諶玲薇，杜柳，占智敏，劉棟銀,3，熊光權(quán)，喬宇*，汪超*，汪蘭

（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）（3.海南大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，海南海口 570228）

克氏原螯蝦（Procambarus clarkii），又稱小龍蝦。近年來，以小龍蝦為原料的各種產(chǎn)品在食品與餐飲業(yè)中發(fā)展十分迅速，小龍蝦第三產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，深受食客們的喜愛，尤其是調(diào)味小龍蝦。近兩年受到新冠肺炎的影響，小龍蝦產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)較為緩慢，預(yù)制菜產(chǎn)業(yè)逐漸發(fā)展起來，小龍蝦第二產(chǎn)業(yè)有上升趨向。人們對(duì)于預(yù)制菜的關(guān)注點(diǎn)主要集中于其味道與貯藏時(shí)間，因此，調(diào)味小龍蝦預(yù)制菜的貯藏問題是目前面臨的主要問題之一。小龍蝦在貯藏過程中的腐敗變質(zhì)主要是由于微生物的生長(zhǎng)繁殖[1]，也包括脂質(zhì)氧化及蛋白質(zhì)分解等問題。目前肉類貯藏方式主要集中在冷藏與冷凍，冷殺菌或二者結(jié)合處理[2]。

輻照作為一種快速環(huán)保的加工方法，在工業(yè)生產(chǎn)中十分常見。電子束輻照（Electron Beam Irradiation，EBI）是一種新興的食品非熱處理加工方法，隨著其技術(shù)的發(fā)展成熟在食品加工中被廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)60Co射線輻照相比，電子束輻照不產(chǎn)生放射性廢物，且輻照效率更高，是更為綠色環(huán)保的輻照方式。電子束輻照常被用于食品加工中，Wang等[3]研究了電子束輻照對(duì)于山藥特性的影響；Elias等[4]研究了電子束輻照對(duì)于樹莓的保鮮特性；Brinda等[5]的研究表明輻照可以減少食品中的沙門氏菌；在Amin等[6]的概述中也說明了對(duì)于殺滅微生物有良好的效果，對(duì)于食品儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)是有利的。

冷藏有利于食品貯藏期的延長(zhǎng)，在食品行業(yè)中的應(yīng)用已十分成熟，可以有效抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖，減緩脂肪氧化的程度，對(duì)于食品的品質(zhì)維持有良好的效果，尤其在在乳制品與肉制品保藏中應(yīng)用更為廣泛。

本研究選取電子束輻照與冷藏結(jié)合，探究貯藏期間蝦肉品質(zhì)變化，對(duì)即食小龍蝦預(yù)制菜的工業(yè)化具有一定的現(xiàn)實(shí)意義，也為小龍蝦的工業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

小龍蝦購(gòu)于武漢市洪山區(qū)金志鮮魚攤，將鮮活的小龍蝦置于碎冰中并迅速運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室；小蘇打，食品級(jí)，購(gòu)于武漢市洪山區(qū)武商超市；食用油、姜、蒜、麻辣小龍蝦調(diào)料，購(gòu)于武漢市洪山區(qū)武商超市。

鹽酸、硫代巴比妥酸、氯化鎂、乙醇、冰醋酸、氯化鈉、三氯乙酸、硼酸、甲基紅、溴甲酚綠，分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；平板計(jì)數(shù)瓊脂，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TGL-24MC臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，長(zhǎng)沙平凡儀器儀表有限公司；PEN3電子鼻，德國(guó)AIRSENSE公司；kQ5200DE超聲波清洗器，昆山市超市儀器有限公司；Bue bard電熱恒溫培養(yǎng)箱；UV-5600分光光度計(jì)，尤尼柯（上海）儀器有限公司；pH計(jì)，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 即食小龍蝦尾的制作

將新鮮小龍蝦進(jìn)行小蘇打水溶液浸泡1 h，小蘇打質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%，蝦水比為1:5，之后人工進(jìn)行刷洗清洗3次，去掉蝦頭；隨后將蝦尾沸水煮5 min，撈出控干水分；鍋內(nèi)倒入油，油熱后放入姜片與蒜瓣爆香，加入麻辣小龍蝦調(diào)料，隨后倒入控干水分后的蝦尾炒制油，炒制過程大約15 min，完成后盛出放涼冷卻后采用復(fù)合材料真空密封包裝，包裝規(guī)格為5只/包。最后裝入帶有碎冰的泡沫箱進(jìn)行4 kGy電子束輻照（4 kGy Electron Beam Irradiation，EBI4）處理和8 kGy電子束輻照（8 kGy Electron Beam Irradiation，EBI8）處理，分別記為EBI4與EBI8，輻照后立即放進(jìn)4 ℃恒溫保藏箱中進(jìn)行為期21 d的貯藏。對(duì)照組為不輻照，記為UP，剛經(jīng)過處理的樣品記為Day0。貯藏期內(nèi)每間隔三天測(cè)定。

