張 晗，呂鳴春，梅卡琳，盧佳芳，楊文鴿*

（寧波大學(xué)食品與藥學(xué)學(xué)院，浙江省動(dòng)物蛋白食品精深加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 寧波 315211）

輻照可有效殺滅或減少食品中的微生物，且在處理過程中引起食品內(nèi)部溫度的變化極小，能最大限度地減少對食品的破壞，是目前較好的食品冷殺菌保鮮技術(shù)[1]。與常用的γ-射線輻照相比，電子束輻照不存在放射性污染、核泄漏等一系列問題，有望成為γ-射線輻照的理想替代技術(shù)，并且電子束輻照可以通過加速電壓來調(diào)節(jié)，系統(tǒng)操控方便，加速器自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)食品的在線生產(chǎn)；因此已得到越來越多的國家以及國際組織的關(guān)注，近年來已被廣泛應(yīng)用于食品保鮮及其品質(zhì)改善[2-3]。

關(guān)于電子束輻照對食品殺菌效果及其品質(zhì)影響的研究報(bào)道多集中于農(nóng)畜產(chǎn)品[4-6]，近年來在水產(chǎn)品中的應(yīng)用雖有所開展，但研究報(bào)道較少。楊文鴿等[7]研究了電子束輻照對鮮牡蠣保鮮效果的影響，結(jié)果表明1、3、5 kGy劑量輻照可分別使牡蠣保質(zhì)期延長4、7、8 d；Herrero等[8]發(fā)現(xiàn)經(jīng)8 kGy電子束輻照后，冷熏大馬哈魚魚肉蛋白的α-螺旋含量降低，β-轉(zhuǎn)角、β-折疊以及無規(guī)卷曲含量上升；呂梁玉等[9]研究表明輻照后的帶魚魚糜的魚香味略有減弱，但不顯著；施惠棟等[10]發(fā)現(xiàn)6 kGy劑量電子束輻照，可將對蝦仁中的氯霉素含量降解到0.1 μg/kg以下；Su Yicheng等[11]研究了電子束輻照對熏鮭魚菌落總數(shù)的影響，結(jié)果表明2 kGy及以上劑量即能徹底殺菌。

Lateolabrax japonicus學(xué)名日本真鱸，又名鱸魚、花鱸等，其肉質(zhì)鮮嫩、營養(yǎng)豐富、味道鮮美，是我國養(yǎng)殖產(chǎn)量居首位的海水魚類[12]。但由于受到內(nèi)源酶及微生物的作用，捕獲后的鱸魚肉極易發(fā)生腐敗[13-14]；因此保持鱸魚肉新鮮度、提高魚肉食用品質(zhì)、延長其貨架期尤為重要。目前鱸魚除了鮮活鮮銷外，多以化學(xué)和生物保鮮劑進(jìn)行保鮮[15-16]，但其可能存在化學(xué)物殘留、保質(zhì)期較短等缺陷。鉏曉艷等[17]評價(jià)了電子束輻照處理后的淡水鱸魚（Micropterus salmoides）品質(zhì)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)輻照劑量低于4.41 kGy時(shí)，魚肉的感官和質(zhì)構(gòu)特性能得到最高限度地保持，但有關(guān)電子束輻照在海鱸魚肉保鮮中的研究報(bào)道較少。鑒于電子束輻照技術(shù)具有殺菌效果好、對食品品質(zhì)影響程度低、無二次殘留的優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)以新鮮海鱸魚（Lateolabrax japonicus）肉為原料，以不同劑量電子束輻照處理，分析輻照對鱸魚肉菌落總數(shù)、揮發(fā)性鹽基總氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）含量和硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值的影響，結(jié)合感官評價(jià)、色值和質(zhì)構(gòu)變化情況，評價(jià)電子束輻照前處理對鱸魚肉品質(zhì)的影響，探究電子束輻照技術(shù)在鱸魚保鮮應(yīng)用上的可行性，為鱸魚貯藏保鮮提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮活鱸魚（Lateolabrax japonicu）購于寧波路林水產(chǎn)市場，體質(zhì)量（700±50）g、體長（40±2）cm?；铘~經(jīng)冷凍處死，去頭、去內(nèi)臟后，清洗瀝干，沿脊柱分為兩半后分裝。鱸魚肉每包300 g，真空包裝備用。

