熊光權

陳玉霞

白 嬋

李海藍

鉏曉艷

(湖北省農業(yè)科學院農產品加工與核農技術研究所，湖北 武漢 430064)

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鱸魚半成品輻照滅菌劑量研究

熊光權

陳玉霞

白 嬋

李海藍

鉏曉艷

(湖北省農業(yè)科學院農產品加工與核農技術研究所，湖北 武漢 430064)

為探討鱸魚半成品輻照殺菌的最適劑量，以鱸魚半成品為研究對象，采用0.00～8.74 kGy劑量的60Co-γ射線進行輻照滅菌，考察輻照劑量對菌落總數、色度值、pH值、持水力、剪切力和揮發(fā)性成分等指標的影響。結果表明，輻照3.25 kGy 后鱸魚半成品菌落總數降至10 CFU/g；菌落總數在D10值為1.54 kGy時降至250 CFU/g，D值為3.64 kGy時降至10 CFU/g，滿足滅菌要求，且與實際輻照滅菌劑量(3.25 kGy)相當。1.55～4.78 kGy可控制pH值的上升；1.55～7.57 kGy輻照劑量對持水力、色澤及剪切力影響較小。揮發(fā)性成分隨輻照劑量的增加而增加，較小的輻照劑量(3.25 kGy)有利于減少苯類、烷類等揮發(fā)性成分的產生。故使用輻照劑量范圍3.25～4.78 kGy的60Co-γ射線對鱸魚進行處理，可達到滅菌目的。

鱸魚；滅菌；60Co-γ輻照；品質

鱸魚(Micropterussalmoides)以肉質鮮嫩聞名，是優(yōu)質蛋白質、維生素和礦物質的良好來源[1]，將鱸魚經過清理、分割并通過食鹽腌制汽烹及真空包裝且未輻照的制品即為鱸魚半成品。但是鱸魚制品在滅菌過程中，易出現制品口感風味下降等問題[2-3]。因此，如何控制鱸魚制品不被病原菌污染，保持原有品質，是現階段亟需解決的課題。

輻照技術是對食品進行滅菌的新技術，可最大限度保留食品的色、香、味及營養(yǎng)成分[4]。然而目前對于水產品、肉制品滅菌輻照的應用研究仍缺乏系統(tǒng)針對性，雖然輻照劑量增大，能有效減弱微生物的污染程度[5-6]，但隨著輻照劑量的增加，會導致產品肉質失水，破壞感官品質[7]，并且還會產生輻照異味[8-9]，這些都是輻照滅菌的應用瓶頸。因此，研究輻照對鱸魚全方位品質的影響有利于鱸魚制品高效滅菌工藝的開發(fā)。

基于上述情況，本研究擬通過對色度值、菌落總數、pH值、持水力、色度值、剪切力和揮發(fā)性成分等指標的測定，研究不同輻照劑量對鱸魚品質的影響，確定最佳輻照劑量，以期研究出更有效的滅菌技術，并能保持其風味、色澤、口感，以提供高品質的名優(yōu)魚產品。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鱸魚：體重約750 g，武漢武商量販超市；

其它試劑：分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 主要儀器與設備

pH計：PB-10型，德國賽多利斯科學儀器有限公司；

進樣手柄：SPME手動型，美國Supelco公司；

萃取頭：DVB/CAR/PDMS 50/30 μm(二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷)型，美國Supelco公司；

氣相色譜—質譜聯用儀：GC-MS7890A型，美國安捷倫公司；

色差儀：CR-400型，柯尼卡美能達株式社會；

快速水分測定儀：MJ33型，梅特勒—托利多儀器(上海)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備及輻照 將清理過的鱸魚，取背部肌肉，分割為20 g左右的魚塊(長×寬×高為4 cm×4 cm×1 cm)，添加食鹽1%(與魚肉的質量比)，在常溫下腌制1 h，腌制結束后汽烹5 min，待自然冷卻后，真空包裝。每組樣品接受輻照。通過檢測(以重鉻酸銀劑量劑標定)，60Co-γ射線輻照實測劑量分別為：0.00，1.55，2.62，3.25，4.78，5.21，6.49，7.57，8.74 kGy。

