李美錦，黃佳珺，陳亞楠，蔡俊，李海藍(lán)，鉏曉艷*

（1.湖北工業(yè)大學(xué)生物工程與食品學(xué)院，湖北武漢 430068）

（2.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北武漢 430064）

鰱魚（Hypophthalmichthys molitrix）又名白鰱，是中國主要的淡水養(yǎng)殖魚類之一。2020年全國鰱魚年產(chǎn)量超過380萬t，約占淡水魚總產(chǎn)量的15%，居淡水魚產(chǎn)量第二位[1]。鰱魚因其生長速度快、營養(yǎng)價值高、肉質(zhì)鮮嫩等特點，備受廣大消費者喜愛[2,3]。然而鰱魚肉含水量高，容易腐敗變質(zhì)，降低產(chǎn)品品質(zhì)，損失一定的商業(yè)價值。因此，選擇合適的貯藏保鮮技術(shù)，延長相關(guān)產(chǎn)品貨架期并提高產(chǎn)品品質(zhì)十分必要[4]。

輻照是一種利用電離輻射致使微生物失活，從而延長食品保質(zhì)期、改善食品安全的加工技術(shù)。電子束是食品輻照常用的三種輻照源之一，與X射線和γ射線相比具有成本低廉、操作簡便、環(huán)保安全等優(yōu)點，是一種良好的食品冷殺菌技術(shù)[5,6]。然而，電子束輻照對食品的殺菌效果通常受微生物種類和食品化學(xué)成分等因素的影響，且過高的輻照劑量也會影響食品的風(fēng)味和色澤[7]。近年來，有關(guān)電子束輻照對食品殺菌和品質(zhì)影響的研究在農(nóng)畜產(chǎn)品中涉及較多[8-10]，而在水產(chǎn)品的貯藏保鮮中研究相對較少。Zhang等[11]研究了1~7 kGy電子束輻照對草魚魚糜脂肪酸組成和揮發(fā)性化合物的影響，結(jié)果表明，隨著輻照劑量的增加，飽和脂肪酸含量上升，不飽和脂肪酸含量下降，對反式脂肪酸的含量沒有影響。Qi等[12]研究發(fā)現(xiàn)，電子束處理對紅蝦（Solenoceramelantho）的殺菌效果隨著輻照劑量的提高而增強，并最終確定了6 kGy為最佳輻照劑量。Xu等[13]通過電子束輻照對冷藏鱸魚品質(zhì)影響的研究表明，低輻照劑量結(jié)合冷藏可以延緩蛋白質(zhì)氧化，更適合鱸魚肉的保鮮。以上報道均未涉及電子束對魚類熟制產(chǎn)品品質(zhì)的影響研究。

本文以淡水魚類-鰱魚為對象，采用不同劑量電子束輻照及不同溫度貯藏處理，分析輻照及貯藏溫度對熟制鰱魚塊菌落總數(shù)（Total Viable Count，TVC）、pH值、硫代巴比妥酸（Thiobarbituric Acid，TBA）、揮發(fā)性鹽基氮（Ttotal Volatile Base Nitrogen，TVB-N）和質(zhì)構(gòu)特性等指標(biāo)的影響。以期獲得有效的電子束輻照劑量，在最大限度殺滅鰱魚塊腐敗菌群的同時選擇適宜的貯藏溫度保持其原有的風(fēng)味口感，為鰱魚電子束輻照滅菌技術(shù)的推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 實驗材料

鮮活鰱魚，購自武漢市洪山區(qū)武商量販（農(nóng)科城店），每尾重（2.0±0.5）kg，體長（55±2.5）cm。

1.1.2 實驗試劑

鹽酸、氧化鎂、三氯乙酸、硼酸、氫氧化鈉、三氯甲烷、冰乙酸、硫代硫酸鈉、石油醚、無水硫酸鈉、硫代巴比妥酸、酚酞（均為分析純）購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司；平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基購自青島海博生物技術(shù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

LRH-250生化培養(yǎng)箱，上海一恒有限公司；TDL-80-2B離心機，上海安亭科學(xué)儀器廠；UH5300紫外可見分光光度計，日本日立有限公司；YP1002N電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；DL-CJ- INDII超凈工作臺，東聯(lián)哈爾有限公司；LDZX-75KB立式壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠；TA-XTPlus質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro System公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品制備