硫代巴比妥酸 北京索萊寶科技有限公司；乙二胺四乙酸二鈉 阿拉丁試劑（上海）有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Biofuge Stratos臺(tái)式高速冷凍離心機(jī) 美國Thermo Scientific公司；ZHJH-III超凈工作臺(tái) 上海智城分析儀器公司；BP221S電子分析天平 德國Sartorius公司；CR-400便攜式色差計(jì)色差儀 日本Konica Minolta公司；TA.XT. Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司；SpectraMax i3多功能酶標(biāo)儀 美國Molecular Devices公司。

1.3 方法

1.3.1 電子束輻照處理

輻照處理在寧波超能科技股份有限公司進(jìn)行，輻照裝置為NBL-1010型電子直線加速器，能量10 MeV，劑量率1 kGy/s，劑量分別是0、1、3、5、7 kGy，其中0 kGy為對照組。每組劑量設(shè)3 個(gè)平行，魚肉單包排列，不重疊，以確保輻照均勻。輻照后鱸魚肉立即置于4 ℃冷藏，分別于貯藏第1、3、6、9、12、16、21天取樣測定，TVB-N含量測定時(shí)間視具體情況而定。

1.3.2 菌落總數(shù)的測定

菌落總數(shù)參照GB 4789.2—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》[18]進(jìn)行測定。

1.3.3 TVB-N含量的測定

TVB-N含量的測定參照GB 5009.228—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》[19]，選用半微量定氮法進(jìn)行測定。

1.3.4 TBA值的測定

TBA值參照GB 5009.181—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中丙二醛的測定》[20]進(jìn)行測定。TBA值以每千克樣品中所含丙二醛的質(zhì)量表示，單位為mg/kg。

1.3.5 色值的測定

在魚肉的正反新鮮剖面各選取3 個(gè)點(diǎn)，使用色差計(jì)分別測量其亮度L*值、紅綠度a*值和黃藍(lán)度b*值。1.3.6 質(zhì)構(gòu)的測定

將鱸魚肉切成2 cm×2 cm×1 cm的小魚塊，采用質(zhì)構(gòu)儀及P/50型號(hào)探頭，對樣品進(jìn)行質(zhì)地測試。TPA設(shè)定參數(shù)為：測試前速率3.00 mm/s，測試速率1.00 mm/s，測試后速率1.00 mm/s，30%壓縮形變，5 g觸發(fā)力。

1.3.7 感官評價(jià)

鱸魚肉置于隨機(jī)編號(hào)的相同容器中，以魚肉的氣味、色澤、觸感和組織形態(tài)作為指標(biāo)進(jìn)行感官評定，具體評分標(biāo)準(zhǔn)參見文獻(xiàn)[21]。以海鱸魚肉4 個(gè)指標(biāo)得分總和的平均值為感官評分，感官評分低于2時(shí)，感官上拒絕接受。

1.4 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)設(shè)3～5 個(gè)平行，數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，并采用SAS 9.1.3軟件，利用Duncan多重比較進(jìn)行顯著性分析。其中P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 電子束輻照對鱸魚肉菌落總數(shù)的影響

圖1 輻照鱸魚肉冷藏期間菌落總數(shù)的變化Fig.1 Change in TBC of irradiated L. japonicus meat during cold storage

由圖1可以看出，冷藏第1天對照組菌落總數(shù)為3.48（lg（CFU/g）），顯著高于各輻照組（P＜0.05），且隨輻照劑量升高，菌落總數(shù)逐漸下降。隨著貯藏時(shí)間的延長，各組鱸魚肉菌落總數(shù)均不斷增加，輻照劑量越低，上升速率越快，且整個(gè)冷藏期內(nèi)，對照組菌落總數(shù)均高于輻照組，輻照劑量越高，菌落總數(shù)越低。對照組和1 kGy輻照組菌落總數(shù)在冷藏16 d和21 d時(shí)均已超過水產(chǎn)品微生物限量標(biāo)準(zhǔn)107CFU/g[22]，而3、5 kGy和7 kGy輻照組鱸魚肉菌落總數(shù)始終處于較低水平?？梢?，電子束輻照可有效殺滅鱸魚肉內(nèi)的微生物，起到延長其保質(zhì)期的作用。