1.3.2 菌落總數測定及D值計算 用梯度稀釋法測定樣品的菌落總數[10]。以輻照劑量(x)和輻照后的菌落總數對數(y)建立一元一次方程組，得到兩者之間的二維關系。再根據一元一次方程式，求解出當菌落總數減少至未輻照樣品的菌落總數1/10所需要的吸收劑量值(D10)[11]。最后，根據式(1)，計算出輻照樣品菌落總數降至N<10 CFU/g時所需的輻照劑量(D)[12]，以D值作為確定殺菌劑量的重要參考指標。

(1)

式中：

D——輻照劑量，kGy；

D10——菌落總數減少至未輻照樣品的菌落總數1/10所需要的輻照劑量，kGy；

N0——輻照前菌落總數，CFU/g；

N——輻照后殘留菌落總數，CFU/g。

1.3.3 色度值測定CR-400型色差儀在使用前用白板進行校準。將鏡頭垂直于取滅菌處理的魚塊肉面上，鏡頭緊扣肉面，按下攝像按鈕，測定樣品表面的亮度值L、紅度值a、黃度值b。對每一肉樣需平行測定5次。并通過式(2)計算得到樣品白度值[13]。

(2)

式中：

W——白度值；

L——亮度值；

a——綠/紅值；

b——藍/黃值。

1.3.4pH值的測定 稱取10g滅菌處理的魚塊。加入100mL蒸餾水。使用高速分散器將魚肉打碎，調制魚肉均漿，pH計校零后，測定樣品魚肉均漿的pH值[14]。

1.3.5 持水力測定 將未做任何處理的魚肉用快速水分檢測儀測定其總含水量(總含水量測定結果為64.71%)；取輻照處理后的約10g魚肉置于離心管中，加塞，于90 ℃、10min水浴加熱后，用鑷子將肉轉移到底部放有脫脂棉的離心管，室溫(25 ℃)，12 000×g離心5min[15]。魚肉持水力(WHC值，%)根據式(3)和式(4)計算。

Δm=m1-m2，

(3)

WHC=(1-Δm/ω)×100%，

(4)

式中：

Δm——總汁液流失重(包括加熱和離心)，g；

m1——加熱前樣品重，g；

m2——加熱和離心后樣品重，g；

WHC——魚肉持水力，%；

ω——魚肉總含水量，g。

1.3.6 剪切力測定 用TA-XTPlus質構儀進行測定，探頭為HDP/BSW，設置測中速率1.00mm/s；壓縮比40%，沿平行纖維的方向取1cm高的肉樣(長×寬為2cm×2cm)，樣品平行測定6次后取平均值[16]。

1.3.7 揮發(fā)性成分的測定 取4g魚肉于螺口樣品瓶，加入6mL蒸餾水及磁轉子，隔墊密封，于磁力攪拌器上加熱平衡。用萃取頭(PDMS/DVB/CAR)頂空吸附40min，最后插入GC進樣口，解析5min。

(1) 氣相色譜條件：HP-5MS色譜柱(30m×0.25mm×0.25μm)；載氣為He(99.999%)，流速1mL/min；進樣口溫度為250 ℃；不分流方式進樣，進樣體積為1μL。程序升溫：初始溫度為40 ℃，保持3min，然后以5 ℃/min升到200 ℃，保持2min，然后以50 ℃/min升到250 ℃，保持5min，運行40min[17-18]。

(2) 質譜條件：接口溫度為280 ℃，離子源溫度為230 ℃，四級桿溫度為150 ℃；EI源，電子轟擊能量為70eV；溶劑延遲時間為2.2min，全掃描范圍為45～350 m/z。以NIST08譜庫檢索定性，峰面積定量。

