輻照技術(shù)對(duì)寵物食品凍干雞肉丁品質(zhì)的影響

李樂毅，劉淑琴，王盛春，周彩霞

（上海寵幸寵物用品有限公司，上海 201600）

凍干工藝技術(shù)是在真空狀態(tài)下使食品在極其低溫的環(huán)境中脫水的過程，水分會(huì)從固態(tài)直接轉(zhuǎn)化為氣態(tài)。在此過程中，產(chǎn)品保持原來的大小和形狀，最大限度地減小細(xì)胞破裂，去除水分防止食物在常溫下變質(zhì)[1]。食品輻照技術(shù)是在常溫下對(duì)食品進(jìn)行物理殺菌，能夠最大限度地保持食品的營(yíng)養(yǎng)成分和感官品質(zhì)。電離輻射源主要包括60Coγ射線、X射線和電子束，其中以60Coγ射線和電子束應(yīng)用最為廣泛。γ射線是由60Co原子核發(fā)生衰變產(chǎn)生；電子束是由電子加速器裝置產(chǎn)生的低能或高能的電子束流。由于2種射線的來源、類型、對(duì)物品穿透能力不同，對(duì)食品產(chǎn)生的輻射生物學(xué)、化學(xué)效應(yīng)也存在差異[2-5]。在生產(chǎn)和流通中，寵物食品難免受到微生物污染，從而影響其感官品質(zhì)、貯藏保鮮等，甚至產(chǎn)生有害毒素并感染動(dòng)物。采用2～4 kGy輻照能殺死寵物食品中的微生物。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者也已開始開展寵物食品風(fēng)味變化相關(guān)方面的研究，但該領(lǐng)域系統(tǒng)全面的研究成果仍不足，其進(jìn)展無法與市場(chǎng)需求相匹配。本試驗(yàn)旨在研究60Coγ射線與電子束輻照對(duì)凍干雞肉丁品質(zhì)的影響，為寵物凍干食品的品質(zhì)保證提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

凍干雞肉丁是由山東某公司提供的由同批雞肉原料為基礎(chǔ)加工的產(chǎn)品，經(jīng)PE食品包裝袋密封，PE食品包裝袋采自山東某包裝有限公司。將此樣品隨機(jī)分為5組，分別標(biāo)注1#、2#、3#、4#、5#。1#樣品不經(jīng)輻照處理，2#、3#、4#、5#樣品分別進(jìn)行60Coγ-2 kGy、60Coγ-4 kGy、電子束-2 kGy、電子束-4 kGy輻照處理。5組樣品在恒溫37 ℃條件下貯存。

1.2 試驗(yàn)試劑

鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定液（0.1 mol/L）、氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定液（0.1 mol/L）、石油醚（30～60 ℃）、硫酸鉀、五水合硫酸銅、對(duì)硝基苯酚、三氯甲烷、冰乙酸、氫氧化鈉、乙酸鈉、甲醛、乙酰丙酮、碘化鉀、無水乙醇、碘化鉀、可溶性淀粉、酚酞、高錳酸鉀，上述試劑均購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.3 儀器與設(shè)備

10Mev 20 kW電子加速器（南京喜悅科技有限公司）、60Coγ射線（淄博利源高科技輻照技術(shù)有限公司）、BSA224S型分析天平（賽多利斯）、DHG-9030A恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）、SW-CJ-1F醫(yī)用型潔凈工作臺(tái)（蘇凈安泰空氣技術(shù)有限公司）、DSX-280B手提式壓力蒸汽滅菌器（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)周期為2020年7月1日至2020年8月30日。水分、蛋白質(zhì)在開始加速試驗(yàn)之前和試驗(yàn)周期結(jié)束后測(cè)定2次，觀察凍干雞肉丁營(yíng)養(yǎng)成分和水分在加速試驗(yàn)過程中的穩(wěn)定性。收到樣品測(cè)定1次感官、菌落總數(shù)、過氧化值、酸價(jià)和碘值數(shù)據(jù)，之后貯存加速試驗(yàn)過程中每7 d測(cè)定1次數(shù)據(jù)，考察其理化指標(biāo)與感官的變化。

