戚文元 ，顏偉強(qiáng) ，孔秋蓮 ，岳 玲 ，包英姿 ，陳志軍， 戴旭東， 郭 卡

（1.上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物研究所，上海201106；2.上海束能輻照技術(shù)有限公司，上海 201401）

鳳爪是雞肉加工的主要副產(chǎn)品之一，近年來(lái)已逐漸被加工成廣受消費(fèi)者喜歡的休閑食品。但由于其富含蛋白質(zhì)與鈣、鐵等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[1]，所以加工成即食鳳爪易受微生物生長(zhǎng)繁殖影響，產(chǎn)品在貯藏過(guò)程中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生腐敗等品質(zhì)劣變現(xiàn)象，從而影響鳳爪的貨架期。為控制微生物的生長(zhǎng)與繁殖，傳統(tǒng)方法是熱力殺菌，這種高溫高壓方法會(huì)使鳳爪質(zhì)構(gòu)產(chǎn)生變化，汁液流失嚴(yán)重，彈性降低等，影響產(chǎn)品的感官品質(zhì)[2]。

為克服即食鳳爪高溫殺菌所帶來(lái)的缺陷，目前鳳爪所采用低溫冷殺菌方法主要是60Co輻照殺菌[3]。輻照是理想的冷殺菌技術(shù)之一，殺菌效果顯著，殺菌范圍廣，有著無(wú)毒、無(wú)殘留、綠色環(huán)保、低能耗的優(yōu)點(diǎn)[4-5]。電子加速器滅菌技術(shù)是應(yīng)用電子加速器所產(chǎn)生的高能電子束流，高能電子可有效地殺滅各種微生物和害蟲(chóng)，目前己廣泛用于醫(yī)療衛(wèi)生用品殺菌消毒與食品殺菌等[6]。同60Co輻照技術(shù)相比，電子加速器輻照的最大優(yōu)點(diǎn)是輻照電子束流集中定向，能源利用充分，輻照效率高且劑量分布均勻，不會(huì)產(chǎn)生放射性廢物。隨著鈷源售價(jià)與廢源處理費(fèi)用的不斷上升，電子加速器輻照也顯示出其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)[7]。電子加速器輻照技術(shù)是目前前國(guó)際上倍受關(guān)注的高科技領(lǐng)域之一。

作者以即食鳳爪為試材，研究了電子束輻照劑量下微生物變化情況與菌落總數(shù)的D10值，分析了不同劑量處理?xiàng)l件下鳳爪的脂質(zhì)氧化TBARS值、總揮發(fā)性鹽基氮、彈性、汁液流失率、感官品質(zhì)和菌落的變化情況，以及電子束輻照之后產(chǎn)品在貯藏期品質(zhì)變化情況，為電子束輻照在鳳爪中應(yīng)用提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

真空包裝的袋裝鳳爪，50 g/袋，由江蘇泰州某食品公司依本實(shí)驗(yàn)要求定制加工。

1.2 輻照處理

上海束能輻照技術(shù)有限公司ESS-010-03加速器，額定能量10 MeV，功率11.7 kW，重復(fù)可變頻率5～550 pps，掃描電流 9.8 A，掃描高度 520 mm，不均勻度小于5%。

1.3 方法

1.3.1 D10值確定 每次取未經(jīng)輻照處理的即食鳳爪（1 000 g），裝入無(wú)菌塑料自封袋中，密封，電子束輻照，輻照劑量分別控制在 0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 kGy，實(shí)際輻照吸收劑量采用工作劑量劑重鉻酸鉀銀，測(cè)量精度與國(guó)家NDAS計(jì)量比對(duì)誤差小于±3%。每個(gè)劑量水平重復(fù)3次，輻照后樣品立即進(jìn)行相應(yīng)微生物的測(cè)定。

上式中，SD為輻照劑量，D為指示菌D10值，N為輻照前污染菌數(shù)，N0為輻照后殘留菌數(shù)，lg為以10為底對(duì)數(shù)值[8]。

1.3.2 菌落總數(shù)、大腸菌群和致病菌測(cè)定 菌落總數(shù)、大腸菌群和致病菌測(cè)定依據(jù)食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)-菌落總數(shù)測(cè)定（GB4789-2010）[9]。

