電子束輻照對冷鮮雞相關(guān)品質(zhì)的影響研究

翟建青,韓 燕,肖 歡,高玉時,束婧婷,蔣云升,賴宏剛,曹 宏,*

(1.江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,江蘇揚(yáng)州 225007;2.江蘇省家禽科學(xué)研究所,江蘇揚(yáng)州 225125;3.揚(yáng)州大學(xué)旅游烹飪學(xué)院,江蘇揚(yáng)州 225127)

雞肉作為白肉的一種,因富含維生素、人體不可缺少的微量元素和肌苷酸(IMP)等鮮味物質(zhì),并具有高蛋白質(zhì)、低脂肪、低熱量、低膽固醇等營養(yǎng)特點,已成為世界上僅次于豬肉的第二肉品[1],2013年4月因禽流感爆發(fā),為防控禽流感疫情,許多大城市關(guān)閉部分或全部活禽交易市場,同時現(xiàn)宰雞在宰殺、流通及銷售過程中極易感染沙門氏菌、大腸桿菌等致病菌,熱鮮雞慢慢被冷鮮雞取代已成為雞肉消費(fèi)的主要趨勢[2-3]。冷鮮雞是指檢疫后的活雞經(jīng)屠宰并迅速冷卻,使雞胴體中心溫度保持在0～4 ℃,然后進(jìn)行分割、修整、包裝,并在后續(xù)的貯存、運(yùn)輸和銷售過程中始終保持在0～4 ℃范圍內(nèi)的冷鮮雞肉[4]。冷鮮雞供應(yīng)鏈包括生產(chǎn)商(養(yǎng)殖場)、供應(yīng)商(屠宰場)、物流商、零售商多個冷鏈環(huán)節(jié),屠宰后冷鮮雞,經(jīng)歷僵直期、后熟期、自溶期、腐敗期,發(fā)生一系列的生化反應(yīng),導(dǎo)致品質(zhì)發(fā)生變化[5],貨架期短成為制約其產(chǎn)業(yè)的技術(shù)瓶頸[6-7]。

食品輻照技術(shù)是20世紀(jì)發(fā)展起來的一種“冷殺菌”技術(shù),在常溫下對食品進(jìn)行物理殺菌的高效、節(jié)能、安全的綠色加工方法,可達(dá)到提高食品衛(wèi)生質(zhì)量和延長貨架期的目的[8-9]。韓燕、曹宏、Soares M等研究表明[10-12],2.5 kGy鈷源輻照處理冷鮮雞可明顯改變衛(wèi)生狀況、延長保鮮期。由于冷鮮雞要求環(huán)境溫度控制在4 ℃以下,鈷源輻照處理相對時間較長,電子束輻照速度快、時間短,較易實現(xiàn)低溫快速批量輻照[13]。目前有關(guān)加速器輻照處理冷鮮雞報道較少,為解決冷鮮雞需低溫快速批量輻照要求,本實驗以加速器為輻照源,通過輻照后冷鮮雞在4、15 ℃下貯存與未輻照冷鮮雞4 ℃下貯存微生物變化與相關(guān)品質(zhì)結(jié)果分析,以期建立品質(zhì)和衛(wèi)生共贏的冷鮮雞輻照滅菌工藝,為冷鮮雞商業(yè)化輻照保鮮提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷鮮雞 江蘇省家禽科學(xué)研究所提供;PE食品包裝袋 揚(yáng)州包裝材料廠;平板計數(shù)培養(yǎng)基 青島海博生物技術(shù)有限公司;伊紅美藍(lán)瓊脂培養(yǎng)基 青島海博生物技術(shù)有限公司。