1.5 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.5.1 感官評(píng)價(jià)

先按照GB/T 16291.1—2012[6]進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，再按照GB/T 22210—2008[7]從氣味、顏色、肌肉條紋3個(gè)方面對(duì)凍干雞肉丁進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，采用4分制評(píng)價(jià)方法（雞肉顏色等級(jí)：白色為等級(jí)1、淡黃色為等級(jí)2、淺黃色為等級(jí)3、黃色為等級(jí)4；氣味等級(jí)：濃郁雞肉香味為等級(jí)1、有雞肉香味為等級(jí)2、微有雞肉香味為等級(jí)3、無雞肉香味為等級(jí)4）進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.5.2 菌落總數(shù)

按照無菌操作要求取試樣25 g，剪碎后置于225 mL無菌生理鹽水中，均質(zhì)制成1∶10的樣品勻液，用1 mL無菌吸管吸取1∶10樣品勻液1 mL，注于9 mL無菌生理鹽水于無菌試管中，制成1∶100的樣品勻液，按照相同方法制備10倍系列稀釋樣品勻液，選擇3個(gè)適宜稀釋度的樣品勻液，應(yīng)用3MTMPetrifilmTM菌落總數(shù)測(cè)試片測(cè)定細(xì)菌菌落總數(shù)，以滅菌的稀釋液作為空白對(duì)照。

1.5.3 水分

依據(jù)GB/T 6435—2014[8]《飼料中水分的測(cè)定》中的直接干燥法測(cè)定。

1.5.4 蛋白質(zhì)的測(cè)定

樣品是由去除去骨骼、血液、羽毛和內(nèi)臟的雞肉加工制成，所以其粗蛋白質(zhì)測(cè)定方法與食品檢測(cè)方法相同，依據(jù)GB 5009.5—2016[9]《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》中的分光光度法進(jìn)行測(cè)定。

1.5.5 酸價(jià)、過氧化值和碘值的測(cè)定

將試樣置于索氏提取器中，用石油醚（30～60 ℃）回流（回流6 h）提取油脂，提取出來的油脂分別參照GB 5009.229—2016《食品中酸價(jià)的測(cè)定》、GB 5009.227—2016《食品中過氧化值的測(cè)定》和GB/T 5532—2008《動(dòng)植物油脂碘值的測(cè)定》[10-12]進(jìn)行酸價(jià)、過氧化值和碘值的測(cè)定。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

使用Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析，所有數(shù)據(jù)其平行結(jié)果的絕對(duì)差值不大于算術(shù)平均值的10%。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯存加速期間凍干雞肉丁細(xì)菌總數(shù)變化（見表1、圖1）

表1 貯存加速期間凍干雞肉丁細(xì)菌總數(shù)變化Tab.1 Changes in the total number of bacteria in freeze-dried chicken cubes during accelerated storage 單位：CFU/g

由表1、圖1可知，未輻照樣品1#初測(cè)細(xì)菌總數(shù)為17 000 CFU/g，第6周開始細(xì)菌總數(shù)小于10 CFU/g。輻照處理組樣品2#、3#、4#和5#中除第2周3#樣品結(jié)果（5 200 CFU/g）異常外，其余樣品在前兩周細(xì)菌總數(shù)均小于等于100 CFU/g，第3周開始輻照組2#、3#、4#和5#樣品細(xì)菌總數(shù)均小于10 CFU/g。60Coγ射線和電子束輻照技術(shù)在凍干雞肉丁的殺菌上同等高效，可殺死大多數(shù)微生物。60Coγ射線和電子束輻照技術(shù)的殺菌能力無明顯差異，第2周輻照組3#樣品細(xì)菌總數(shù)為5 200 CFU/g，表明60Coγ射線輻照不能做到全覆蓋，而電子束輻照技術(shù)的覆蓋范圍要優(yōu)于60Coγ射線。