1.3.3 脂質(zhì)氧化TBARS值的測(cè)定 取5 g研磨之后的樣品，加入25 mL 7.5%的三氯乙酸 （含0.1%EDTA），振勻30 min，雙層濾紙過(guò)濾兩次，取上層濾液5 mL，加入等體積20 mmol/L的硫代巴比妥酸（TBA），沸水浴中保溫40 min，取出冷卻30 min后，以1 600 r/min離心5 min，上清液中加5 mL氯仿?lián)u勻，靜置分層后取上清液，分別在532 nm和600 nm處比色的吸光度，通過(guò)下式計(jì)算TBARS值[10]。

1.3.4 揮發(fā)性鹽基氮 （TVB-N） 參照肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法（GB/T 5009.44-2003）[11]，采用微量擴(kuò)散法測(cè)定鳳爪的揮發(fā)性鹽基氮 （TVB-N）的含量。

1.3.5 質(zhì)構(gòu) 樣品鳳爪置于TA-XT2質(zhì)構(gòu)儀上常溫下進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試參數(shù)為P/0.5探頭，測(cè)前、測(cè)試、測(cè)后速度分別為2、1、5 mm/s，變形率約為50%。彈性是指第二次壓縮中所檢測(cè)到鳳爪的恢復(fù)高度與第一次壓縮變形距離的比，每樣品重復(fù)測(cè)定3次，取其平均值。

1.3.6 汁液流失率 用濾紙吸干鳳爪表面的水后稱質(zhì)量，汁液流失率通過(guò)下式計(jì)算：

1.3.7 感官評(píng)價(jià) 由10人組成評(píng)定小組，對(duì)不同處理后的即食鳳爪進(jìn)行色澤、香氣、滋味、形態(tài)4個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)定。根據(jù)表1中鳳爪感官標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定，評(píng)定分?jǐn)?shù)采用5分制，分?jǐn)?shù)從1到5分，綜合評(píng)價(jià)分為色、香、味、形這四項(xiàng)評(píng)定分所占的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，其中色澤與形態(tài)權(quán)重系數(shù)為20%，香氣與滋味權(quán)重系數(shù)為30%[12-13]。

表1 對(duì)即食鳳爪感官評(píng)價(jià)的分值表Tab.1 Value of evaluation for instant chicken feet

1.3.8 統(tǒng)計(jì)分析 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行分析，對(duì)其進(jìn)行One-way方差分析（ANOVA）和均值差異性的相關(guān)分析，顯著性水平p＜0.05；圖像繪制與擬合采用Oring8.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 電子束輻照處理對(duì)鳳爪菌落總數(shù)的影響

不同電子束輻照劑量對(duì)即食鳳爪貯藏過(guò)程中菌落總數(shù)變化情況見(jiàn)表2。從表2可以看出，未經(jīng)輻照的產(chǎn)品在貯藏中細(xì)菌繁殖速度非?？欤诔跏嘉⑸?60 cfu/g條件下，在30 d內(nèi)菌落總數(shù)超過(guò)了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求30 000 cfu/g。不同輻照劑量對(duì)產(chǎn)品微生物變化也各不相同，輻照的劑量越高，微生物生長(zhǎng)相對(duì)緩慢。當(dāng)輻照劑量達(dá)到6.0 kGy時(shí)，產(chǎn)品貯藏180 d后其菌落總數(shù)為4 300 cfu/g，滿足產(chǎn)品商業(yè)無(wú)菌的要求。表2顯示，當(dāng)電子束輻照劑量大于4.0 kGy時(shí)，其初始細(xì)菌總數(shù)均較低，但產(chǎn)品貯藏過(guò)程的微生物變化差異大；當(dāng)劑量超過(guò)6.0 kGy，后期的微生物繁殖速度慢。本研究表明，即食鳳爪電子束輻照的適合劑量為6.0 kGy，采用該劑量能夠有效地控制產(chǎn)品在貯藏過(guò)程中微生物繁殖。這主要是由于高劑量輻照對(duì)微生物體內(nèi)的生理活性物質(zhì)，如DNA、核酸、酶及蛋白質(zhì)等產(chǎn)生不可逆的變性，促使微生物的代謝紊亂，繁殖受阻[14-15]，微生物繁殖速度因此大為降低。而較低輻照劑量處理鳳爪，由于產(chǎn)品水分含量高，水分活度大，產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)豐富，在貯藏過(guò)程中有些微生物的生理功能可能會(huì)重新修復(fù)，因此貯藏一定時(shí)間后微生物仍可快速生長(zhǎng)繁殖[16]。