10 MeV/20 kW高能電子加速器 揚(yáng)州揚(yáng)?？萍加邢薰?PYX-DHS.500BS型隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司;YX280B型手提式不銹鋼壓力蒸汽滅菌鍋 上海三申醫(yī)療器械制造有限公司;SW-CJ-1F型單人雙面凈化工作臺 蘇州凈化設(shè)備有限公司;DQB-36型多功能真空包裝機(jī) 上海青葩食品包裝機(jī)械有限公司;pHSJ5型pH計 上海雷韻實驗儀器制造有限公司;C-LM3型肌肉嫩度儀 北京天翔飛域儀器設(shè)備有限公司;YYW-2型壓力儀 上海樂傲實驗儀器有限公司;TC.PIIG型全自動色差計 北京奧依克光電儀器有限公司;UV757CRT型紫外可見分光光度計 上海精密儀器儀表有限公司;BCD-251WDBD型電冰箱 青島海爾股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 冷鮮雞樣品的預(yù)處理 活雞經(jīng)放血、褪毛、凈膛后,整只光雞淋洗、瀝干,在1 h內(nèi)將其中心溫度冷卻至0～4 ℃后進(jìn)行真空包裝。

1.2.2 輻照處理 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《輻照冷凍包裝畜禽肉類衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定[14]:輻照冷凍包裝畜禽類的平均吸收劑量不大于2.5 kGy,吸收劑量的不均勻度≤2.0要求,并參考相關(guān)研究[10-12],將冷鮮雞樣品按平均吸收劑量2.5 kGy進(jìn)行輻照處理。電子束輻照在揚(yáng)州揚(yáng)?？萍加邢薰靖吣茈娮蛹铀倨魃线M(jìn)行,采用束流1600 uA、速度133 mm/s雙面輻照。

1.2.3 冷鮮雞樣品的貯存 將輻照后冷鮮雞分別置于4、15 ℃下貯存待測。對照樣品為未輻照處理并于4 ℃下貯存的冷鮮雞。根據(jù)冷鮮雞生產(chǎn)經(jīng)營衛(wèi)生規(guī)范[4]規(guī)定的保質(zhì)期不超過6 d的標(biāo)準(zhǔn),分別于1、3、6、7 d取樣測定相應(yīng)指標(biāo)。

1.2.4 指標(biāo)測定方法

1.2.4.1 菌落總數(shù)測定 在無菌室取冷鮮雞胸部肉、腹部肉和腿部肉各100 g左右,用經(jīng)過滅菌消毒過的絞肉機(jī)絞碎制成肉樣,取肉樣25 g置于225 mL無菌生理鹽水的密閉錐形瓶中,60 r/min搖動30 min,靜置1 min后吸取上清液,按平板計數(shù)法測定細(xì)菌菌落總數(shù)[15]。

1.2.4.2 大腸菌群測定 以無菌操作取肉樣25 g,置于225 mL無菌生理鹽水的密閉錐形瓶中,均質(zhì)并稀釋后進(jìn)行乳糖發(fā)酵實驗,將產(chǎn)氣發(fā)酵管接種伊紅美藍(lán)瓊脂培養(yǎng)基上,觀察菌落形態(tài)并做革蘭氏染色和驗證實驗[16]。

1.2.4.3 TVB-N值的測定 取肉樣剪碎,稱取10 g,置于錐形瓶中,加100 mL蒸餾水,搖蕩混勻,浸漬30 min后過濾,取濾液按半微量凱氏定氮法測定[17]。

1.2.4.4 游離氨基酸的測定 委托江蘇省理化測試中心依據(jù)GB/T5009.124-2003《食品中氨基酸的測定》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測。

1.2.4.5 系水力的測定 取樣器取0.5～1.0 g雞肉樣,在電子分析天平(精確到0.0001 g)稱重,置于2層醫(yī)用紗布之間,上下各墊18層濾紙,用壓力儀加壓35 kg,保持5 min后再稱雞肉重[18]。系水力=(肌肉加壓前重量-肌肉加壓后重量)/肌肉加壓前重量。

1.2.4.6 pH的測定 將pHSJ5型pH計探頭插入肌肉內(nèi)測定pH,每個肉樣測定3次計算平均值。

1.2.4.7 嫩度的測定 以剪切力表示,取新鮮胸肌與腿肌各1塊,沿肌纖維方向修成寬1.0 cm、厚0.5 cm長條肉樣,在C-LM2型肌肉嫩度儀測定剪切力值,重復(fù)三次計算平均值。

1.2.4.8 色度測定 參照徐吉祥[19]、Honikel[20]的方法進(jìn)行,取2 cm×1 cm×1 cm冷鮮雞胸肉,進(jìn)行L*值、a*值與b*值測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Data Processing System軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析,顯著水平取p<0.05(差異顯著)。

