）；内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目（JY20220232）第一作者：赵瑞（1999），男，2020 级硕士研究生。主要从事高压电场解冻技术研究。E-mail:通信作者：丁昌江（1978），男，博士，教授，硕士生导师。主要从事等离子体物理，高压电场干燥和解冻技术研究。E-mail:(1.School of Science，Inner Mongolia University of Technology，Hohhot 010051，China；2.Application Laboratory Discharge Plasma and Functional Materials，Inner Mongolia University of Technology，Hohhot 010051，China)Abstract：To explore the thawing mechanism and product quality of beef thawed by dielectric barrier discharge(DBD,beef was thawed by dielectric barrier discharge with different needle spacings.The thawing rate,water holding capacity,color and infrared spectrum of beef were measured,and the electric field,plasma composition and ionic wind speed generated by dielectric barrier discharge were simulated and measured.The results showed that DBD thawing could improve the thawing rate,enhance the water holding capacity and color saturation,nutrient retention was improved without affecting pH.Finite element simulation results show that the electric field distribution and the ionic wind speed are significantly affected by the needle spacing.The electric field intensity and the ionic wind speed are the maximum,which is basically consistent with the thawing result.It provides theoretical and experimental basis for the development of DBD in thawing industry.Key words：dielectric barrier discharge;thaw;beef;simulation;infrared spectrum摘 要：为了探索介质阻挡放电解冻牛肉的解冻机理和产品品质，采用不同针间距的介质阻挡放电对牛肉进行解冻实验，测量了牛肉的解冻速率、持水性、色泽、红外光谱，并对介质阻挡放电产生的电场、等离子体成分、离子风速进行模拟仿真与测量。实验结果表明：介质阻挡放电解冻可以提高解冻速率，增强牛肉保水性与颜色饱和度，营养成分保留能力较好且不影响pH。有限元模拟结果表明介质阻挡放电产生的电场分布与离子风速受针间距影响明显，在针间距为 8 cm8 cm 时，其电场强度与离子风速最大，与解冻结果基本一致。为介质阻挡放电解冻机理提供理论与实验依据。关键词：介质阻挡放电；解冻；牛肉；模拟仿真；红外光谱 中图分类号：TS 251 文献标志码：A牛肉是一种具有极高营养价值的肉类，其含有丰富的蛋白质、维生素以及矿物质。同时含有人体所需的 8 种必需氨基酸，所占比例均衡，几乎可被人体完全吸收利用，且必需氨基酸所占比例高于羊肉、猪肉和鸡肉1，因此牛肉倍受人们青睐。目前在工业上肉类最有效、最好的储存方式为冷冻贮藏，但采用不当的解冻方式往往会造成产品口感下降、汁液流失严重、脂质氧化以及持水性下降等，造成严重的营养物质流失与经济损失2。