從表2可知，未經(jīng)滅菌的處理鳳爪在貯藏中微生物繁殖速度非常之快。在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于滅菌處理控制不當(dāng)而引起微生物超標(biāo)問(wèn)題，采用輻照處理必須控制好適當(dāng)?shù)妮椪談┝俊10值是指使菌落總數(shù)降低到原始數(shù)量10%所需要的輻照劑量值，是電離輻射殺菌中估算輻照劑量的重要參數(shù)。研究D10值不僅可了解不同細(xì)菌對(duì)射線的抵抗力，也便于比較不同介質(zhì)中微生物的耐輻射能力，從而制定合理的輻照劑量和輻照工藝[4，8]。在本研究中，選擇了4個(gè)不初始菌落總數(shù)的即食鳳爪，在電子束輻照劑量為 2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0 kGy條件下檢測(cè)出其對(duì)應(yīng)的菌落總數(shù)。鳳爪的菌落總數(shù)與輻照劑量關(guān)系見(jiàn)圖1。通過(guò)一元線性回歸分析，不同初始含菌量鳳爪的電子束輻照處理的回歸結(jié)果見(jiàn)表3。表3顯示，不同初始的含菌量的D10值各不相同，D10隨初始含菌量的增加而增加，回歸的相關(guān)系數(shù)R2均大于0.98，屬高度相關(guān)，通過(guò)計(jì)算即食鳳爪的菌落總數(shù)電子束輻照的D10值在1.84～2.22 kGy。

表2 電子束輻照對(duì)鳳爪貯藏過(guò)程菌落總數(shù)的影響Tab.2 Effect of EB irradiation on colony count of chicken feet during storage

圖1 不同電子束輻照劑量對(duì)菌落總數(shù)的影響Fig.1 Effectofdifferentirradiation doses on total bacterial count

從表3可以看出，不同初始的含菌量的D10值各不相同。這是因?yàn)镈10值受多種因素影響，不同培養(yǎng)方法，不同載體以及不同原始濃度對(duì)D10值都有影響[8]。

表3 不同初始含菌量的回歸分析結(jié)果Tab.3 Regression analysis of different initial content of the bacterium

本研究結(jié)果顯示，即食鳳爪的菌落總數(shù)的D10值在1.84～2.22 kGy，這值略低于一般粉體產(chǎn)品中菌落總數(shù)的D10值。靳振召（2010）等[17]研究貫葉金絲桃電子束輻照殺菌的菌落總數(shù)D10值為2.91 kGy，Valero（2006）等[18]研究得出電離輻照菌落的 D10為2.48～2.75 kGy，平均值為 2.62 kGy。 Kim（2010）等[19]對(duì)腌制泡菜粉進(jìn)行電子滅菌研究，得出其菌落總數(shù)的D10值約為2.23 kGy。本實(shí)驗(yàn)得出D10與這些研究結(jié)果較為接近，但均低于這些值。這可能主要是由于即食鳳爪水分含量較高，輻照時(shí)對(duì)微生物的保護(hù)作用較弱，微生物在輻照時(shí)更易于被殺滅，因此其D10值較低[15]。

2.2 電子束輻照對(duì)鳳爪理化特性的影響

分別采用 2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 kGy 的劑量輻照即食鳳爪，輻照之后產(chǎn)品的2-硫代巴比妥酸反應(yīng)物值（TBARS）、揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）、彈性和汁液損失率，結(jié)果見(jiàn)表4。從表4可知，不同電子束輻照劑量的即食鳳爪，其TBARS值隨輻照劑量的增加而增加，當(dāng)輻照劑量小于6.0 kGy，其TBARS值增加與空白值比較差異并不顯著（P＞0.05），而輻照劑量達(dá)到8.0 kGy時(shí)，其TBARS值有顯著差異（P＜0.05）。不同輻照劑量對(duì)即食鳳爪的TVB-N影響差異不顯著（P＞0.05）。表4顯示，達(dá)輻照劑量小于6.0 kGy時(shí)，其彈性與汁液流失率變化并不顯著，而劑量超過(guò)8.0 kGy時(shí)才會(huì)出現(xiàn)顯著差異。

