Panaskan oven hingga 400°F (200°C).

Panaskan minyak sayur dalam wajan tahan oven berukuran besar dengan api sedang-tinggi. Bumbui daging babi tenderloin dengan garam dan lada hitam, kemudian panggang di semua sisi selama 2-4 menit per sisi.

Pindahkan tenderloin ke piring. Tumis bawang merah dengan sejumput garam dalam tetesan lemak dari wajan sampai bawang merah melunak, sekitar 3-5 menit.

Tambahkan bawang merah kecil ke dalam wajan dan masak hingga berwarna cokelat keemasan dan karamel, sekitar 10 menit.

Aduk thyme ke dalam campuran bawang, lalu letakkan kembali tenderloin ke dalam wajan. Atur prem, dengan kulit menghadap ke bawah, di sekitar tenderloin.

Masukkan wajan ke dalam oven dan panggang sampai daging babi sedikit berwarna merah muda di tengah dan mencapai suhu internal 145°F (63°C), sekitar 20 menit. Pindahkan daging babi dan prem ke piring dan tutup dengan aluminium foil.

Panaskan wajan di atas api sedang-tinggi. Tambahkan air dan cuka balsamik ke dalam campuran bawang. Gosok sisa-sisa yang berwarna coklat dari wajan dan masak saus hingga berkurang setengahnya, sekitar 5-10 menit.