传统的空气解冻、水解冻等，其解冻速率较慢，产品DOI:10.13785/ki.nmggydxxbzrkxb.2023.02.002124内蒙古工业大学学报（自然科学版）2023 年从内蒙古自治区呼和浩特市当地超市购买新鲜牛肉里脊，将牛肉切成质量为 411 g，规格为30 mm30 mm35 mm 的方块样品。放入冰箱在-20 下冷冻 48 h。介质阻挡放电解冻条件：电压 30 kV，极距10 cm，针间距分别为 2 cm2 cm、4 cm4 cm、6 cm6 cm、8 cm8 cm、10 cm10 cm，温 度 为252，相对湿度为 38 2，外界风速为 0 m/s下进行解冻实验。将数字温度传感器插入牛肉几何中心记录牛肉中心温度，当牛肉中心温度到达-10 时开始解冻实验，每隔 5 min 记录一次中心温度，到达 10 时视为解冻结束，记录解冻所需时间并计算解冻速率。解冻速率计算公式为：(1)式中：m 为牛肉质量，t 为解冻所需时间。1.2 pH 与保水性测定将解冻后牛肉切成质量为 10.1 g 小条，切碎后与 10 ml 去离子水混合，室温静止 30 min，将溶液放入低速台式离心机(TDZ4-WS，中国)，在4 000 r/min 条件下离心 10 min，使用 pH 计(PHS-2F，中国)测量解冻后牛肉 pH 值。在解冻实验前用电子天平称取牛肉样品的质量，样品解冻后，用定性滤纸吸干表面汁液，用电子天平测量解冻后牛肉的质量。式中：m1为解冻前牛肉质量，m2为解冻后牛肉质量。将解冻后的牛肉切成牛肉小条，放入离心管中，使用低速台式离心机(TDZ4-WS，中国)以 4 000 r/min 离心 30 min，离心后用定性滤纸吸干表面水分，用电子天平测量离心后牛肉质量。(3)长时间暴露空气中容易受到微生物的污染，造成产品的汁液流失严重，影响产品品质2。而最近几十年，出现了一些新型的解冻技术，如微波解冻、超声波解冻等，可以有效克服这些问题，但同样存在不可避免的缺陷。超声波解冻技术可以加快解冻，但是超声波振动会引起产品品质损失严重3。而微波解冻技术单一使用效率低。因此，在工业生产中探索新型的解冻方式十分必要。介 质 阻 挡 放 电(Dielectric barrier discharge,DBD)是一种新兴的非热食品加工技术，由两个金属电极组成，其中一个电极被介质所覆盖，并施加高电位差，在食品加工上有广泛应用。WU X M等4对牛奶进行介质阻挡放电杀菌处理,发现金黄色葡萄球菌和大肠杆菌在 80 V(120 s)处理下致死率可达到 100%。NI J B 等5通过介质阻挡放电对莲花花粉进行干燥，结果表明介质阻挡放电可明显降低干燥时间，提高花粉颜色。MAKARI M N 等6发现随着介质阻挡放电处理时间的延长，黄曲霉孢子数量显著降低。闫斯亮等7利用介质阻挡放电对香蕉粉进行处理，发现随着处理强度的增加，香蕉粉的直链淀粉含量由 8.94 g/100 g 增至 27.26 g/100 g，溶解度由 1.23 g/100 g 增至 4.37 g/100 g。目前在食品方面的研究主要是去污、杀菌以及干燥等相关研究8，但将介质阻挡放电用于食品解冻方面的研究较少。本研究主要是采用不同针间距的介质阻挡放电对牛肉进行解冻实验。通过测量解冻速率、解冻时间、保水性、色差、pH 值、红外光谱等指标探究牛肉品质特性，同时利用软件对不同针间距的介质阻挡放电进行电场特性模拟，并测量等离子体光谱与离子风速探究其解冻机理。为介质阻挡放电解冻的应用提供理论依据和实验基础。1 实验材料和方法1.1 实验装置与方法介质阻挡放电解冻装置如图 1 所示，实验装置主要由 YD(JZ)-1.5/50 型高压电源、KZX-1.5KVA型控制器、以及针极板、介质阻挡板和接地平板电极组成介质阻挡放电系统。通过控制器调节高压电源的输出电压为 30 kV，频率为 50 Hz 的交流电。针极板的针长度为 30 mm，宽度为 1 mm，接地平板是尺寸为 85 cm40 cm 的铁板，针尖与接地平板间距为 10 cm，介质阻挡板尺寸为 100 cm60 cm，厚度为 5 mm 的聚氯乙烯板。图 1介质阻挡放电实验装置图Fig.1Diagram of the experimental device for dielectric barrier dischargetm=解冻速率()%汁液流失率100121-=mmm (2)()%100-=abammm离心损失率125赵瑞等介质阻挡放电作用下牛肉解冻特性及机理研究第 2 期式中：ma为离心前牛肉质量，mb为离心后牛肉质量。将解冻后牛肉放入 97 数显恒温水浴锅（HH-4，中国），水浴蒸煮 30 min 后取出，室温冷却 30 min。称取蒸煮后牛肉质量。(4)式中：m3为蒸煮前牛肉质量，m4为蒸煮后牛肉质量。