輻照產(chǎn)生的帶電粒子可對微生物基因組造成一定損傷，影響微生物代謝活動(dòng)，從而達(dá)到抑制微生物生長、減緩繁殖速度的目的[23]。此外，輻照可產(chǎn)生羥自由基等物質(zhì)，從而能有效抑制微生物的生長繁殖[24]。程述震等[25]研究電子束輻照對冷鮮牛肉品質(zhì)的影響，結(jié)果表明經(jīng)2、4、6 kGy輻照的牛肉菌落總數(shù)顯著下降，且貯藏期間菌落生長緩慢；Su Yicheng等[11]采用1、2、4 kGy電子束輻照處理冷熏鮭魚片，發(fā)現(xiàn)輻照后鮭魚片總菌落數(shù)減少，且當(dāng)劑量大于2 kGy時(shí)能徹底滅菌；Chouliara等[26]研究表明黑鯛魚肉經(jīng)1、3 kGy劑量輻照后，菌落總數(shù)顯著下降，1、3 kGy輻照樣品在貯藏3 d后的菌落總數(shù)分別為2.4、1.2（lg（CFU/g）），顯著低于對照組的4.2（lg（CFU/g））。

2.2 電子束輻照對鱸魚肉TVB-N含量的影響

根據(jù)GB/T 18108—2008《鮮海水魚》[27]，海水魚I、II、III級(jí)鮮度的TVB-N含量限值分別為15、20、30 mg/100 g。對冷藏期間各組鱸魚肉的TVB-N含量進(jìn)行曲線擬合，由圖2可知，冷藏3 d后，對照組TVB-N含量迅速上升，第9天時(shí)TVB-N含量大于30 mg/100 g，超出III級(jí)鮮度；1 kGy組于第12天時(shí)超出30 mg/100 g；3 kGy組第9天時(shí)進(jìn)入II級(jí)鮮度，第16天時(shí)超出30 mg/100 g；第16天時(shí)，5 kGy和7 kGy組樣品仍處于II級(jí)鮮度，貯藏19 d和22 d時(shí)分別超過III級(jí)鮮度限值。由此可見，3、5、7 kGy劑量電子束輻照均能較好延緩TVB-N含量的上升，可分別延長鱸魚肉貨架期6、10、13 d。

圖2 輻照鱸魚肉冷藏期間TVB-N含量的變化Fig.2 Change in TVB-N contents of irradiated L. japonicus meat during cold storage

此外，由圖2可知，在貯藏第1天，對照組鱸魚肉的TVB-N含量為10.59 mg/100 g，除1 kGy組無顯著變化外（P＞0.05），3、5、7 kGy組分別上升到11.50、12.51、12.82 mg/100 g，顯著大于對照組和1 kGy輻照組（P＜0.05），說明較高劑量的輻照會(huì)導(dǎo)致TVB-N含量升高；隨著貯藏時(shí)間延長，各組鱸魚肉的TVB-N含量均上升，但輻照組上升速率比對照組緩慢，輻照可延緩鱸魚在冷藏期間TVB-N含量的上升速率。輻照時(shí)，加速器產(chǎn)生的高能電子束能直接作用使物質(zhì)的分子、原子電離或激發(fā)，從而使大分子產(chǎn)生交聯(lián)或聚合，造成蛋白損傷，或間接作用使水發(fā)生電離，產(chǎn)生的自由基及活性因子會(huì)加速蛋白損傷，所以輻照可能導(dǎo)致?lián)]發(fā)性含氮物含量增加；同時(shí)輻照能抑制微生物的生長繁殖，并引起酶的鈍化，使冷藏期間由于微生物作用引起蛋白質(zhì)以及其他物質(zhì)的分解而產(chǎn)生揮發(fā)性含氮物的速率降低[7,28-29]。Al-Bachir[30]使用2 kGy和4 kGy劑量輻照處理Borak肉制品，在貯藏初期對照組TVB-N含量顯著低于輻照組，但冷藏7 d后輻照組TVB-N含量顯著低于對照組；傅麗麗等[31]利用0.0、0.5、1.0 kGy和2.0 kGy劑量電子束輻照處理三文魚，結(jié)果表明到貯藏末期，各處理組樣品的TVB-N含量分別為42.14、33.67、35.84 mg/100 g和29.26 mg/100 g，說明電子束輻照對貯藏期樣品TVB-N含量的增加有良好的抑制作用。