將鮮活鰱魚迅速敲頭致死，去掉頭尾、內(nèi)臟、鱗、骨刺等后洗凈，加工成厚度約1 cm的魚塊樣品，每塊質(zhì)量約為（30±2.0）g，裝入蒸煮袋中密封，放于鍋內(nèi)水煮，煮至魚塊中心溫度達(dá)70 ℃。處理后的樣品置于冰盒中保存，并送往武漢愛邦高能技術(shù)有限公司進(jìn)行電子束輻照。預(yù)實驗輻照劑量設(shè)為0、4、6、8和10 kGy，根據(jù)預(yù)實驗結(jié)果，剔除對比度較低的 6 kGy組和樣品汁液流失嚴(yán)重的10 kGy組，選擇輻照劑量0、4、8 kGy進(jìn)行正式實驗。樣品經(jīng)輻照處理后保存于冰盒中送回實驗室，分別貯藏于常溫（25 ℃）和4 ℃下保存，并在3、5、7 d時分別對鰱魚塊進(jìn)行取樣檢測。

1.3.2 菌落總數(shù)的測定

參照GB 4789.2-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》進(jìn)行測定。稱取25 g攪碎后的鰱魚肉置于盛有225 mL生理鹽水的無菌三角瓶內(nèi)，搖晃均勻，制成原液樣品。用1 mL無菌吸管吸取原液1 mL，沿管壁緩慢注入盛有9 mL稀釋液的無菌試管中，用無菌吸管反復(fù)吹打使其混合均勻，制成10-1樣品均液，按照此方法依次制得10-2、10-3樣品均液。取各梯度樣品均液1 mL放入無菌平板中，倒入滅菌后的PCA培養(yǎng)基，微微搖晃均勻，在30 ℃微生物培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72 h，取出計數(shù)。

1.3.3 pH值的測定

取4 g魚肉搗碎后加入40 mL蒸餾水，充分振蕩后靜置20 min，過濾后取濾液，pH計直接測定，實驗重復(fù)3次，結(jié)果取平均值。

1.3.4 硫代巴比妥酸（TBA）值的測定

參考謝晶等[14]方法。準(zhǔn)確稱取鰱魚塊5 g，切碎放置離心管中，加入25 mL 20%三氯乙酸溶液和20 mL蒸餾水，靜置1 h。采用2,000 r/min離心10 min，過濾后取濾液，用雙蒸水定容至50 mL，取5 mL濾液置試管中，并加入5 mL 0.02 mol/L的硫代巴比妥酸（TBA）溶液，將試管放入沸水浴中反應(yīng)20 min，取出，靜置冷卻，待冷卻后采用分光光度計在532 nm處測得吸光度A。以蒸餾水取代濾液為空白樣。硫代巴比妥酸值（B，mg/mg）的測定計算公式為：

1.3.5 過氧化值（POV）的測定

參照GB 5009.227-2016《食品中過氧化值的測定》中第一法：滴定法測定。計算結(jié)果以重復(fù)性條件下獲得的3次獨立測定結(jié)果的算術(shù)平均值表示。

1.3.6 揮發(fā)性鹽基氮（TVB-N）的測定

參照GB 5009.228-2016《食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》中第一法：半微量定氮法測定。實驗結(jié)果以重復(fù)性條件下獲得3次獨立測定結(jié)果的算術(shù)平均值表示。

1.3.7 質(zhì)構(gòu)的測定

將鰱魚塊沿肌肉纖維方向切成1.5 cm×1.5 cm× 1.5 cm的正方體狀，使用TA-XTPlus質(zhì)構(gòu)儀測定鰱魚塊常溫和4 ℃條件下貯藏7 d時的質(zhì)構(gòu)特性，每組平行測定3次取平均值。參數(shù)設(shè)定[15]：探頭型號P/36R，模式TPA，壓縮比50%，測前、測中和返回速率均為1 mm/s，兩次下壓的時間間隔為5 s，下壓距離6 mm，觸發(fā)力設(shè)定Auto 5 g。選取回復(fù)性、內(nèi)聚性、咀嚼性、膠粘性、彈性、硬度6個指標(biāo)進(jìn)行分析。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Origin 2019軟件作圖，SPSS 26.0及Microsoft Office Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差（Mean±SD）表示，運用方差分析法（ANOVA）進(jìn)行顯著性分析，顯著差異水平取P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 輻照劑量及貯藏溫度對鰱魚塊菌落總數(shù)的影響