2-硫代巴比妥酸反應(yīng)物值（TBARS）是衡量輻照產(chǎn)品中脂肪氧化的一個(gè)重要指標(biāo)[12]。物料經(jīng)因?yàn)檩椪罩髸?huì)產(chǎn)生一定的自由基，這些自由基可以誘導(dǎo)脂肪的過(guò)氧化反應(yīng)與其他的化學(xué)變化，TBARS值隨輻照劑量的增加而增加，不同輻照劑量產(chǎn)品的TBARS值增加與空白值比較差異并不顯著。這可能是由于鳳爪中脂肪含量較低，且不飽和的脂肪酸含量較少有關(guān)。高鵬（2009）等[20]在采用60Co處理鳳爪時(shí)也得出類似的研究結(jié)果。揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）是反映肉制品新鮮度的一個(gè)重要指標(biāo)，鳳爪經(jīng)輻照處理后一些活性酶會(huì)失活，細(xì)菌被殺滅，所以不同輻照劑量的鳳爪的TVB-N值之間不會(huì)產(chǎn)生顯著性變化[12]。對(duì)于彈性而言，在較高照劑量下，有可能導(dǎo)致其組織中膠原蛋白的降解，從而產(chǎn)生組織軟化、彈性變化與汁液流失等現(xiàn)象。綜合本研究結(jié)果，采用6 kGy的電子束輻照劑量，鳳爪的TBARS值增加并不顯著，并可有效控制TVB-N值和維持鳳爪良好的彈性。

表4 不同電子束輻照對(duì)鳳爪理化特性的影響Tab.4 Effects of EB irradiation on properties of physical and chemical of chicken feet

2.3 電子束輻照對(duì)鳳爪感官品質(zhì)的影響

表5是即食鳳爪經(jīng)不同電子束輻照劑量處理后色、香、味、形的感官評(píng)價(jià)結(jié)果。從表5可以看出，不同電子束的輻照劑量對(duì)鳳爪色澤影響并沒(méi)有顯著的差異（P＞0.05），色澤的感官評(píng)價(jià)得分基本是一致的。輻照對(duì)鳳爪的香氣與滋味產(chǎn)生較大的變化，當(dāng)輻照劑量超過(guò)8.0 kGy時(shí)，從香氣與滋味感官評(píng)價(jià)看均會(huì)有明顯的差異（P＜0.05）；不同輻照劑量對(duì)于鳳爪形態(tài)變化，在感官評(píng)價(jià)的得分中并無(wú)顯著差異（P＞0.05），這與汁液流失率檢測(cè)結(jié)果是相對(duì)應(yīng)的。從表5最終的綜合評(píng)價(jià)分看，當(dāng)輻照的劑量小于6.0 kGy，鳳爪的總體評(píng)分較為接近。許多研究表明，輻照會(huì)對(duì)食品、特別是肉制品風(fēng)味生產(chǎn)一定的變化。一般而言，輻照劑量越大，其風(fēng)味變化越為明顯，因此通過(guò)感官評(píng)價(jià)方法確認(rèn)產(chǎn)品風(fēng)味變化可接受度是確認(rèn)輻照劑量一個(gè)重要參考指標(biāo)[2]。從本研究中可以得出，當(dāng)輻照的劑量小于6.0 kGy，鳳爪的總體評(píng)分較為接近，說(shuō)明輻照對(duì)產(chǎn)品的感官品質(zhì)影響較小，高美須（2010）等[13]研究60Co輻照對(duì)泡椒鳳爪感官品質(zhì)的影響也得出類似的研究結(jié)果。

表5 鳳爪感官評(píng)價(jià)分析結(jié)果Tab.5 Analysis results of sensory evaluation of instant chicken feet