2.3 電子束輻照對鱸魚肉TBA值的影響

圖3 電子束輻照鱸魚肉冷藏期間TBA值的變化Fig.3 Change in TBA value of irradiated L. japonicus meat during cold storage

TBA值是評價(jià)脂質(zhì)氧化的重要指標(biāo)之一。如圖3所示，冷藏第1天，相比于對照組的0.67 mg/kg，除1 kGy組TBA值無顯著變化外（P＞0.05），3、5、7 kGy組魚肉的TBA值分別上升至0.70、0.72、0.72 mg/kg，顯著高于對照組和1 kGy輻照組（P＜0.05）。隨冷藏時(shí)間的延長，各組樣品TBA值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，且輻照劑量越大，上升速率越快，達(dá)到的峰值也相對越大。0、1、3 kGy組和5、7 kGy組魚肉的TBA值分別于第12天和第9天達(dá)到峰值。

輻照可以誘導(dǎo)加速鱸魚肉脂質(zhì)的氧化，但均未產(chǎn)生氧化異味。脂質(zhì)氧化是典型的自由基與O2反應(yīng)生成過氧化物的歷程，輻照可以催化魚肉產(chǎn)生自由基而加速脂質(zhì)自動(dòng)氧化，引發(fā)自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，導(dǎo)致TBA值上升[32-33]。TBA值達(dá)到峰值后繼而下降，這可能是由揮發(fā)性氧化產(chǎn)物的含量減少引起。Riebroy等[34]采用輻照處理大眼鯛魚肉香腸產(chǎn)品，輻照組產(chǎn)品的TBA值顯著大于對照組，且在貯藏25 d內(nèi)，6 kGy組TBA值始終高于4 kGy組和對照組，并于第25天達(dá)到峰值。Baptista等[35]研究輻照對雞胸脯肉的影響時(shí)，同樣發(fā)現(xiàn)輻照可以加速雞肉脂質(zhì)的氧化。

2.4 電子束輻照對鱸魚肉色值的影響

表1 輻照鱸魚肉冷藏期間色值的變化Table1 Changes in color values of irradiated L. japonicus meat during cold storage

從表1可以看出，3、5、7 kGy輻照樣品L*值顯著大于對照組和1 kGy組樣品，說明輻照對L*值增加有一定的作用。在整個(gè)冷藏期內(nèi)，對照組和1kGy組樣品L*值持續(xù)緩慢下降，而3、5、7 kGy組樣品L*值則先上升后下降。不同組鱸魚肉的a*值在整個(gè)冷藏期內(nèi)基本上沒有變化，而在整個(gè)貯藏期內(nèi)各組樣品的b*值呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。貯藏初期，不同劑量輻照的樣品b*值無明顯差異，隨著貯藏時(shí)間的延長，高劑量組樣品b*值顯著高于低劑量組。冷藏期間高劑量組魚肉L*值下降伴隨著b*值上升，這可能是輻照誘導(dǎo)脂質(zhì)氧化和羰基化合物的產(chǎn)生所致，這些羰基化合物可與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)從而形成黃褐色[34]。

2.5 電子束輻照對鱸魚肉質(zhì)構(gòu)的影響

圖4 電子束輻照鱸魚肉冷藏期間硬度（A）、咀嚼性（B）、彈性（C）和回復(fù)性（D）的變化Fig.4 Changes in hardness (A), chewiness (B), springiness (C) and resilience (D) of irradiated L. japonicus meat during cold storage

由圖4A～D可以看出，在冷藏過程中，各組魚肉硬度變化不顯著，咀嚼性、彈性和回復(fù)性均隨貯藏時(shí)間的延長而下降。從圖4A、B可以看出，不同輻照劑量對硬度和咀嚼性的影響不大；從圖4C、D則可以看出，在冷藏第1天，與對照組相比，1 kGy組魚肉彈性和回復(fù)性無顯著變化，當(dāng)輻照劑量大于1 kGy時(shí)，魚肉彈性和回復(fù)性有所降低。冷藏后期不同輻照組魚肉彈性差異不顯著（P＞0.05），但魚肉回復(fù)性的波動(dòng)比較大，高劑量組魚肉回復(fù)性逐漸高于低劑量組，這可能是輻照殺滅了魚肉微生物，抑制內(nèi)源酶活性，從而控制魚肉腐敗變質(zhì)所致。可以看出，輻照對鱸魚肉的質(zhì)構(gòu)特性總體上影響不大，可應(yīng)用于鱸魚肉的保鮮。