1.4 數據處理

2 結果與分析

2.1 輻照滅菌對菌落總數的影響

由表1可知，輻照處理樣品菌落總數減少明顯。經過1.55kGy和2.62kGy輻照的樣品，菌落總數由初始2 300CFU/g降至275CFU/g和60CFU/g。當輻照劑量大于等于3.25kGy，菌落總數基本達到未檢出水平。輻照劑量越大處理后樣品的菌落總數越少。

表1 輻照對菌落總數的影響Table 1 Total number of bacteria with different doseof 60Co-γ irradiation

將素雞[19]和羽衣甘藍[20]分別采用γ射線輻照處理后，菌落總數明顯下降，輻照劑量與殺菌效果呈正比，均與本研究結果相似。依據1.3.2所描述的計算過程，解一元一次方程：y=-0.696x+3.436(R2=0.976)，由方程算得D10=1.54kGy。故當菌落總數至未檢出水平(N<10CFU/g)，N0=2 300CFU/g時，根據式(1)計算出理論滅菌劑量D=3.64kGy。表明劑量大于3.64kGy時可使菌落總數達未檢出水平，這與實際結果(3.25kGy)相符合。有關輻照殺菌研究資料[12]也認為3.00～4.00kGy的輻照劑量可有效殺滅肉中的多數微生物，此輻照滅菌劑量與本研究結果一致。

2.2 輻照滅菌對pH、持水力和剪切力的影響

由表2可知，隨著輻照劑量的增加，pH值呈緩慢下降的趨勢。以輻照方式處理的冷鮮豬肉亦發(fā)現輻照有控制pH值上升的作用[21-22]，與本研究結果相似。這是由于輻照處理有效殺滅了魚肉中的腐敗菌，抑制魚肉的腐敗，防止腐敗菌分解蛋白質，生成堿性物質，從而控制pH的上升。4.78kGy劑量處理的樣品pH值與對照組無顯著差異(P>0.05)。故以1.55～4.78kGy劑量輻照處理魚肉可以控制pH值的上升，保證了魚肉的品質。

表2 輻照對pH、持水力和剪切力的影響?

Table2TotalnumberofpHandwatercapacitywithdifferentdoseof60Co-γirradiation

輻照劑量/kGypH持水力/%剪切力/kg0.007.19±0.11d93.90±2.52a0.180±0.027ab1.557.13±0.08cd93.12±2.56a0.162±0.009a2.627.07±0.12bcd92.13±2.02a0.177±0.036ab3.257.05±0.10bcd91.93±1.97a0.186±0.049ab4.786.97±0.08bcd91.80±1.03a0.221±0.048ab5.216.96±0.08bc91.23±1.35a0.255±0.053b6.496.94±0.12ab90.76±1.11a0.193±0.014ab7.576.91±0.09ab90.57±1.04a0.213±0.036ab8.746.77±0.08a90.46±1.63a0.247±0.065b

? 同一列數值上標有不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

與未輻照處理的樣品相比，樣品的持水性隨輻照劑量升高呈緩慢下降的趨勢?？赡苁禽椪崭淖兞思∪獾鞍踪|的二級和三級結構，從而使樣品的持水性逐漸降低[23-24]。由最小顯著差數法(LSD法)結果可知，不同輻照處理的樣品其持水性均無顯著差異，持水性的值都處在同一水平內，表明輻照劑量對持水性影響較小。

由表2還可知，隨輻照劑量的逐漸增大，剪切力呈現先增大后減小的趨勢。樣品在5.21kGy時剪切力達到最大值，這可能是輻照初期，魚肉的持水性減小，使得剪切力值升高[25-26]。而當輻照劑量大于5.21kGy后剪切力呈現減小的趨勢，這是由于蛋白質受較大輻照劑量影響，蛋白膠束結構被破壞，從而使剪切力下降[15]。

