蔣慧亮,顧 玉,楊 絮,展躍平,周震宇,楊 綮

(1.江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院食品科技學院,江蘇泰州 225300;2.中國水產(chǎn)科學研究院東海水產(chǎn)研究所,上海 200090;3.江南大學繼續(xù)教育與網(wǎng)絡教育學院,江蘇無錫 214000)

河蚌營養(yǎng)豐富,蚌肉干基中蛋白質含量為51.07%,粗脂肪含量為7.45%,總糖含量為26.65%,均高于其他水產(chǎn)貝類[1]。且蚌肉對人體有良好的保健功效,有滋陰平肝、明目防眼疾等作用,深受消費者喜愛。由于一般蚌殼較大,且取肉后的蚌殼易造成環(huán)境污染,若集中取肉,制成蚌肉凈菜銷售,則可解決難題,同時也便于消費者購買。但新鮮蚌肉易腐敗,不利于保存。因此使用安全有效的保鮮方式保證蚌肉的新鮮品質是研究的重點。

目前對蚌肉的保鮮研究較少,孫明恒[2]研究發(fā)現(xiàn)溶菌酶和乳酸鏈球菌肽的復合生物保鮮劑對蚌肉的保鮮效果較好,Katharina等[3]發(fā)現(xiàn)將高壓技術應用于貽貝保鮮,可有效減少單增李斯特菌的生長,證實非熱物理方式可應用于水產(chǎn)品保鮮。電子束輻照是一種利用電離輻射與物質相互作用所產(chǎn)生的效應以達到延長保質期目的的新興物理保藏技術[4],具有提高食品加工品質、減少食品營養(yǎng)損失及控制微生物生長和延長貨架期等優(yōu)勢,是目前較好的食品冷殺菌保鮮技術[5],近年來廣泛應用于各類食品保鮮及其品質改善中,例如蘋果經(jīng)低劑量的電子束輻照后品質未受影響,且貨架期得到延長[6];蟹肉經(jīng)1～9 kGy的電子束輻照后,其營養(yǎng)和滋味無不良影響[7];適宜劑量的電子束輻照有效抑制了帶魚魚糜內源性蛋白酶活性,有利于魚糜凝膠的形成[8];5～7 kGy電子束輻照泥蚶后,泥蚶中總脂肪酸含量減少,不飽和脂肪酸含量增加[9];0.5 kGy的電子束輻照可以更好地保持三文魚的品質,延長其貨架期[10];1.0 kGy的電子束輻照可降低真空包裝章魚中生物胺的產(chǎn)生,冷藏貨架期延長至35 d[11]。各類研究表明電子束對食品的品質沒有明顯的負面影響,且對于貨架期有一定的改善,可嘗試用于蚌肉的保鮮。

表1 蚌肉感官評價標準

實驗前期已完成蚌肉貯藏試驗,并證實蚌肉冰藏保鮮效果優(yōu)于冷藏,本文以新鮮蚌肉為原料,采用不同劑量電子束對蚌肉進行輻照處理,分析輻照前后蚌肉中氨基酸組成的變化,分析冰藏過程中蚌肉中菌落總數(shù)、揮發(fā)性鹽基總氮(TVB-N)和硫代巴比妥酸值(TBA)的變化,綜合評價電子束輻照對蚌肉的保鮮效果的影響,探究電子束輻照應用于蚌肉保鮮的可行性及較優(yōu)劑量。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮活河蚌(產(chǎn)于泰州水域,夏季,選用活力強、個體帶殼重400～500 g) 購于泰州市海陵區(qū)大潤發(fā)超市;平板計數(shù)瓊脂 北京陸橋技術股份有限公司;硼酸、鹽酸、三氯乙酸、乙二胺四乙酸二鈉、硫代巴比妥酸、氧化鎂 分析純,國藥集團化學試劑有限公司;鹽酸、檸檬酸鈉、氫氧化鈉 優(yōu)級純,國藥集團化學試劑有限公司。

SPX-25085H-Ⅱ生化培養(yǎng)箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;KDN-04B定氮儀 上海新嘉電子有限公司;紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司;IS1020直線電子加速器輻照加工系統(tǒng) 揚州揚福科技有限公司;L-8900全自動氨基酸分析儀 日立高新技術有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料的輻照處理 新鮮河蚌去殼、去腮、去消化腺,保留可食用部分,每份蚌肉約50 g,使用PE自封袋密封包裝,樣品隨機分為6組。按照層冰層樣品放入底部有漏水孔的泡沫箱中,封箱。冷鏈運至揚州揚?？萍加邢薰具M行電子束輻照處理,劑量分別為0(對照組)、1、3、5、7、9 kGy,其中輻照能量為10 MeV,掃描寬度為710 cm,1 kGy劑量平均束流強度為150 μA,傳輸速度30.7 mm/s,3～9 kGy劑量平均束流強度為1650 μA,傳輸速度為117.6～38.9 mm/s、每組劑量設3個平行樣。蚌肉單包排列,不重疊,輻照均勻。