2.6 電子束輻照對鱸魚肉感官品質(zhì)的影響

圖5 電子束輻照鱸魚肉冷藏期間感官評分的變化Fig.5 Change in sensory evaluation of irradiated L. japonicus meat during cold storage

由圖5可知，冷藏第1天，與對照組相比，大部分輻照組鱸魚肉在感官品質(zhì)上并無顯著差別（P＞0.05），但當(dāng)輻照劑量達(dá)7 kGy時(shí)，感官評分顯著低于其他組，這是由于7 kGy輻照使魚肉固有香味逐漸變淡，產(chǎn)生了輻照異味。隨著貯藏時(shí)間的延長，各組樣品感官評分均有所下降，對照組樣品下降尤為顯著，第9天時(shí)即達(dá)到感官拒絕接受值。而輻照劑量越大，感官評分下降速率越小。1、3、5、7 kGy輻照樣品分別于貯藏第12、16、21天和第22天達(dá)到感官拒絕接受值，且感官評價(jià)結(jié)果與TVB-N含量的變化相一致。通過感官評分的變化，并結(jié)合TVB-N含量的結(jié)果，認(rèn)為采用3～5 kGy輻照劑量處理鱸魚肉較為合適，可延長其冷藏貨架期6～10 d。

李穎暢等[36]采用藍(lán)莓葉多酚對鱸魚進(jìn)行處理，結(jié)果表明藍(lán)莓葉多酚可延長鱸魚肉冷藏期4～5 d；唐文靜等[16]將復(fù)合乳酸菌接種到鱸魚塊上，發(fā)現(xiàn)其對冷藏海鱸魚塊具有良好的保鮮效果，能使其貨架期延長2 d；鞠健等[37]研究茶多酚和迷迭香結(jié)合Nisin對冷藏鱸魚品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示茶多酚和迷迭香結(jié)合Nisin可延長鱸魚冷藏貨架期4～6 d。而3～5 kGy輻照劑量前處理鱸魚肉即可延長其冷藏貨架期6～10 d?？梢?，電子束輻照在延長鱸魚肉保質(zhì)期方面更具優(yōu)越性。

3 結(jié) 論

電子束輻照能有效降低鱸魚肉的菌落總數(shù)，輻照劑量越大殺菌效果越強(qiáng)，且經(jīng)輻照后的樣品在整個(gè)冷藏期內(nèi)菌落總數(shù)增長緩慢；冷藏第1天較高輻照組鱸魚肉的TVB-N含量有所增加，說明輻照會(huì)導(dǎo)致TVB-N含量的上升，但在貯藏期內(nèi)隨著時(shí)間的延長，對照組樣品TVB-N含量上升速率大于輻照組樣品；電子束輻照能加速鱸魚脂質(zhì)的氧化，輻照劑量越高，TBA值越高；適宜劑量的電子束輻照可以提高鱸魚肉的亮度；電子束輻照對鱸魚肉的質(zhì)構(gòu)雖有一定影響，但影響不明顯。綜合考慮，冷藏條件下，可采用3～5 kGy電子束輻照對鱸魚肉進(jìn)行前處理，比對照組貨架期延長6～10 d。

此外，魚肉中還含有大量的內(nèi)源酶，包括蛋白酶、脂肪酶等。輻照在影響魚肉蛋白結(jié)構(gòu)和功能特性的同時(shí)，也能改變酶的結(jié)構(gòu)，從而影響酶的活力，導(dǎo)致魚肉品質(zhì)的變化。迄今為止，輻照對魚肉蛋白的影響多集中于肌肉蛋白結(jié)構(gòu)及其功能特性，而對魚肉內(nèi)源酶的影響研究尚不多見，分析輻照對內(nèi)源酶空間結(jié)構(gòu)及其功能的影響，對探討輻照影響酶活性機(jī)理，控制魚肉品質(zhì)具有重要意義。