氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照對蚌肉的保鮮效果

蔣慧亮，王正云，楊絮，展躍平，邢超，楊綮，段佳偉

（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）

河蚌是一種常見的淡水貝類，味道鮮美，新鮮蚌肉中氨基酸含量豐富，呈味氨基酸含量達44.33%，與象拔蚌接近[1]。一般蚌殼較大，取肉后的蚌殼造成一定的環(huán)境污染，若能集中取肉，制成蚌肉凈菜銷售，既解決了蚌殼污染問題，又方便了消費者的購買，但新鮮蚌肉含水量高，易腐敗變質(zhì)，不利于保存。因此研究安全有效的保鮮方式保證蚌肉的新鮮品質(zhì)，可拓展蚌肉的銷售途徑，提高經(jīng)濟產(chǎn)值。

氣調(diào)包裝是采用特定的包裝材料，改變包裝內(nèi)的氣體比例，從而可以保持食品新鮮度，提高安全性，延長貨架期。同時具有操作方便、成本低、效果好等優(yōu)勢，是食品保鮮領域的研究熱點，廣泛用于果蔬、肉類、水產(chǎn)等食品的物理保鮮[2]。氣調(diào)包裝若與其他保鮮方式相結(jié)合，則可以得到更好的保鮮效果。氣調(diào)包裝結(jié)合紫外線殺菌有效抑制羅非魚冷藏中微生物的繁殖和脂肪氧化，延長了貯藏期[3]。微波結(jié)合氣調(diào)包裝保持黃皮果實原有的風味品質(zhì)，延長貯藏時間[4]。真空預冷結(jié)合氣調(diào)包裝能進一步維持雞肉的新鮮品質(zhì)[5]。氣調(diào)包裝結(jié)合赤霉酸能降低青椒呼吸速率，延長貨架期[6]。生物保鮮劑結(jié)合氣調(diào)包裝應用于蘋果、西紅柿以及烤雞的保鮮研究中，并得到較好的效果[7-9]。氣調(diào)包裝結(jié)合低溫貯藏、冰溫貯藏、微凍等能更好得保證食品的新鮮品質(zhì)[10,11]。電子束是利用電離輻射與物質(zhì)相互作用所產(chǎn)生的效應以達到延長保質(zhì)期目的的新興物理保藏技術，對于水產(chǎn)品貯藏中微生物的繁殖等有很好的抑制作用[12,13]。電子束輻照已應用于蟹肉、泥蚶、三文魚等水產(chǎn)品的保鮮研究中，并得到較好的效果[14-16]。但目前國內(nèi)外使用氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照進行保鮮研究的較少。

前期已研究了電子束輻照對蚌肉冰藏過程中品質(zhì)的影響，實驗表明5 kGy 電子束輻照對蚌肉的品質(zhì)無不良影響，能延長蚌肉冰藏的貨架期[1]，本文使用氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照對蚌肉進行保鮮處理，采用不同氣調(diào)比例對蚌肉進行氣調(diào)包裝，并使用5 kGy 電子束輻照，分析冰藏過程中蚌肉感官品質(zhì)、菌落總數(shù)、揮發(fā)性鹽基總氮（TVBN）和硫代巴比妥酸值（TBA）的變化，綜合評價氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照對蚌肉的保鮮效果，以探究更佳的物理保鮮方式。

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；三氯乙酸、硼酸、乙二胺四乙酸二鈉、鹽酸、氧化鎂、硫代巴比妥酸，分析純，國藥集團化學試劑有限公司；鹽酸、氫氧化鈉、檸檬酸鈉，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?？萍加邢薰尽?/p>

1.2 實驗方法

1.2.1 蚌肉氣調(diào)包裝處理

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PET 包裝，樣品隨機分為7 組。按照以下氣調(diào)比例（見表1），使用MAP-QT200扎口氣調(diào)包裝機進行標準充氣包裝。

表1 樣品分組及氣調(diào)比例Table 1 Sample grouping and air-regulated ratio

1.2.2 蚌肉電子束輻照處理

按照層冰層樣品放入底部有漏水孔的泡沫箱中，封箱。將A、B、C、D、E 組及對照2 組樣品冷鏈運至揚州揚?？萍加邢薰具M行電子束輻照處理，劑量為5 kGy，輻照能量為10 MeV，掃描寬度為710 cm，劑量平均束流強度為1650 μA，傳輸速度為68.7 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。

1.2.3 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1 組貯藏10 d、對照2 組貯藏16 d、氣調(diào)組貯藏24 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、TVBN 測定和TBA 測定。