2 結(jié)果與分析

2.1 冷鮮雞貯存期菌落總數(shù)的變化

由表1可知,4 ℃貯存1～7 d經(jīng)輻照處理后的冷鮮雞細(xì)菌菌落總數(shù)顯著低于對照,但在15 ℃貯存條件下,輻照處理的冷鮮雞細(xì)菌菌落總數(shù)在第1～6 d略低于對照,第7 d時與對照相近。輻照劑量是影響殺菌效果的因素之一,2.5 kGy輻照劑量屬于低劑量處理,該劑量可規(guī)避因輻照劑量增加帶來異味的不足[22],本實驗采用2.5 kGy電子加速器輻照冷鮮雞,與韓燕、曹宏、Soares M等研究[10-12]2.5 kGy鈷源輻照處理冷鮮雞可明顯改變衛(wèi)生狀況、延長貯存期結(jié)果相一致。

表1 冷鮮雞菌落總數(shù)隨貯存時間的變化lg(CFU/g))Table 1 Changes of TVC in cold fresh chicken during storage(lg(CFU/g))

2.2 冷鮮雞貯存期大腸菌群菌落總數(shù)的變化

由表2可知,未經(jīng)輻照處理的冷鮮雞在第1 d大腸菌群為680 MPN/g,電子束輻照后的冷鮮雞在第1 d大腸菌群已為<3 MPN/g(未檢出),在整個貯存期內(nèi),未經(jīng)輻照處理的冷鮮雞大腸菌群在不斷增加,電子束輻照后4、15 ℃貯存冷鮮雞大腸菌群均未檢出,說明2.5 kGy輻照劑量對冷鮮雞大腸菌群有殺滅效果。這與哈益明等[23]研究,γ射線輻照冷卻雞,劑量為1.2 kGy時,大腸桿菌致死率達(dá)99.74%,殺滅較高含菌量的大腸桿菌也只需較低的輻照劑量結(jié)果相一致。

表2 冷鮮雞大腸菌群隨貯存時間的變化(MPN/g)Table 2 Changes of coliform group in cold fresh chicken during storage(MPN/g)

2.3 冷鮮雞貯存期揮發(fā)性鹽基氮的變化

揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)值是反映生肉食品中堿性揮發(fā)性含氮物含量的一項指標(biāo),富含蛋白質(zhì)的食品在貯存過程中會因為微生物和內(nèi)源酶的共同作用,出現(xiàn)蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生胺類以及氨等堿性含氮物質(zhì),TVB-N值升高,降低肉品新鮮度的現(xiàn)象。我國的食品安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其限值為≤15 mg/100 g[21]。從表3可知,三種不同處理方式冷鮮雞貯存期TVB-N值,均有升高趨勢。經(jīng)電子束輻照處理后,4 ℃貯存時,TVB-N值升高趨勢相對緩慢,第7 d僅為7.1 mg/100 g。經(jīng)電子束輻照處理后,15 ℃貯存時,與未輻照4 ℃貯存冷鮮雞TVB-N值相比差異不顯著,第7 d時均接近我國的食品安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其限值,第3 d開始與電子束輻照處理4 ℃貯存條件相比TVB-N值明顯增加,且差異顯著。

表3 冷鮮雞揮發(fā)性鹽基氮隨貯存時間的變化(mg/100 g)Table 3 Changes of TVB-N value in cold fresh chicken during storage(mg/100 g)

2.4 輻照對冷鮮雞氨基酸含量的影響

表4為4 ℃貯存冷鮮雞委托江蘇省理化測試中心第3 d檢測結(jié)果。與對照組相比,經(jīng)過輻照處理的冷鮮雞肉中多種游離氨基酸明顯增加,氨基酸總量增加了62.75%,說明輻照處理會使附在蛋白質(zhì)上的氨基酸剝離為游離氨基酸。但含硫氨基酸(胱氨酸、蛋氨酸)的含量并沒有出現(xiàn)明顯的變化,輻照并沒有引起雞肉中含硫氨基酸的分解或者氧化,這與Ahn D U[24]認(rèn)為含硫氨基酸側(cè)鏈反應(yīng)可能是輻照異味的主要來源的結(jié)果不一致,可能因為低溫、低劑量電子加速器輻照處理等原因,這一問題仍有待于進(jìn)一步的探究。