將輻照鰱魚塊與未輻照組貯藏3、5、7 d后進(jìn)行菌落總數(shù)的檢測，如圖1所示。參照GB 2726-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)熟肉制品》標(biāo)準(zhǔn)，常溫貯藏第5、7d與4 ℃貯藏第7 d，菌落總數(shù)分別為5.60、6.93、 5.26 lg cfu/g，超過熟肉制品最高安全限量5 lg cfu/g。常溫貯藏條件下，相同貯藏時間，不同輻照劑量之間差異顯著（P＜0.05），4 kGy輻照組菌落總數(shù)高于 8 kGy輻照組；當(dāng)貯藏時間為7 d時，各輻照處理間菌落總數(shù)高于第3、5 d。4 ℃貯藏條件下，各輻照劑量菌落總數(shù)顯著低于常溫貯藏（P＜0.05），相同輻照劑量，不同貯藏時間菌落總數(shù)差異顯著（P＜0.05），8 kGy輻照組菌落總數(shù)低于對照組和4 kGy輻照組。電子束輻照可以有效降低鰱魚塊的菌落總數(shù)，這是由于電子束輻照致使鰱魚塊中微生物細(xì)胞的DNA被電離和激發(fā)，引起細(xì)胞正常功能及代謝繁殖等功能發(fā)生不可逆的變化，從而使微生物細(xì)胞喪失繁殖能力或死亡[16]。綜上所述，電子束輻照和低溫可以有效抑制鰱魚塊中微生物的增長，其中8 kGy輻照劑量比4 kGy輻照劑量的殺菌效果更強。

圖1 常溫（a）和4℃（b）貯藏下輻照劑量對鰱魚塊TVC值的影響Fig.1 Effect of different irradiation dose on TVC value of silver carp cubes stored at room temperature (a) and 4 ℃ (b)

2.2 輻照劑量及貯藏溫度對鰱魚塊pH值的影響

pH值大小在一定程度上反映了魚肉的貯藏品質(zhì)和鮮度。電子束輻照對鰱魚塊pH值的影響如圖2所示。在不同貯藏溫度下，鰱魚肉的pH值處于6.2~6.9之間，無明顯變化；同一輻照劑量處理后鰱魚塊pH值在不同貯藏時間皆差異顯著（P＜0.05）。當(dāng)貯藏時間為5 d時，各組pH值開始下降；貯藏時間為7 d時，pH值上升，4 kGy輻照組pH值達(dá)到最大值并與貯藏3 d對照組之間差異顯著（P＜0.05）。pH值先降低的主要原因是肌肉無氧呼吸消耗糖原產(chǎn)生乳酸等酸性物質(zhì)，而魚肉中的微生物降解蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)產(chǎn)生堿性含氮物質(zhì)造成了后期pH值的升高[17]。

圖2 常溫（a）和4 ℃（b）貯藏下輻照劑量對鰱魚塊pH值的影響Fig.2 Effect of different irradiation dose on pH value of silver carp cubes stored at room temperature (a) and 4 ℃ (b)

在常溫貯藏第3 d與第5 d，未輻照組與4 kGy輻照組的pH值差異不顯著（P＞0.05），與8 kGy輻照組的pH值差異顯著（P＜0.05）。在貯藏溫度為4 ℃時，相同貯藏時間，不同輻照劑量之間pH值差異顯著（P＜0.05）。貯藏過程中pH值的增長速度與魚肉腐敗程度有關(guān)，上升趨勢越慢說明魚肉貯藏保鮮效果越好[18]。8 kGy輻照組在不同貯藏溫度下，隨著貯藏時間增加，pH增長趨勢低于對照組和4 kGy輻照組。以上結(jié)果表明，貯藏溫度對pH值的影響不大，不同輻照劑量對鰱魚塊影響效果有一定的差異，當(dāng)輻照劑量為8 kGy時，可有效降低鰱魚塊pH值。

2.3 輻照劑量及貯藏溫度對鰱魚塊TBA值的影響

TBA值是表征脂肪氧化的一個重要指標(biāo)，它表示脂肪氧化酸敗的程度[19]。如圖3所示，在不同貯藏溫度下，當(dāng)貯藏時間為5d時，各組TBA值達(dá)到最高，輻照組TBA值高于未輻照組，4 kGy與8 kGy輻照組之間無顯著性差異（P＞0.05），輻照組與對照組差異顯著（P＜0.05）。當(dāng)貯藏時間為7 d時，各組TBA值最小，對照組與4 kGy輻照組之間無顯著差異 （P＞0.05），與8 kGy輻照組差異顯著（P＜0.05）。自由基與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成過氧化物是脂質(zhì)氧化的典型過程。電子束輻照導(dǎo)致魚肉中自由基含量增加從而加速了脂質(zhì)自動氧化進(jìn)程，使得魚肉的TBA值上升[20]。輻照劑量越高，電子束輻照產(chǎn)生的自由基越多，脂質(zhì)氧化速度越快[21]，這是8 kGy輻照組TBA值比4 kGy輻照組和對照組高的原因。而貯藏后期TBA值下降可能是和自由基與氧氣生成的揮發(fā)性氧化物含量的減少有關(guān)[22]，這與蔣慧亮等[23]的研究結(jié)果一致。