1.3 色泽使用全自动色差仪(3nh-NR60CP，深圳)分别测量新鲜牛肉样品和解冻后牛肉样品表面 L(亮度)、a(红度)、b(黄度)，每次实验前将色差仪进行黑板矫正。每块牛肉重复测量 5 次，计算平均值为最终结果。并利用如下公式计算牛肉颜色饱和度C 以及色调角度 （0 和 360 为红色，270 为蓝色，180 为绿色，90 为黄色）。(5)(6)(7)其中：L0、a0、b0分别是解冻前牛肉的亮度、红度和黄度；L1、a1、b1分别是解冻后牛肉的亮度、红度和黄度。1.4 红外光谱与等离子体光谱测量将解冻后牛肉样品放置在 40 烘箱中烘干研磨成粉末，按照 1:50 与溴化钾混合，使用 HY-12 型压片机中进行压片，放入傅里叶变换红外光谱仪（IRTracer-100，日本）进行样品扫描，扫描范围为 4004 000 cm-1。对所得曲线进行处理，去除水分和二氧化碳干扰峰得到牛肉解冻后红外光谱图。使用 ICCD 检测器（DH334T-18U-E3，英国）对介质阻挡放电过程进行测量，得到波段范围为250800 cm-1内的发射光谱图。1.5 模型理论分析与参数设置模型理论分析：在介质阻挡放电过程中，电子在电场的作用下定向移动，与气体分子碰撞，产生二次电子。电子与二次电子继续定向运动，与更多的气体分子碰撞，产生更多的电子，最终形成电子雪崩，从而引发离子风效应。对于这一过程，汤森提出汤森电离系数:式中：vi为单电子电离频率，Wd为电子漂移率，e为电子迁移率，ki为气体电离率系数。当电场强度增强时，所产生的离子风效应也会有所增强。因此电场强度对于介质阻挡放电就有重要影响，对于介质阻挡放电产生的空间电场分布，主要是使用泊松方程以及电荷转移。(9)电场与电势存在以下关系：(10)联合式(9)和(10)得到电势与空间电荷的分布关系：(11)式中：E 为电场强度，V 为电势，为电荷密度，0为真空中的介电常数。影响放电电流的 3 个因素主要是电荷传导、对流以及电荷的热运动。电流可通过下面的公式进行表达：(12)式中：J 为电流密度，D 为离子扩散系数，e为电子迁移率，Ue为气体流速。由于外界环境风速为 0 m/s，假设空气保持静止状态，即电流密度与环境因素无关得到公式：(13)(14)因此可以通过下面公式确定空间电场的分布：采用 ANSYS Electronics Desktop 软件对此进行模拟，具体模拟条件如下：材料参数设置：针尖参数为针身 27 mm，针尖为 3 mm，针宽为 1 mm，材料为铁。下极板参数为厚度 3 mm，材料为铁。介质阻挡板参数为厚度5 mm，材料为聚氯乙烯。添加激励：对针尖施加 30 kV 的正向激励，下极板施加 0 kV 激励。边界条件：(16)(17)同时，在放电过程中带电粒子会在介质与气体之间的边界面上累积，这会使该界面两侧的电场出现不连续的情况，根据高斯定理：(18)式中：为表面电荷密度，D1为气体间隙在边界处的电位移矢量，D2为介质在边界处的电位移矢量，()%100343-=mmm蒸煮损失率01LLL-=20202121babaC+-+=()()001111tantanbaba-。-=()()00nnEWkWvdidi=()()()001nEnEkie=0=EVE-=02-=V-+=DUEJe0=J0=-DEe()tVV=针0=平V()=-21DDn(8)()()()()()022222=-+-yvyqyvxqqyqxqDe(15)126内蒙古工业大学学报（自然科学版）2023 年n 为指向边界的单位矢量。求解器设置：求解器设定的最大计算次数为10 次，每次误差为 1。利用有限元模拟软件本身的网格划分以及算法。求解计算得出不同实验组的电场空间分布图。1.6 离子风的测定使用热敏风速计探头（405i，德国）测量距针尖 7 cm（与牛肉上表面位置基本一致）位置处离子风速，每组实验测量 5 次。1.7 统计分析单因素方差分析和显著性分析则采用相关数据分析软件处理，其中单因素方差分析计算解冻后牛肉汁液流失率、离心损失率、蒸煮损失率、pH值、色泽、离子风的差异性，显著性差异则用 p 值(p0.05)，说明介质阻挡放电解冻对于牛肉pH值无负面影响，其数值均为正常水平。2.3 保水性肉的保水性是评价肉品品质的主要指标之一，是指肉的持水能力，即肉品在受到如挤压、加热、加工等外力作用时肌肉蛋白系统保持原本所含水分的能力12。汁液流失率，流失损失率和蒸煮损失率等是保水性的重要宏观指标。表 1 为解冻后牛肉持水性。经过介质阻挡放电解冻牛肉的汁液流失率与离心损失率显著(p0.05)。总体上，介质阻挡放电解冻技术可以降低牛肉损失率，提高牛肉的保水性，图 2解冻速率与解冻时间（不同字母表示样本均值之间存在显著差异（p0.05）Fig.2Thawing rate and thawing time.Different letters indicate significant differences(p 0.05)between sample means.