1.3.2 菌落總數(shù)的測(cè)定

參照GB 4789.2-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》，結(jié)果表示為菌落總數(shù)的對(duì)數(shù)（lg CFU/g）。每組樣品平行測(cè)定三次。

1.3.3 揮發(fā)性鹽基總氮（TVB-N）的測(cè)定

參照GB 5009.228-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定》第一法，每組樣品平行測(cè)定三次。

1.3.4 硫代巴比妥酸值（TBA）的測(cè)定

參照Salih等[7]測(cè)定硫代巴比妥酸值的方法。取小龍蝦約5 g于含有25 mL超純水的燒杯中，混合均勻，加入25 mL的5%三氯乙酸（體積分?jǐn)?shù)）水溶液，混合均勻，在4 ℃保溫箱中下靜置30 min，過濾；用5%的三氯乙酸水溶液定容到50 mL，將上清液與三氯乙酸水溶液（0.02 mol/L）按1:1的比例混合均勻。置于80 ℃恒溫水浴鍋中加熱40 min保持微沸狀態(tài)，冷卻至室溫，在532 nm條件下測(cè)定吸光度。硫代巴比妥酸值（mg MDA/kg）用丙二醛（MDA）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。每組樣品平行測(cè)定三次。

式中：

TBA——硫代巴比妥酸值；

C——丙二醛的質(zhì)量，mg；

m——即食小龍蝦樣品的質(zhì)量，g。

1.3.5 pH值的測(cè)定

取5 g小龍蝦蝦尾肉剪碎，加入50 g蒸餾水，均質(zhì)后離心，取上清液采用校準(zhǔn)后pH計(jì)測(cè)定。每組樣品平行測(cè)定三次。

1.3.6 電子鼻的測(cè)定

參照周明珠等[8]測(cè)定電子鼻的方法。在無其他刺激性氣味的流通空氣中，用小型清潔絞肉機(jī)攪碎即食小龍蝦，準(zhǔn)確稱取碎肉樣品2.50 g，放進(jìn)50 mL的干燥潔凈進(jìn)樣瓶中。電子鼻測(cè)定條件依次為：設(shè)置頂空平衡溫度40 ℃，頂空平衡時(shí)間為30 min，注射針溫度50 ℃，清洗100 s，進(jìn)氣量150 mL/min，測(cè)定120 s。進(jìn)行主成分分析（PCA）數(shù)據(jù)處理特征值的提取時(shí)間段設(shè)定為107~110 s，對(duì)特征時(shí)間段內(nèi)的信息進(jìn)行計(jì)算。每組樣品平行測(cè)定三次。

1.3.7 感官評(píng)定

請(qǐng)8位食品專業(yè)的實(shí)驗(yàn)人員，在測(cè)評(píng)前2 h內(nèi)要求評(píng)定人員不食用刺激性食物，測(cè)評(píng)過程中每完成一個(gè)樣品評(píng)定后用超純水進(jìn)行漱口處理，通過評(píng)分檢驗(yàn)的方法對(duì)即食小龍蝦進(jìn)行感官評(píng)分，所有鑒評(píng)人員的分?jǐn)?shù)，計(jì)算平均值作為即食小龍蝦整體接受度的綜合指標(biāo)，對(duì)其外觀色澤、氣味、肉質(zhì)組織和整體可接受度進(jìn)行評(píng)價(jià)?？偡?00分為最高評(píng)價(jià)，小于65分為感官拒絕，即綜合評(píng)價(jià)表現(xiàn)為差。

1.3.8 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來表示，使用SPSS 19軟件，通過采用Duncan’s法進(jìn)行多重差異顯著性分析，其中：P＜0.05表示差異顯著，P＞0.05表示差異不顯著。使用Win Muster軟件，進(jìn)行電子鼻主成分分析，同時(shí)使用Origin 2021軟件進(jìn)行繪圖處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌落總數(shù)的變化