1.2.2 貯藏試驗與樣品處理 帶冰蚌肉均置于生化培養(yǎng)箱(3±0.5) ℃貯藏,適時加冰,貯藏前期每隔2 d取樣,對照組貯藏10 d、其他組貯藏16 d后每隔1 d取樣,每次隨機取樣3份,分別進行感官評價、菌落總數(shù)測定、TVB-N測定、TBA測定。

1.2.3 氨基酸組成分析 蚌肉勻漿后,加入6 mol/L鹽酸,經(jīng)冷凍抽真空,水解22 h后使用氨基酸分析儀,參照GB 5009.124-2016[12]中方法,測定輻照前后蚌肉中17種氨基酸含量。

1.2.4 感官評價 參照GB/T 37062-2018 水產(chǎn)品感官評價指南[13],由10名(5男5女)食品專業(yè)人員組成評價小組,按照表1,從蚌肉的體表、氣味、肌肉等進行感官評定。分為高品質期(E)、較好品質期(A)、貨架期(B)、腐敗期(C)4等級。

1.2.5 菌落總數(shù)測定 參照GB 4789.2-2016[14]中平板傾注法測定。

1.2.6 TVB-N測定 參照GB 5009. 228-2016[15]中半微量凱氏定氮法進行測定。

1.2.7 TBA測定 參照 GB 5009.181-2016[16]中分光光度法進行測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 25.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,Excel制圖。各指標測定設3次平行,數(shù)據(jù)以“平均值±標準偏差”表示。

2 結果與分析

2.1 電子束輻照對蚌肉中氨基酸組成的影響

經(jīng)1～5 kGy電子束輻照處理后,蛋氨酸、異亮氨酸和組氨酸含量略有增加,其他氨基酸含量均有一定程度降低,其中胱氨酸影響較大,1 kGy電子束使蚌肉中胱氨酸含量由11.35 mg/g干重降低至7.12 mg/g干重,且隨著劑量的增加,胱氨酸含量持續(xù)降低(P<0.05)。這可能是因為胱氨酸分子中C-S鍵對輻照較敏感,易發(fā)生斷裂,導致含量降低[17]。呈味氨基酸是蚌肉鮮味的主要來源,其含量占氨基酸總量越高,則蚌肉鮮味越明顯,新鮮蚌肉中氨基酸含量豐富,對照組DAA/TAA為44.33%,新鮮象拔蚌中DAA/TAA為46.9%[18],與蚌肉中含量接近。但整體上1～5 kGy劑量電子束對蛙內中的氨基酸含量沒有顯著的不良影響,而當電子束劑量增加至7 kGy以上時,各類氨基酸含量出現(xiàn)不同程度的降低。但各電子束處理組蚌肉中DAA/TAA均保持在44.37%～44.89%,與對照組相比略有增加。李超等[9]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)1～5 kGy電子束輻照后,泥螺肉中的氨基酸總量增加;梅卡琳[7]的研究也表明電子束輻照對蟹肉的氨基酸組成及其營養(yǎng)價值沒有明顯的不利影響,與本文研究結論類似。

表2 不同劑量電子束輻照處理蚌肉中的氨基酸組成

2.2 電子束輻照對蚌肉貯藏中感官品質的影響

電子束輻照處理后,各組蚌肉在組織形態(tài)、色澤、氣味和觸感上與對照組并無明顯差別。由表3可知，隨著貯藏的進行,對照組蚌肉在第12 d時達到感官不可接受值。而1、3、5、7、9 kGy處理組別在18、22、24、25和25 d達到感官不可接受值。

2.3 電子束輻照對蚌肉貯藏中菌落總數(shù)的影響

各組蚌肉在貯藏中的菌落總數(shù)變化如圖1所示,由圖1可知,經(jīng)電子束處理后,蚌肉中初始菌落總數(shù)均有所下降,當劑量達到3 kGy及以上時,初始菌落數(shù)均≤10 CFU/g。隨著貯藏的進行,各組蚌肉中菌落總數(shù)不斷上升,但電子束輻照處理組菌落總數(shù)始終低于對照組,且輻照劑量越高,菌落總數(shù)增長越緩慢,在整個貯藏期內,輻照組菌落總數(shù)均低于對照組。對照組和1 kGy組蚌肉在貯藏12 d和18 d時菌落總數(shù)均已超過水產(chǎn)品微生物限量標準107CFU/g[19],3 kGy組蚌肉貯藏22 d后菌落總數(shù)也達到6.83 lg CFU/g,接近于微生物限量值,而5、7和9 kGy組蚌肉在達到感官不可接受時,其菌落總數(shù)仍低于微生物限量值?？梢?電子束輻照對微生物的影響顯著(P<0.05),3.23～4.0 kGy的電子束輻照可讓豬肉中初始菌落總數(shù)下降2 lg CFU/g[20],而本文中1 kGy的電子束即可使蚌肉初始菌落總數(shù)下降2 lg CFU/g,戚文元等[21]同樣發(fā)現(xiàn)電子束對水產(chǎn)品中的病原微生物的殺滅效果良好,2 kGy的電子束可有效減少牛肉香腸中菌落總數(shù),對鼠傷寒沙門氏菌也有很好的抑制作用[22]。