图 3解冻后牛肉 pH 值（不同字母表示样本均值之间存在显著差异（p0.05)）Fig.3pH value of beef after thawing.Different letters indicate significant differences(p 0.05)between sample means.0.00.20.40.60.81.0自然解冻解冻速率/(gmin-1)解冻速率decedbaacb针间距/cm224466881010406080100 解冻时间解冻时间/minad0123456pHababababab针间距/cm自然解冻224466881010127赵瑞等介质阻挡放电作用下牛肉解冻特性及机理研究第 2 期在针间距为 8 cm8 cm 时，达到最好的牛肉品质。说明解冻后牛肉向红色(0 或 360)发展，提升牛肉的色泽。2.5 傅里叶变换红外光谱图 4 为介质阻挡放电解冻后牛肉红外光谱，是波长范围为 4004 000 cm-1的透过率，通过扫描红外图谱共得到 10 个特征峰，这些峰集中在 1 100 1 660 cm-1与 2 8503 300 cm-1区间，经过查阅资料，这些特征峰归属如下16-17：3 294.4 cm-1是蛋白质 N-H 伸缩振动峰，2 926.0 cm-1和 2 854.6 cm-1分别是亚甲基的不对称和对称拉伸振动，1 654.9 cm-1是蛋白质酰胺带，1 541.1 cm-1是蛋白质酰胺带，1 454.3 cm-1是 CH3的伸缩振动峰，1 394.5 cm-1是 CH2的伸缩振动峰，1 238.3 cm-1和 1 168.8 cm-1二者都与 C-O 的拉伸振动和 CH2的弯曲振动有关，1 118.7 cm-1是 C-O 的拉伸振动。经过介质阻挡放电解冻牛肉的特征峰透过率低于对照组，说明其牛肉各部分营养成分高于对照组，且对蛋白质酰胺带(1 654.9 cm-1)，酰胺带(1 541.1 cm-1)保存效果明显，说明蛋白质结构保存较好，因此经过介质阻挡放电解冻牛肉保水性得到提高。在各实验组中，针间距为6 cm6 cm与8 cm8 cm保存效果最好，较适合进行解冻。表 1解冻后牛肉保水性Table 1Water holding capacity of beef after thawing注：不同字母表示样本均值之间存在显著差异（p0.05）。针间距汁液流失率离心损失率蒸煮损失率0 cm0 cm5.900.26a12.451.09a46.940.64a2 cm2 cm5.590.95a10.560.83b46.110.64a4 cm4 cm5.410.22ab10.450.84b46.571.06a6 cm6 cm5.370.60ab 9.570.87bc47.350.97a8 cm8 cm4.460.49b 8.581.04c45.770.77a10 cm10 cm5.650.33a11.040.59ab45.850.64a表 2牛肉色泽变化Table 2Changes in beef color注：不同字母表示样本均值之间存在显著差异（p0.05）。针间距LC0C1Ca0a1a0 cm0 cm-4.230.32a20.301.5422.161.261.860.29c35.790.2636.600.26 0.820.44ab2 cm2 cm-6.710.53b21.931.4924.061.262.130.27c34.781.4036.241.28 1.470.47a4 cm4 cm-8.570.72c18.561.6322.131.483.580.19b36.321.7036.902.62 0.580.69ab6 cm6 cm-9.500.10c20.251.7424.431.754.180.23a35.211.8135.081.54-0.130.34bc8 cm8 cm-9.190.37c20.141.8324.571.514.420.33a36.532.3735.511.72-1.020.78c10 cm10 cm-9.000.90c17.881.0522.300.854.410.21a37.350.9937.491.17 0.140.74bc2.4 色泽肉色是决定消费者是否购买的重要因素，消费者将颜色作为肉类新鲜度和质量的评判指标14。表 2 为经过解冻后牛肉色泽变化。经过介质阻挡放电解冻后牛肉其 L 以及色调角度显著低于对照组，而 C 显著高于对照组。这说明经过介质阻挡放电解冻的牛肉 L 值降低，a 值和 b 值提高，发生了一定程度褐变。