與物理、化學(xué)因素相比較，生物因素，尤其是微生物的生長(zhǎng)繁殖，是引起小龍蝦食品腐敗變質(zhì)的主要原因之一。菌落總數(shù)能夠直接反映食品被微生物污染的程度，即食品腐敗變質(zhì)的程度[14]。圖1顯示了不同輻照劑量下即食小龍蝦尾在貯藏期內(nèi)的菌落總數(shù)的變化，整體呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)（P＜0.05）。未經(jīng)輻照的即食小龍蝦尾在貯藏前中期微生物生長(zhǎng)繁殖較為迅速，在第9天時(shí)已經(jīng)達(dá)到熟肉衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，為4.72 lg CFU/g；在第12天時(shí)，達(dá)到無公害水產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，為5.90 lg CFU/g。在貯藏后期微生物生長(zhǎng)速度較為緩慢，但已超過水產(chǎn)品微生物限定標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過4 kGy和8 kGy輻照處理后的即食蝦微生物數(shù)量顯著減少，且8 kGy處理比4 kGy減少更加明顯，說明適當(dāng)輻照劑量的增加對(duì)于微生物的殺滅更加有效，可能會(huì)更好的延長(zhǎng)食品的貯藏期，這與Gryczka等[9]的研究結(jié)果是一致的。Nam等[10]的研究表明，輻照結(jié)合低溫貯藏對(duì)于微生物的生長(zhǎng)抑制有良好的效果。經(jīng)過輻照后的小龍蝦在貯藏期微生物生長(zhǎng)較為緩慢，可能是因?yàn)? kGy以上電子束輻照劑量已經(jīng)殺滅了大多數(shù)微生物，在楊俊麗[11]的研究中，4 kGy以上的電子束輻照劑量對(duì)于細(xì)菌，霉菌及酵母能有效抑制，符棟國(guó)[12]關(guān)于山銀花藥材的研究也顯示4 kGy以上的電子束輻照可有效殺滅山銀花藥材中的需氧菌，酵母菌等微生物。這說明4 kGy以上的電子束輻照對(duì)于食品的保存更加有利。

圖1 輻照劑量對(duì)菌落總數(shù)的影響Fig.1 Effect of irradiation dose on total number of bacteria

2.2 揮發(fā)性鹽基總氮的變化

TVB-N常被用作魚蝦類水產(chǎn)品新鮮度和食用安全評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，肉和魚蝦類等蛋白質(zhì)含量豐富的食物，在一定條件下會(huì)分解自身的蛋白質(zhì)與氨基酸，尤其是蛋氨酸和酪氨酸，產(chǎn)生氨及胺類等堿性物質(zhì)，對(duì)食品的品質(zhì)影響較大。根據(jù)GB/T 2733-2005《鮮、凍動(dòng)物性水產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，淡水蝦類TVB-N限量為20 mg/100 g。貯藏期間揮發(fā)性鹽基總氮（TVB-N）的變化如圖2所示。在剛輻照完后，不同劑量電子束處理的即食小龍蝦尾TVB-N值分別為4.34 mg/100、4.94 mg/100 g和5.23 mg/100 g，TVB-N值隨輻照劑量的增加而升高，可能是由于蝦肉中的水分經(jīng)輻照后會(huì)加速蛋白質(zhì)的損傷，導(dǎo)致?lián)]發(fā)性含氮物的增加[9]。三組蝦在貯藏期間的TVB-N值均逐步升高（P＜0.05），第18天時(shí)，未經(jīng)輻照的UP組達(dá)到20.24 mg/100 g，已超過水產(chǎn)品安全限制。經(jīng)過輻照的即食小龍蝦在貯藏期內(nèi)一直保持較好的品質(zhì)，并未超過限定值，這與蔣慧亮等[13]的研究是一致的，可能是由于輻照抑制了微生物的生長(zhǎng)繁殖，這與Al-Masri等[14]的研究是一致的。在Huang等[15]的研究中，輻照的生蛋黃與未輻照的蛋黃相比蛋白并無明顯差異，且在輻照下形成的結(jié)構(gòu)較少，輻照可以延長(zhǎng)食品儲(chǔ)藏時(shí)間。

圖2 輻照劑量對(duì)揮發(fā)性鹽基氮的影響Fig.2 Effects of irradiation dose on volatile base nitrogen

2.3 TBA的變化

貯藏期內(nèi)不同劑量輻照的即食小龍蝦尾TBA值變化如圖3所示。TBA代表了食品中脂肪氧化的程度，氧化程度越高，對(duì)于食品的風(fēng)味影響越大。在貯藏過程中，經(jīng)過輻照處理TBA值均高于對(duì)照組，說明輻照能加速脂肪氧化，這與雷英杰等[16]的研究是一致的。剛剛經(jīng)4 kGy輻照后的小龍蝦與對(duì)照組差別不大，但8 kGy輻照組高于4 kGy組與對(duì)照組，可能是由于較高劑量的電子束輻照對(duì)于脂肪氧化有一定的促進(jìn)作用，這與Peter等[17]的研究趨勢(shì)是一致的。在貯藏期內(nèi)對(duì)照組與4 kGy組的TBA值均呈現(xiàn)先上升后下降再上升的趨勢(shì)。在貯藏前期氧化速率較快，TBA值迅速上升，中期有所下降，這與劉燕等[18]的研究結(jié)果是一致的。8 kGy處理整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，說明高劑量的電子束輻照對(duì)于脂肪氧化的促進(jìn)作用更加強(qiáng)烈[19]。因此，選擇4 kGy電子束輻照更利于即食小龍蝦的儲(chǔ)存。