2.2 貯存加速期間凍干雞肉丁的感官變化

5個(gè)試驗(yàn)樣品顏色均呈淡黃色至淺黃色（顏色等級(jí)2～3），無明顯差異；肌肉纖維清晰可見；2#、3#樣品有輕微油脂酸敗的氣味（氣味等級(jí)低于4），1#、4#和5#樣品均有雞肉香味（氣味等級(jí)2）。隨后每周觀察5組樣品的感官變化。所有樣品色澤均為淡黃色至淺黃色（顏色等級(jí)2～3），并持續(xù)到試驗(yàn)結(jié)束。

1#、4#和5#樣品雞肉香味明顯，與初測(cè)時(shí)差異不大（氣味等級(jí)2），且無異味；2#、3#樣品無雞肉香味且一直存在油脂酸敗的氣味（氣味等級(jí)低于4）；在整個(gè)試驗(yàn)過程中1#～5#組樣品肌肉纖維清晰可見。結(jié)果表明，輻照并不對(duì)肌肉組織產(chǎn)生感官上的影響，60Coγ射線輻照后的兩組樣品有油脂酸敗的氣味。因γ射線會(huì)使肉制品產(chǎn)生自由基，自由基會(huì)加速脂肪氧化，從而產(chǎn)生輻照異味。電子束輻照并未對(duì)凍干雞肉丁的色澤、氣味和肌肉組織產(chǎn)生明顯影響。

2.3 貯存加速期間凍干雞肉丁油脂酸價(jià)的變化（見表2、圖2）

表2 貯存加速期間凍干雞肉丁油脂酸價(jià)變化Tab.2 Changes in oil acid value of freeze-dried chicken cubes during accelerated storage 單位：mg/g

由表2、圖2可知，試驗(yàn)前5組樣品的酸價(jià)在5.6～9.7 mg/g之間，從第2周開始5組樣品酸價(jià)均大于10 mg/g，隨后的幾周逐漸上升，第6周酸價(jià)均超過20 mg/g，第8周超過35 mg/g。試驗(yàn)結(jié)果表明，輻照技術(shù)不會(huì)對(duì)酸價(jià)產(chǎn)生影響。因?yàn)樗醿r(jià)是在外界條件影響下油脂水解為脂肪酸的結(jié)果，與樣品所處的環(huán)境條件（如水分、溫度、空氣等）正相關(guān)。貯存加速試驗(yàn)溫度是恒溫37 ℃，這個(gè)溫度是導(dǎo)致樣品酸價(jià)升高的主要因素。

2.4 貯存加速期間凍干雞肉丁油脂過氧化值的變化（見表3、圖3）

由表3、圖3可知，未輻照樣品初測(cè)和第1周過氧化值為0.11 g/100 g，第1周至試驗(yàn)結(jié)束過氧化值不大于0.02 g/100 g或未檢出，電子束輻照的樣品4#、5#初測(cè)至試驗(yàn)結(jié)束其過氧化值不大于0.02 g/100 g或未檢出；60Coγ射線輻照的2#和3#樣品在初測(cè)中均檢出過氧化值，其中3#樣品在第3周結(jié)束前過氧化值大于1.5 g/100 g，2#樣品第4周至試驗(yàn)結(jié)束過氧化值未檢出，3#樣品過氧化值一直趨于降低，第8周過氧化值未檢出。結(jié)果表明，經(jīng)60Coγ射線輻照后的凍干雞肉丁其油脂中過氧化值高于未輻照組和電子束輻照組樣品，主要是由于γ射線使肉制品產(chǎn)生自由基，而自由基加速脂肪的氧化，過氧化物本身不穩(wěn)定，在貯存加速期間又轉(zhuǎn)化為醛、酮類等有機(jī)物質(zhì)，所以其輻照異味并未因過氧化值的降低而消失，但電子束輻照產(chǎn)品并不存在此類問題。