2.3 輻照滅菌對色度值的影響

普通消費者購買肉品時認為，色澤是影響消費者是否有購買意愿的重要影響因素之一。

由表3可知，隨輻照劑量逐漸增加，亮度值、紅度值總體呈現上升趨勢，黃度值呈下降趨勢；紅度值和黃度值隨輻照劑量變化顯著，而亮度值變化不顯著。通過計算得到魚肉的白度值，可知白度隨劑量增加而增加。當輻照劑量在0.00～7.57kGy時，通過肉眼觀察并無太大差別，處于消費者對色澤的可接受范圍內；而當輻照劑量達到8.74kGy時，樣品肉色過于慘白。故推斷在輻照劑量為0.00～7.57kGy時，輻照處理對樣品白度影響較小。

2.4 輻照滅菌對鱸魚揮發(fā)性成分的影響

由前述試驗結果可知，當輻照劑量≥3.25kGy時，菌落總數達到基本未檢出水平，起到良好的滅菌效果，因此選用對照組0.00，3.25kGy及等量增加量6.49kGy進行揮發(fā)性成分檢測。

對比圖1中經過不同輻照劑量處理的樣品出峰情況，以及表4所鑒定出的具體物質，可知：對照組產生的揮發(fā)性物質無論是種類還是相對含量均低于輻照組。對照組產生的揮發(fā)性物質僅有對二甲苯、1,3-二甲苯、六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十五烷和四甲基十五烷；3.25kGy處理組檢測出11種苯和烷類物質；6.49kGy處理組檢測出16種苯和烷類物質。分析比較兩個處理組不同時段的出峰及鑒定情況可知：當保留時間為5.00～10.00min時，3.25kGy處理組產生的斷裂的細小碳鏈明顯少于6.49kGy；在保留時間為19.00～22.00min時，3.25kGy產生的苯類、烷類明顯少于6.49kGy；當保留時間為27.00min時，6.49kGy出現了3.25kGy沒有產生的十三烷；當保留時間為32.00min時，3.25kGy輻照劑量下十五烷的相對含量比6.49kGy要少。

表3 輻照對色度值的影響?

Table3Thechromaticvaluewithdifferentdoseof60Co-γirradiation

輻照劑量/kGy亮度紅度黃度白度0.0063.85±2.24a-1.63±0.14a1.71±0.28a63.77±1.29a1.5564.02±1.59a-1.26±0.64a2.62±0.45a63.90±0.91a2.6264.88±4.17a-0.61±0.23a2.30±0.22a64.80±2.40a3.2565.16±1.54a-1.05±0.24b1.78±0.13b65.10±0.89a4.7866.27±2.68ab-1.76±0.22c1.39±0.27c66.20±1.54ab5.2166.31±2.55ab-0.57±0.47c1.35±0.09c66.28±1.47ab6.4967.36±0.11ab-0.28±0.44c1.00±0.14d67.34±0.06ab7.5767.33±1.82ab0.11±0.21c0.84±0.09d67.32±1.05ab8.7475.08±1.86c-0.84±0.20d0.64±0.28e75.06±1.07c

? 同一列數值上標有不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

圖1 輻照對鱸魚揮發(fā)性成分總離子流圖

Figure1Chromatographyoftotalionchromatogramofvolatilecomponentsofperchwithdifferentdoseof60Co-γirradiation

表4 輻照對鱸魚揮發(fā)性物質成分的影響

Table4Changesinvolatilecomponentwithdifferentdoseof60Co-γirradiation

類型名稱出峰時間/min0.00kGy3.25kGy6.49kGy芳烴類 苯7.350.40甲苯10.240.311.50對二甲苯13.640.080.360.42臨二甲苯13.690.290.091,3-二甲基苯13.710.040.301.43雙二甲基乙基苯26.063.865.54烷類六甲基環(huán)三硅氧烷11.9827.8016.8014.41八甲基環(huán)四硅氧烷17.8827.6231.1021.52二甲基十一烷19.242.79三甲基十二烷19.252.07二甲基辛烷19.681.23十三烷27.180.26十四烷29.690.32環(huán)十五烷31.990.15十五烷32.303.183.618.36十六烷34.810.28十七烷37.340.720.63四甲基十五烷37.331.252.33