圖3 常溫（a）和4 ℃（b）貯藏下輻照劑量對鰱魚塊TBA值的影響Fig.3 Effect of different irradiation dose on TBA value of silver carp cubes stored at room temperature (a) and 4 ℃ (b)

2.4 輻照劑量及貯藏溫度對鰱魚塊POV值的影響

POV值是脂肪一級氧化產(chǎn)物的衡量指標(biāo)，能表征脂肪初期氧化的程度[24]。圖4表明，不同貯藏溫度下各輻照組POV值隨貯藏時間的增加而增加，且同一輻照劑量在不同貯藏時間下差異顯著（P＜0.05）。4 ℃組POV值顯著低于常溫組（P＜0.05），說明低溫可以有效減緩鰱魚塊氧化速度。除4 ℃貯藏第5天外，4 kGy和8 kGy輻照對魚塊POV值的影響均不顯著 （P＞0.05）。貯藏第7d時，常溫各劑量組相比第3天的POV值分別上升了0.69、0.54、0.57 g/100 g，4 ℃各劑量組相比于第3天的POV值分別上升了0.54、0.44、0.46 g/100 g；表明雖然經(jīng)輻照處理后鰱魚塊POV值上升，但相較于未輻照組上升緩慢。在4 ℃貯藏時，鰱魚塊經(jīng)4 kGy輻照能更好的抑制POV值的上升。而POV值與圖4中TBA值在貯藏時間為7 d時的趨勢不一致，原因可能與POV值不產(chǎn)生揮發(fā)性氧化物有關(guān)。綜上，電子束輻照對鰱魚塊POV值的上升起到一定減緩作用，且采用4 kGy電子束輻照配合4 ℃貯藏其保鮮效果最佳。

圖4 常溫（a）和4 ℃（b）貯藏下輻照劑量對鰱魚塊POV值的影響Fig.4 Effect of different irradiation dose on POV value of silver carp cubes stored at room temperature (a) and 4 ℃ (b)

2.5 輻照劑量及貯藏溫度對鰱魚塊TVB-N值的影響

肉類蛋白質(zhì)被自身的酶或腐敗微生物分解而產(chǎn)生氨或胺類等堿性含氮物質(zhì)會影響TVB-N值的大小，TVB-N值含量越高說明腐敗程度越大[25,26]。根據(jù)GB 10136-2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)動物性水產(chǎn)制品》規(guī)定，鰱魚肉的TVB-N值≤限定值30 mg/100 g）。由 圖5可知，未輻照常溫組在貯藏第7天時TVB-N值達(dá)到了32.15 mg/100 g，已經(jīng)超出可食用標(biāo)準(zhǔn)。在不同的貯藏溫度下，4 ℃貯藏TVB-N值低于常溫貯藏，輻照組相較于未輻照組其TVB-N值顯著降低 （P＜0.05），但不同輻照劑量間TVB-N值差異不顯著（P＞0.05）。汪經(jīng)邦等的研究結(jié)果表明，微生物是食品貯藏過程中引起TVB-N值升高的主要原因，低溫可有效抑制微生物的生長與繁殖從而降低魚肉的TVB-N值[27]。隨著貯藏時間的增加，各組TVB-N值均上升，但輻照組上升速度明顯低于未輻照組，說明輻照可以有效抑制鰱魚塊TVB-N值的上升；該結(jié)果與郭紅霞等[28]電子束輻照處理對三文魚品質(zhì)影響的研究結(jié)果相符。

圖5 常溫（a）和4 ℃（b）貯藏下輻照劑量對鰱魚塊TVB-N值的影響Fig.5 Effect of different irradiation dose on TVB-N value of silver carp cubes stored at room temperature (a) and 4 ℃ (b)