2.4 電子束輻照對(duì)鳳爪貯藏品質(zhì)的影響

即食鳳爪經(jīng)電子束6.0 kGy輻照劑量處理后在常溫下貯藏6個(gè)月，鳳爪的主要品質(zhì)指標(biāo)與微生物變化情況見(jiàn)表6。TBARS值與TVB-N值均隨貯藏時(shí)間的增加而增加，鳳爪貯藏的前期TBARS值增加顯著（P＜0.05），在貯藏后期仍會(huì)增加，但變化并不顯著；揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）也隨貯藏時(shí)間的增加而增加，但整個(gè)保質(zhì)期內(nèi)（6個(gè)月）揮發(fā)性鹽基氮值維持在較低的水平。表6顯示，經(jīng)輻照之后的鳳爪其大腸菌群和致病菌在整個(gè)保質(zhì)期內(nèi)均未檢出，菌落總數(shù)隨貯藏時(shí)間增加而快速增加，說(shuō)明電子束輻照（6.0 kGy）鳳爪不能完全殺滅產(chǎn)品中微生物，但產(chǎn)品在6個(gè)月貯藏內(nèi)菌落總數(shù)仍低于產(chǎn)品要求的微生物值，即在保質(zhì)期內(nèi)符合商業(yè)無(wú)菌標(biāo)準(zhǔn)要求[20]。6 kGy處理之后的即食鳳爪在貯藏過(guò)程中的TBARS值與TVB-N值均隨貯藏時(shí)間的增加而增加。TBARS值變化主要是由于鳳爪經(jīng)輻照之后會(huì)產(chǎn)生大量的自由基，自由基的增加會(huì)加速鳳爪的脂肪氧化，但自由基隨著氧化消耗及其它反應(yīng)的自然修復(fù)，自由基隨貯藏時(shí)間增加而減少[21-22]，所以在鳳爪貯藏的前期TBARS值增加顯著（P＜0.05），而在貯藏后期變化并不顯著；TVB-N由于產(chǎn)品中仍有微生物存在，且微生物隨貯藏時(shí)間增加而增加，鳳爪蛋白質(zhì)在微生物的作用下導(dǎo)致TVB-N量增加，TVB-N的變化與微生物變化呈正相關(guān)。揮發(fā)性鹽基氮變化也反映鳳爪中細(xì)菌含量變化，在貯藏前期TVB-N變化較為緩慢，隨著微生物快速增加在貯藏后期TVB-N變化更為明顯，但整個(gè)保質(zhì)期內(nèi)（6個(gè)月）揮發(fā)性鹽基氮值維持在很低的水平。大腸菌群和致病菌對(duì)輻照均非常敏感[23]，大腸菌群的D10值為300 Gy[8]，金黃色葡萄球菌在生理鹽水（0.9%）中的D10值為116 Gy[24]。菌落總數(shù)隨貯藏時(shí)間增加而快速增加，說(shuō)明電子束輻照（6.0 kGy）鳳爪不能完全殺滅產(chǎn)品中微生物，部分未被殺滅的微生物會(huì)在貯藏過(guò)程存在生理自我修復(fù)。鳳爪水分含量高，水分活度高使得微生物在貯藏過(guò)程仍會(huì)生長(zhǎng)繁殖[15]。綜合本研究結(jié)果可以得出：即食鳳爪經(jīng)6.0 kGy輻照之后，產(chǎn)品在6個(gè)月貯藏內(nèi)，品質(zhì)基本可維持其原有的水平，菌落總數(shù)仍低于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值。

表6 電子束輻照（6.0 kGy）鳳爪在常溫下貯藏的品質(zhì)變化情況Tab.6 Effects of EB irradiation （6.0 kGy） on chicken feet quality during storage with room temperature

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)電子加速器的不同輻照劑量對(duì)鳳爪滅菌效果與品質(zhì)變化的研究，對(duì)于不同初始含菌量鳳爪的菌落總數(shù)電子束輻照的D10值在1.84～2.22 kGy，且D10值隨原始含菌量的增加而增加；即食鳳爪輻照吸收劑量為6.0 kGy較為合適，該劑量能夠有效控制鳳爪的微生物數(shù)量，并且對(duì)鳳爪的脂質(zhì)氧化TBARS值、總揮發(fā)性鹽基氮、彈性、汁液流失率、感官品質(zhì)等的影響并不顯著。結(jié)果表明：當(dāng)輻照劑量達(dá)到6.0 kGy時(shí)，產(chǎn)品貯藏180 d后其菌落總數(shù)為4 300 cfu/g，輻照劑量大于6.0 kGy時(shí)，TBARS值與空白相比有顯著差異，而TVB-N則無(wú)顯著差異；輻照劑量超過(guò)8.0 kGy時(shí)，則鳳爪的彈性與汁液流失率有顯著的影響；輻照劑量在一定范圍內(nèi)（8.0 kGy），對(duì)產(chǎn)品的感官品質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生明顯的影響，產(chǎn)品在常溫下的貯藏期可達(dá)180 d。

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