圖3 輻照劑量對(duì)TBA的影響Fig.3 Effects of irradiation dose on TBA

2.4 pH的影響

圖4顯示了貯藏過程中pH值的變化。經(jīng)過調(diào)味的小龍蝦尾pH值較高，可能是由于調(diào)味料的作用導(dǎo)致蝦肉整體pH值偏高。在貯藏前期，pH值上升但速率較為平緩，可能是由于前期微生物生長(zhǎng)導(dǎo)致，但同時(shí)冷藏降低了蝦肉中酶和微生物對(duì)于蛋白質(zhì)的分解作用[20]。三種處理方式的pH值最大值均出現(xiàn)于貯藏中后階段，而后pH值逐漸下降，可能是由于貯藏后期微生物生長(zhǎng)速率緩慢[21]，此時(shí)冷藏對(duì)于微生物的抑制作用高于微生物對(duì)蛋白質(zhì)的分解作用，致使蝦肉pH值并未一直上升。

圖4 輻照劑量對(duì)pH的影響Fig.4 Effects of irradiation dose on pH

2.5 電子鼻

輻照后即食小龍蝦氣味變化如圖5所示。第一主成分（PC1）的貢獻(xiàn)率為99.41%，第二主成分（PC2）的貢獻(xiàn)率為0.52%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到99.93%，可認(rèn)為圖示樣品間的氣味關(guān)系為樣品間實(shí)際存在的關(guān)系。圖5顯示，剛經(jīng)過4 kGy輻照的與未經(jīng)輻照的新鮮即食蝦尾氣味較為相近，而經(jīng)過8 kGy輻照的小龍蝦氣味與其存在差異，這與TBA的結(jié)果是一致的，說明較低劑量的電子束輻照對(duì)于克氏原螯蝦的風(fēng)味改變不會(huì)太大，高劑量的電子束輻照對(duì)于食品的風(fēng)味影響較大，輻照會(huì)改變食品的風(fēng)味，這與Wei等[22]的研究是一致的。在貯藏中期，隨著貯藏時(shí)間的增加，即食小龍蝦尾氣味有所變化但差異不大。經(jīng)過貯藏期結(jié)束后的即食小龍蝦尾氣味差異明顯，可能是由于經(jīng)過貯藏期后，微生物的生長(zhǎng)繁殖及酶和微生物對(duì)于蛋白質(zhì)的分解導(dǎo)致的氣味差異[23]。

圖5 貯藏前后小龍蝦氣味的變化Fig.5 Changes in crayfish odor before and after storage

2.6 感官評(píng)定

表2顯示了輻照對(duì)貯藏期內(nèi)感官的影響。整體上EBI4感官更容易被接受，EBI8可接受度偏低，這與盧佳芳等[24]的研究趨勢(shì)是一致的。隨著貯藏時(shí)間的增加，三組即食小龍蝦的可接受度逐漸降低，UP組與經(jīng)過輻照的8 kGy組在貯藏后期的可接受度綜合表現(xiàn)較差，8 kGy組為63.28，已不可接受，這與TBA和電子鼻的結(jié)果是一致的。因此，在低溫貯藏時(shí)，選取4 kGy電子束輻照對(duì)于即食小龍蝦的風(fēng)味品質(zhì)更加有利。

表2 貯藏期內(nèi)感官品質(zhì)的變化Table 2 Changes in sensory quality during storage

3 結(jié)論

電子束輻照作為冷處理殺菌方式已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。實(shí)驗(yàn)結(jié)論表明，經(jīng)過4 kGy輻照處理結(jié)合冷藏處理既能延長(zhǎng)小龍蝦尾的貯藏期也能較好的保持即食小龍蝦的風(fēng)味品質(zhì)，但較高劑量電子束輻照對(duì)于蝦的風(fēng)味會(huì)有一定的破壞，不宜食用。且與8 kGy輻照處理相比，經(jīng)4 kGy電子束輻照的小龍蝦脂肪氧化程度更低，感官評(píng)價(jià)較好，故在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)選擇4 kGy劑量電子束輻照更優(yōu)。這對(duì)于即食小龍蝦尾的工業(yè)生產(chǎn)具有一定實(shí)際意義。