2.6 輻照劑量及貯藏溫度對鰱魚塊質(zhì)構(gòu)的影響

將對照組和輻照后的鰱魚肉在不同貯藏溫度下貯藏7 d后進(jìn)行質(zhì)構(gòu)的測定，從表1可以看出，4 kGy輻照組與未輻照組相比，硬度、彈性、咀嚼性、回復(fù)性、膠粘性差異均不顯著（P＞0.05），8 kGy輻照組與未輻照組相比，硬度、咀嚼性、回復(fù)性、膠粘性差異均不顯著（P＞0.05）。內(nèi)聚性反映樣品分子或各結(jié)構(gòu)要素間的結(jié)合作用的強弱及抵抗受損保持自身完整的能力，內(nèi)聚性越高，魚肉總體越完整，咀嚼時越細(xì)膩，其口感也越好[29,30]。4 kGy輻照組內(nèi)聚性低于未輻照組和8 kGy輻照組，說明未輻照組和8 kGy輻照組鰱魚塊的口感優(yōu)于4 kGy輻照組。肉的硬度、咀嚼性等與肉品嫩度呈負(fù)相關(guān)[31]。8 kGy輻照組硬度、咀嚼性、低于4 kGy輻照組，說明8 kGy輻照組嫩度大于4 kGy輻照組；而8 kGy輻照組的內(nèi)聚性、硬度、咀嚼性和未輻照組差異不顯著（P＞0.05），綜上，常溫貯藏下輻照前后鰱魚塊質(zhì)構(gòu)品質(zhì)差別不大。

由表2可知，相較于未輻照組，輻照處理對鰱魚塊質(zhì)構(gòu)的影響較大；輻照組間大部分指標(biāo)差異顯著 （P＜0.05）。硬度、彈性、咀嚼性隨著輻照劑量的增加而顯著增加（P＜0.05），由此可知4 kGy輻照組鰱魚塊嫩度高于8 kGy輻照組，口感更好?；貜?fù)性反映樣品在壓縮狀態(tài)下恢復(fù)原形狀的能力[32]，不同輻照劑量間回復(fù)性指標(biāo)沒有顯著性差異（P＞0.05）。鰱魚肌肉間結(jié)合力的大小可由膠粘性來體現(xiàn)，膠粘性越大，剪切食物時最先感觸到的抵抗力越大。膠粘性呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢，8 kGy輻照組膠粘性大于4 kGy輻照組。鉏曉艷等[33]發(fā)現(xiàn)咀嚼度、彈性及膠粘性可作為評價電子束輻照對魚肉樣品影響的重要指標(biāo)。結(jié)合表1、2可知，與常溫貯藏相比，4 ℃貯藏條件下輻照劑量為4 kGy時魚塊硬度、咀嚼性、膠粘性較小，彈性較高，魚塊質(zhì)地更優(yōu)。因此就本實驗結(jié)果而言，4 ℃、4 kGy為鰱魚塊最佳貯藏溫度和最適輻照劑量。

表1 常溫貯藏7 d不同輻照劑量對鰱魚塊質(zhì)構(gòu)的影響Table 1 Effects of different irradiation doses on the texture of silver carp cubes stored at room temperaturefor 7 days

表2 4 ℃貯藏7 d不同輻照劑量對鰱魚塊質(zhì)構(gòu)的影響Table 2 Effects of different irradiation doses on the texture of silver carp cubes stored at 4 ℃ for 7 days

3 結(jié)論

本文在不同輻照劑量及不同貯藏溫度下處理熟制鰱魚塊，并通過測定菌落總數(shù)、pH值、TBA值、POV值、TVB-N值及質(zhì)構(gòu)特性等來評價其貯藏保鮮效果。結(jié)果表明，輻照可有效減少鰱魚塊中微生物的數(shù)量，且隨著輻照劑量的增加滅菌效果越顯著。輻照劑量為8 kGy時會降低鰱魚塊的pH值，8 kGy輻照組pH值低于4 kGy輻照組，貯藏時間為7 d時4 kGy輻照組pH值達(dá)到最高。電子束輻照處理會促進(jìn)鰱魚塊TBA值的增加，抑制POV值、TVB-N值的上升，但不同輻照劑量之間差異不大。通過對鰱魚塊質(zhì)構(gòu)的影響可以發(fā)現(xiàn)，不同輻照劑量在常溫貯藏下對鰱魚塊質(zhì)構(gòu)影響不明顯；在4 ℃、4 kGy貯藏條件下，魚塊質(zhì)構(gòu)品質(zhì)優(yōu)于常溫貯藏魚塊。不同貯藏溫度對pH值和TBA值的影響不顯著，而在4 ℃貯藏條件下，魚肉POV值、TVB-N值、菌落總數(shù)及質(zhì)構(gòu)特性指標(biāo)更好。綜上所述，選擇4 ℃、4 kGy輻照劑量為鰱魚塊最佳貯藏保鮮條件，研究結(jié)果可為水產(chǎn)品輻照貯藏保鮮提供理論依據(jù)。