表4 冷鮮雞輻照后氨基酸含量的變化Table 4 Effect of E-beam irradiation on contents of amino acid in cold fresh chicken during storage

蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、亮氨酸和組氨酸這8種人體必需的氨基酸的含量均有所增加,其中蘇氨酸、蛋氨酸增幅較明顯。天門冬氨酸、組氨酸和谷氨酸這些與鮮度有關(guān)的氨基酸均明顯增加。從氨基酸營養(yǎng)學(xué)角度分析,電子束輻照處理,能夠使雞肉中的多種游離氨基酸總量增加,且與鮮度有關(guān)的氨基酸含量明顯增加。這說明電子束輻照在提高冷鮮雞衛(wèi)生狀況時,還能提高冷鮮雞肉的營養(yǎng)價值,并提高雞肉的鮮度。

2.5 冷鮮雞貯存期系水力的變化

肌肉中水分主要以結(jié)合水、不易流動水及自由水三種形式存在,度量肌肉的系水力主要取決于肌細(xì)胞內(nèi),肌原纖維及膜之間的不易流動水。系水力直接影響肌肉的熟肉率、風(fēng)味、營養(yǎng)成分、多汁性等食用品質(zhì),低系水力意味鮮肉的液體外流,養(yǎng)分和風(fēng)味的損失[25]。由表5可以看出,未輻照4 ℃貯存、電子束輻照后15 ℃貯存冷鮮雞系水力隨貯存期延長而下降,雞肉結(jié)構(gòu)因為微生物作用發(fā)生酶性分解,致使肌纖維的形態(tài)改變,結(jié)構(gòu)松散,引起系水力下降所致。輻照后4 ℃貯存系水力保持不變,與輻照后15 ℃貯存冷鮮雞系水力相比差異不顯著,與未輻照4 ℃貯存冷鮮雞系水力相比除第3 d外差異均顯著,推測微生物活動是引起系水力下降的主要因素,電子束輻照后4 ℃貯存微生物變化不大,系水力比較穩(wěn)定。

表5 冷鮮雞系水力隨貯存時間的變化Table 5 Changes of water holding capacity in cold fresh chicken during storage

2.6 冷鮮雞貯存期pH的變化

pH是判斷肉品新鮮度的一項重要指標(biāo),冷鮮肉鮮度標(biāo)準(zhǔn):pH超過6.7是變質(zhì)肉,pH6.3～6.6是次鮮肉,pH5.8～6.2是新鮮肉[26]。因蛋白質(zhì)在細(xì)菌的作用下被分解成氨和胺類等堿性物質(zhì),溫度高,也會促進(jìn)含氮物質(zhì)分解,使pH不斷上升。表6可以看出,由于實驗期短僅為7 d,在貯存期內(nèi)不同處理方式冷鮮雞間pH差異不大,變化范圍在5.69～5.95,符合新鮮肉要求。

表6 冷鮮雞pH隨貯存時間的變化Table 6 Changes of pH value in cold fresh chicken during storage

2.7 冷鮮雞貯存期嫩度的變化

肉的嫩度決定肉在食用時的口感,是反映肉質(zhì)地的指標(biāo),通常以剪切力值來表示嫩度。剪切力值越低,表示肌肉越嫩。由表7中數(shù)據(jù)可以看出,不同處理方式隨貯存期延長嫩度均有下降趨勢,可能是雞肉自溶導(dǎo)致剪切力值減小的原因;在第1 d電子束輻照后的冷鮮雞剪切力值為1.34 kg·f,低于未輻照冷鮮雞1.48 kg·f,這種差異在整個貯存期,電子束輻照后的冷鮮雞剪切力值均低于未輻照冷鮮雞差異顯著,這說明輻照有提高冷鮮雞肉質(zhì)的嫩度的作用。

表7 冷鮮雞嫩度隨貯存時間的變化(kg·f)Table 7 Changes of shearforce in cold fresh chicken during storage(kg·f)