牛肉 L 值与水分有关，由于离子风的作用，介质阻挡放电解冻牛肉水分蒸发，L 值下降明显。KIM H J 等15利用介质阻挡放电处理猪腰时也得出了相同结论。C 值表示牛肉颜色饱和度，C 值越大说明牛肉色泽较好，经过介质阻挡放电解冻后牛肉 C 明显提高，这是因为等离子体中含有的活性氮、活性氧，与牛肉水分结合形成亚硝酸盐与过氧化氢，分别提升了 a 值与 b 值，JUNG S 等9人用介质阻挡放电处理肉饼时同样发现处理后肉饼a 值提高，但 b 值无明显变化，造成这一差异可能是介质阻挡放电产生等离子体成分含量有所不同。图 5 为等离子体物质含量图，介质阻挡放电产生了多种氮、氧物质，改变解冻后牛肉色泽品质。同样的经过介质阻挡放电解冻牛肉其 降低，进一步图 4解冻后牛肉红外光谱Fig.4Infrared spectrum of thawed beef128内蒙古工业大学学报（自然科学版）2023 年2.6 等离子体诊断光谱等离子体是物体除气态、固态、液态以外的第4 种存在方式，主要是由离子、电子、激发态的原子分子、自由基活性离子、紫外光等组成18。等离子体产生方式不同，其产生物质及其含量也存在一定区别。图 5 为等离子体发射图谱。工方面有重要意义，YAHAYA A G 等20发现等离子体中的活性氮、活性氧以及臭氧具有良好的杀菌效果。LEE J 等21利用等离子体在猪肉中产生了亚硝酸盐，提高产品品质。而介质阻挡放电解冻后牛肉颜色出现提高与亚硝酸盐的形成存在重要联系。在介质阻挡放电过程中会发生几百种反应，在此列举比较重要的反应22。反应过程与速率常数见表 3。光谱测得物质主要是由于空气中的氮气、氧气、水分子以及臭氧电离产生的。2.7 DBD 电场分布及离子风速图 6 为不同针间距作用下介质阻挡放电的电场空间分布图，各实验组产生的电场分布存在较大差异，针尖产生的电场之间叠加是造成这一结果的主要原因。在介质阻挡放电过程中，其针尖位置附近电场对于离子风的产生尤为重要。当针间距为2 cm2 cm 时，由于针间距较近，电场叠加较弱，且分布较为均匀，无明显强峰，造成空气电离程度较弱，产生电子数量较少，离子风强度较弱，测量结果为 0.098 m/s，因此在牛肉解冻过程中解冻速率最慢。随着针间距的增加，针尖附近电场开始出现叠加，电场分布逐渐不均匀，出现明显强峰，空气电离程度增强，产生的离子风逐渐增强，针间距为 8 cm8 cm 时达到最大值 0.199 m/s，在解冻时图 5等离子体发射光谱Fig.5Plasma emission spectrum序号反应过程速率常数123456789101112表 3反应与速率常数Table 3Reaction and rate constants注：为电子能量，单位为 eV。Te=2e/3Kb，其中 e 为电子电荷，kb为玻尔兹曼常数。()eNDNNe+22()10.9exp1099.324.217-()eANNe+322()50.8exp1034.306.016-()eBNNe+322()15.9exp1044.833.015-eeNNe+22()6.14exp10190.116-eeNNe+2()/54.8exp1045.158.217-eOOOe+2()/47.8exp1003.210.014-eeOOe+22()/6.55exp1054.905.112-eOOOe+23()/5.11exp1078.1614.012-OOOe+27.011/1068.1eT-MNOMNOe+-2242105.1-MNOMNOe+-3342101-HOHOHe+-2()/31.13exp106.970.116-介质阻挡放电等离子体中产生丰富活性氮、活性氧等物质，主要包含有激发态的 N、NO、N2、N2+、O2+、O 等，其 中 大 多 数 的 强 峰 对 应N2(C-B)，MISRA N N 等19测量大气等离子体光谱得出同样结论。等离子体所产生的物质在食品加129赵瑞等介质阻挡放电作用下牛肉解冻特性及机理研究第 2 期其解冻速率最大，与模拟结果一致。当针间距为10 cm10 cm 时，电场虽无明显变化，但离子风之间出现间隙，大小仅为 0.15 m/s，因此解冻速率降低。表 4 为模拟所得针尖附近最大电场强度以及测得离子风强度。对于针-板电极系统离子分布以及离子风的关系分别为23:(19)(20)其中：j(0)为针尖下方最大电流密度，为 Warburg角，i 为放电电流，g0为无量纲几何参数，0为大表 4电场强度与离子风Table 4Electric field intensity and ionic wind注：不同字母表示样本均值之间存在显著差异（p0.05）。