表3 貯存加速期間凍干雞肉丁油脂過氧化值的變化Tab.3 Changes in the fat peroxide value of freeze-dried chicken cubes during accelerated storage 單位：g/100 g

2.5 貯存加速期間凍干雞肉丁油脂碘值的變化（見表4、圖4）

由表4、圖4可知，初測(cè)結(jié)果顯示未輻照、60Coγ射線和電子束5組樣品沒有明顯的差異性，在整個(gè)貯存加速期間碘值的變化總體呈下降趨勢(shì)，直至未檢出。結(jié)果表明，60Coγ射線和電子束都不對(duì)凍干雞肉丁中的不飽和脂肪酸產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。不飽和脂肪酸的降低是隨著貯存時(shí)間的加長(zhǎng)逐漸氧化的結(jié)果。

表4 貯存加速期間凍干雞肉丁油脂中碘值的變化Tab.4 Changes in fat iodine value in freeze-dried chicken cubes during accelerated storage 單位：mg/g

2.6 貯存加速期間凍干雞肉丁水分和蛋白質(zhì)的變化（見表5、表6）

由表5、表6可知，1#～5#樣品蛋白質(zhì)均在90%～94%之間，水分在2%～4%之間。蛋白質(zhì)由于多級(jí)結(jié)構(gòu)而具有獨(dú)特的性質(zhì)，輻照后的蛋白質(zhì)在形態(tài)上的改變影響較小，其結(jié)構(gòu)并未受到破壞，氨基酸總體含量也基本不會(huì)受到影響。因此，電子束和60Coγ射線在不大于4 kGy劑量?jī)?nèi)的輻照沒有影響雞肉中蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。在貯存加速期（8周）內(nèi)凍干雞肉丁的蛋白質(zhì)和水分一致性較好，表明凍干雞肉丁在密封條件下具有較長(zhǎng)的保鮮期。

表5 貯存加速期間凍干雞肉丁水分的變化Tab.5 Changes in moisture content of freeze-dried chicken cubes during accelerated storage 單位：g/100 g

表6 貯存加速期間凍干雞肉丁蛋白質(zhì)的變化Tab.6 Changes in protein of freeze-dried diced chicken cubes during accelerated storage 單位：g/100 g

3 討論

3.1 兩種輻照方式在滅菌方面的優(yōu)勢(shì)比較

60Coγ射線和電子束在2 kGy和4 kGy劑量條件下殺菌效果顯著，經(jīng)輻照后細(xì)菌總數(shù)均不大于100 CFU/g，電子束輻照覆蓋范圍略優(yōu)于60Coγ射線。未經(jīng)輻照的樣品在密封條件下可以抑制微生物的增長(zhǎng)。

3.2 兩種輻照方式對(duì)凍干雞肉丁風(fēng)味品質(zhì)的影響

60Coγ射線和電子束輻照具有不同的輻射機(jī)理，經(jīng)60Coγ射線輻照后的凍干雞肉丁由于產(chǎn)生自由基，加速脂肪氧化而產(chǎn)生異味，并且其脂肪的氧化程度和輻照劑量呈正比關(guān)系，但是電子束輻照并不存在此類問題。

3.3 兩種輻照方式對(duì)產(chǎn)品色澤、肌肉組織的影響

60Coγ射線和電子束兩種輻照技術(shù)不會(huì)影響產(chǎn)品的色澤和肌肉組織，可以保持產(chǎn)品固有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，且凍干雞肉丁在密封條件下具有較長(zhǎng)的保鮮期（大于180 d）。

4 結(jié)論

電子束和60Coγ射線兩種輻照方式對(duì)于寵物食品凍干雞肉丁殺菌效果顯著。電子束可以有效減緩脂肪氧化，且覆蓋范圍較好，所以在殺菌和保持凍干雞肉丁風(fēng)味品質(zhì)方面要優(yōu)于60Coγ射線。