2.8 冷鮮雞貯存期色澤的變化

肉品顏色決定了消費(fèi)者對肉及肉制品的第一印象,直接影響著肉的商品價值,肉的色澤主要取決于肌肉中的肌紅蛋白與血紅蛋白等有色物質(zhì)的含量,肌紅蛋白約占肉中色素的80%～90%[28]。明度L*越大,說明肉的光澤度越好。a*代表紅綠軸上顏色的飽和度,其中-a*為綠,+a*為紅[26];b*代表藍(lán)黃軸上顏色的飽和度,其中-b*為藍(lán),+b*為黃[26]。

由表8中可以看出,L*值隨著貯存期的延長有增加趨勢,這可能是因為本實驗檢測最長貯存期只有7 d,同時經(jīng)過真空處理,減少了高鐵肌紅蛋白的形成。4 ℃貯存第1 d,電子束輻照冷鮮雞L*值58.64顯著高于未輻照冷鮮雞L*值52.27,說明輻照顯著提高了冷鮮雞L*值,與吳慶等[13]研究輻照導(dǎo)致火腿L*值增加結(jié)果相一致。在同一貯存期電子束輻照都比未輻照冷鮮雞L*值高且差異顯著;同樣經(jīng)過電子束輻照4 ℃貯存比15 ℃貯存冷鮮雞的L*值高且差異顯著,這可能受到雞肉因各種生化反應(yīng)及微生物分泌的水溶性或脂溶性色素致使肉品樣色發(fā)生變化[27],及微生物作用發(fā)生酶性分解,致使肌纖維的形態(tài)改變,結(jié)構(gòu)松散的影響。

表8 冷鮮雞色澤L*值隨貯存時間的變化Table 8 Changes of L* value in cold fresh chicken during storage

由表9中可以看出,4 ℃貯存第1 d,電子束輻照冷鮮雞a*值4.15顯著高于未輻照冷鮮雞a*值1.23,說明輻照顯著提高了冷鮮雞a*值。在同一貯存期,電子束輻照處理過冷鮮雞a*值均顯著高于未輻照冷鮮雞,隨著貯存時間的增加,未輻照、電子束輻照15 ℃貯存冷鮮雞的a*值呈下降趨勢,而電子束輻照4 ℃貯存冷鮮雞a*值卻呈上升趨勢。

表9 冷鮮雞色澤a*值隨貯存時間的變化Table 9 Changes of a* value in cold fresh chicken during storage

由表10中可以看出,電子束輻照處理過冷鮮雞b*值都顯著高于未輻照冷鮮雞,隨著貯存時間的增加,未輻照、電子束輻照4 ℃貯存冷鮮雞b*值呈上升趨勢,電子束輻照15 ℃貯存冷鮮雞卻呈先上升后下降趨勢。說明輻照處理使一氧化碳與肌紅蛋白分子比與鐵-卟啉之間結(jié)合更牢固,會使雞肉的色澤達(dá)到最佳的鮮紅狀態(tài),在貯存過程中鮮紅色澤基本保持穩(wěn)定[28],而電子束輻照15 ℃貯存冷鮮雞a*值呈下降趨勢,b*值呈先上升后下降趨勢,主要是受貯存溫度的影響。

表10 冷鮮雞色澤b*值隨貯存時間的變化Table 10 Changes of b* value in cold fresh chicken during storage

3 結(jié)論

本研究表明,2.5 kGy低劑量電子束輻照使冷鮮雞的起始菌數(shù)量顯著(p<0.05)降低、大腸菌群未檢出,冷鮮雞肉中氨基酸總量比未輻照增加62.75%,pH不同處理冷鮮雞均在新鮮肉要求范圍內(nèi);電子束輻照冷鮮雞4 ℃貯存時TVB-N值、系水力、嫩度、色度均顯著(p<0.05)好于未輻照4 ℃貯存冷鮮雞,其中TVB-N值在第7 d時,電子束輻照冷鮮雞4 ℃貯存為7.1 mg/100 g,電子束輻照15 ℃貯存、未輻照4 ℃貯存冷鮮雞均接近食品安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值15 mg/100 g。研究結(jié)果可對有效延長冷鮮雞保鮮期具有一定指導(dǎo)作用。

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