圖1 不同劑量電子束輻照處理蚌肉貯藏中菌落總數(shù)的變化

表3 不同劑量電子束輻照處理蚌肉貯藏中感官品質的變化

2.4 電子束輻照對蚌肉貯藏中TVB-N值的影響

揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)是衡量鮮凍動物性水產(chǎn)品鮮度的重要指標,GB 2733-2015中規(guī)定冷凍貝類中TVB-N限值為15 mg/100 g[23]。各組蚌肉在貯藏中的TVB-N值變化趨勢如圖2所示,由圖2可知,1～5 kGy組初始值與對照組無明顯差異,而7～9 kGy組初始值略有增加,高劑量電子束輻照使蚌肉中部分氨基酸降解,造成TVB-N值略有上升,使用伽馬射線照射大黃魚后,同樣引起試驗組大黃魚中TVB-N值增加[24]。隨著貯藏的進行,各組蚌肉的TVB-N值均上升,但電子束處理組蚌肉中TVB-N值上升速率較對照組緩慢,且劑量越高,增長速率越慢,電子束能抑制微生物的生長,并鈍化酶,降低蛋白質以及其他物質的分解,減少了揮發(fā)性含氮物[25]。但當電子束劑量高于5 kGy時,蚌肉中TVB-N值之間的差異并不明顯,對照組和各電子束處理組蚌肉分別在貯藏12、18、22、24、25和25 d時超過國標限值,結合感官評價及菌落總數(shù)結果,各組蚌肉冰藏貨架期分別為12、18、22、24、25和25 d,電子束輻照有效延長了蚌肉冰藏貨架期,相比超高壓技術可延長蚌肉冷藏貨架期5 d[26],復合生物保鮮劑處理后蚌肉冷藏貨架期延長至12 d[2],電子束輻照對蚌肉貨架期的延長效果較優(yōu)。

圖2 不同劑量電子束輻照處理蚌肉貯藏中TVB-N值的變化

2.5 電子束輻照對蚌肉貯藏中TBA值的影響

脂肪氧化是引起水產(chǎn)品腐敗變質的重要原因,因此TBA值也可以反映水產(chǎn)品貯藏中的鮮度。電子束對蚌肉貯藏中的TBA值影響如圖3,電子束輻照處理后,蚌肉中初始TBA值較對照組有明顯增加,對照組于貯藏13 d達到最高值,1 kGy組于貯藏14 d達最大值,3、5、7和9 kGy組均在貯藏12 d達到最大值。電子束輻照誘導加速脂質的氧化[27-28],導致蚌肉中TBA值上升,在貯藏過程中,電子束處理組的TBA值始終高于對照組,且劑量越高,TBA值上升越快,最高值也越大。但當高于5 kGy時,電子束輻照對蚌肉中TBA值的影響差異不明顯。隨著貯藏的繼續(xù)進行,揮發(fā)性氧化產(chǎn)物減少,因此在達到最大值后呈下降趨勢,電子束對鱸魚肉中的TBA值影響趨勢與本文類似[29],而各組蚌肉至貨架期終點,其TBA值均未超過水產(chǎn)品一級鮮品TBA限值5 mg/g[30],這可能是因為蚌肉中脂肪含量較少,且貯藏溫度低在一定程度上也可抑制脂肪氧化[31]。

圖3 不同劑量電子束輻照處理蚌肉貯藏中TBA值的變化

3 討論與結論

電子束輻照能殺滅蚌肉中的微生物,延緩微生物的增長,減少了蚌肉中揮發(fā)性鹽基氮的產(chǎn)生,1、3、5、7和9 kGy的電子束輻照分別延長了蚌肉冰藏的貨架期6、10、12、13和13 d,當電子束劑量≥5 kGy時,對蚌肉冰藏貨架期的影響差距不明顯,而電子束輻照在一定程度上加速蚌肉脂肪氧化,同時7～9 kGy電子束一定程度上降低了蚌肉中部分氨基酸的含量。綜合各類指標,5 kGy電子束對蚌肉的保鮮效果較優(yōu)。楊文鴿等[32]研究發(fā)現(xiàn)5 kGy電子束同樣是牡蠣保鮮的最佳劑量。張晗等[29]發(fā)現(xiàn)3～5 kGy電子束輻照,可有效延長鱸魚肉貨架期 6～10 d。陳東清等[33]發(fā)現(xiàn)蒸煮小龍蝦經(jīng)6 kGy電子束輻照后,在保證產(chǎn)品品質基礎上能有效延長貨架期,張瑩等[34]同樣研究發(fā)現(xiàn)5 kGy電子束對泥螺的保鮮效果優(yōu)于其他輻照處理方式。因此,5 kGy電子束可應用于蚌肉的物理保鮮。