针间距E/(Vm-1)离子风速/(ms-1)2 cm2 cm5.41050.0980.009c4 cm4 cm7.21050.160.021ab6 cm6 cm7.91050.1650.040ab8 cm8 cm9.81050.1990.029a10 cm10 cm9.31050.150.056b气介电常数，b为离子迁移率；A为接地电极的面积，v 为施加电压，v0为电晕放电的初始电压，d 为放电电极到接地的距离。将电场模拟结果、离子风测量结果与实验解冻速率结果结合分析其增减趋势与数值，由于实验条件与误差，实验结果与模拟结果不完全吻合，针间距为 10 cm10 cm 产生的离子风速低于 6 cm6 cm 以及 4 cm4 cm。这是因为针尖产生的离子风类似于圆锥的区域，中间区域的离子风强，两边区域的离子风逐渐减弱。当针间距较大时，两个针电极之间的区域内产生的离子风速较低并且离子风存在间隙，经过叠加后离子风速依旧较低，造成整体离子风速较低。而针间距较小时，两个针电极产生的离子风进行不同程度的重合，不会产生空隙，经过叠加后两针电极之间的区域内离子风速同样很大。因此 6 cm6 cm 以及 4 cm4 cm产生的离子风速高于 10 cm10 cm。同时模拟是在 2D 理想状态下进行的，且进行了简化，并没有考虑环境、实验仪器等因素所带来的误差。而在测量过程中，环境温度、空气密度、空气流速等环境因素的波动可能会对测量结果产生影响，并且实验设备存在的误差以及测量位置可能存在偏差也会对实验结果有较小的影响。鉴于这些原因，造成了实图 6介质阻挡放电电场空间分布图 Fig.6Electric field distribution of dielectric barrier discharge(e)10 cm(a)2 cm(b)4 cm(c)6 cm(d)8 cm()()mjjcos0=()32000dvvbAgi-=130内蒙古工业大学学报（自然科学版）2023 年验结果与模拟结果存在数值上的偏差。但是从整体来看，解冻速率与离子风速变化保持一致，随着针间距的增加，均为先增大后减小。这一结论说明不同针间距作用下介质阻挡放电解冻机理主要为电场的叠加原理与离子风作用。为介质阻挡放电解冻技术的发展提供了一定基础。3 结论由于电场叠加原理不同针间距作用下介质阻挡放电产生的电场分布模拟结果产生巨大差异，模拟结果表明随着针间距增加，电场分布逐渐不均匀，电离空气能力提高。因此各实验组离子风之间产生显著性差异，而随着针间距的增加，离子风先增加后降低，当针间距为 8 cm8 cm 时到达最大值，与牛肉解冻速率基本一致，这一结论为离子风解冻机理提供了理论与实验论证。与自然解冻相比，介质阻挡放电解冻加快解冻速率，提高牛肉的保水特性，增强牛肉色泽且不影响 pH 值。红外光谱透过率表明经过介质阻挡放电解冻可以提高牛肉营养成分的保留，其中对蛋白质酰胺带、带保存效果最好，因此解冻后牛肉持水性得到提高。通过实验结果与理论结果结合分析，在针间距为 8 cm8 cm时，牛肉解冻品质最好，适合进行解冻实验。参考文献1 陈浩,王纯洁,斯木吉德,等.牛肉品质及其影响因素研究进展 J.动物营养学报,2021,33(2):669-678.2 LI D N,ZHAO H H,MUHAMMAD A I,et al.The comparison of ultrasound-assisted thawing,air thawing and water immersion thawing on the quality of slow/fast freezing bighead carp(Aristichthys nobilis)filletsJ.Food Chemistry,2020,320:126614.3 WU B G,QIU C C,GUO Y T,et al.Ultrasonic-assisted flowing water thawing of frozen beef with different frequency modes:effects on thawing efficiency,quality characteristics and microstructureJ.Food Research International,2022,157:111484.4 WU X M,LUO Y H,ZHAO F J Z,et al.Influence of dielectric barrier discharge cold plasma on physicochemical property of milk for 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