由此可知，隨著γ射線的輻照劑量增加，揮發(fā)性成分也在增加。這是因為γ射線直接作用或使水輻照降解生成氫、氫氧活性自由基間接作用魚肉脂肪碳鏈，導致魚肉脂肪碳鏈斷裂，同時發(fā)生脂質過氧化反應[27]，產生的揮發(fā)性成分明顯變多，可能是不良輻照氣味的來源[28]。因此較小的輻照劑量(3.25kGy)產生揮發(fā)性成分較少，有利于控制揮發(fā)性氣體成分的產生。

3 結論

60Co-γ輻照能有效降低鱸魚制品的菌落總數，試驗滅菌劑量3.25kGy(與理論滅菌劑量相當)時即能夠滿足N<10CFU/g的滅菌水平。綜合各項指標的考量，3.25～4.78kGy劑量條件下可以控制pH值的上升，對持水性、色澤、剪切力等影響較小，有利于減少某些揮發(fā)性成分的產生，此范圍劑量既能達到滅菌效果，又最大程度保持鱸魚原本良好的品質。目前輻照對鱸魚制品的品質影響的研究缺乏系統(tǒng)針對性。因此，本研究將為輻照滅菌技術在鱸魚制品等水產制品的貯藏應用提供較為完整的數據和理論參考依據。除此外，輻照后鱸魚制品感官可能與質構的變化具有相關聯系[16,25,29]，具體的相關性將是日后進一步研究的方向，以更深入探究輻照劑量對鱸魚品質效應的影響。

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Study on irradiation sterilization and dose of semi-finished Micropterus salmoides王瑋瓊WANG Wei-qiong

XIONGGuang-quan

CHENYu-xia

BAIChan

LIHai-lan

ZUXiao-yan

(InstituteforFarmProductsProcessingandNuclear-AgriculturalTechnology,HuBeiAcademyofAgriculturalSciences,Wuhan,Hubei430064,China)

In order to regulate the technical conditions of irradiation sterilization for semi-finishedMicropterussalmoides(SFMS), we investigated the impacts of irradiation on the microbe quantity, pH value, water holding capacity, color value and volatile components of it in this study, by using different doses ranging from 0.00 to 8.74 kGy of60Co gamma ray irradiation. The results showed that, with the irradiation of 3.25 kGy, the total bacteria decreased to 10 CFU/g. Moreover, the total bacteria decreased to 250 CFU/g and 10 CFU/g, at theD10value of 1.54 kGy and 3.64 kGy, respectively. At the range of 1.55～4.78 kGy, pH value could be controlled in a reasonable standard. Increasing irradiation dosage (1.55～7.57 kGy) did not change the production of water holding capacity, color, or Warner-Bratzler shear force. A dose of 3.25 kGy was beneficial to semi-finished products of SFMS to reduce the volatile components of benzene and alkanes. In conclusion, the60Co-γirradiation dose in 3.25～4.78 kGy could release the sterilization purpose. Therefore, our studies provided theoretical guidance for the irradiation sterilization of SFMS.

Micropterussalmoides; microorganism inactivation;60Co-γirradiation; quality

國家自然科學青年基金項目(編號：111605052)；湖北省重大科技創(chuàng)新計劃項目(編號：2015ABA038)；湖北省農業(yè)科技創(chuàng)新中心資助項目(編號：2017-620-000-001-036)；湖北省農業(yè)科學院競爭性項目(編號：2016fcz05)

王瑋瓊，女，湖北省農業(yè)科學院實習研究員，碩士。

鉏曉艷(1981—)，女，湖北省農業(yè)科學院副研究員，博士。E-mail：50655819@qq.com

2016—07—21

10.13652/j.issn.1003-5788.2016.11.024