1.2.4 感官評價

參照GB/T 37062-2018 水產(chǎn)品感官評價指南[17]，由10 名（5 男5 女）食品專業(yè)人員組成評價小組，按照表2，從蚌肉的體表、氣味、肌肉等進行感官評定。分為高品質(zhì)期、較好品質(zhì)期、貨架期、腐敗期4 等級。

表2 蚌肉感官評價標準Table 2 Criteria for sensory evaluation

表3 不同比例氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照處理蚌肉冰藏中感官品質(zhì)的變化Table 3 Changes in sensory quality of mussel meat treated by different proportion of modified atmosphere packaging combined with electron beam irradiation during ice storage

1.2.5 菌落總數(shù)測定

參照GB 4789.2-2016[18]中平板傾注法測定。

1.2.6 TVBN 測定

參照GB 5009.228-2016[19]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[20]中分光光度法測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，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(jié)果與討論

2.1 不同比例氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照對蚌肉冰藏中感官品質(zhì)的影響

由表3 可知，對照1 組和對照2 組蚌肉分別于貯藏12 d 和24 d 達到感官拒絕接受值，可見電子束輻照能較好得保持蚌肉的新鮮品質(zhì)。在電子束輻照的基礎上結(jié)合氣調(diào)包裝，蚌肉的新鮮品質(zhì)期有效延長，較對照2 組，氣調(diào)包裝組蚌肉分別再延緩了5、5、3、1 和4 d 達到感官拒絕接受值。但高濃度的CO2會影響蚌肉的色澤，造成產(chǎn)品包裝塌陷等問題，而少量O2的融入?yún)s可以促進氧和肌紅蛋白的生成，保持蚌肉新鮮的顏色[21]，因此E 組較C 組，雖CO2含量相同，但由于E組中含有O2，其感官品質(zhì)優(yōu)于C 組。孫路[22]等同樣研究發(fā)現(xiàn)高氧氣調(diào)包裝能更好得保證雞肉的新鮮品質(zhì)。

2.2 不同比例氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照對蚌肉冰貯藏中菌落總數(shù)的影響

圖1 不同比例氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照處理蚌肉冰藏中菌落總數(shù)的變化Fig.1 Changes in total number of colonies of mussel meat treated by different proportion of modified atmosphere packaging combined with electron beam irradiation during ice storage

不同比例的氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照對蚌肉冰藏中菌落總數(shù)的影響結(jié)果如圖1 所示。經(jīng)5 kGy 的電子束輻照后各組蚌肉中初始菌落總數(shù)降至≤10 CFU/g，電子束輻照有效殺滅了蚌肉中的部分微生物。由圖1可知，貯藏過程中各氣調(diào)包裝組蚌肉的菌落總數(shù)一直小于對照2 組，更遠小于對照1 組，在達到感官拒絕接受時，各氣調(diào)包裝組蚌肉的菌落總數(shù)分別為4.32、5.31、5.18、6.09 和5.74 log(CFU/g)，均小于各對照組，及水產(chǎn)品微生物限量標準7 log(CFU/g)[23]。氣調(diào)包裝在電子束輻照的基礎上進一步抑制了微生物的生長，吳燕燕[24]等研究發(fā)現(xiàn)CO2減小了鱸魚片中的腐敗菌豐度，延緩腐敗菌的生長，延長產(chǎn)品貨架期。Var Isil[25]研究發(fā)現(xiàn)40%以上含量的CO2即可有效控制食品中微生物的生長。本論文中各氣調(diào)包裝中CO2的含量越高，對微生物增長的抑制效果越好（p＜0.05）。張建友[26]等同樣發(fā)現(xiàn)氣調(diào)包裝中CO2的含量越高，毛蝦貯藏的穩(wěn)定性越高。這可能是因為引起蚌肉腐敗的微生物主要為需氧菌，CO2造成無氧環(huán)境，抑制了大多數(shù)腐敗菌的生長，同時CO2改變細胞膜的結(jié)構，加快氧化磷酸化的反應速率，抑制微生物的生長[27]。但當CO2含量超過50%時，其對微生物的抑制效果相差不顯著（p＞0.05）。

2.3 不同比例氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照對蚌肉冰藏中TVBN 值的影響

揮發(fā)性鹽基氮（TVBN）是衡量鮮凍動物性水產(chǎn)品鮮度的重要指標。不同比例氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照后各組蚌肉在冰藏中的TVBN 值變化趨勢如圖2 所示，經(jīng)5 kGy 電子束輻照后，蚌肉中產(chǎn)生TVBN 的速率降低，而不同比例的氣調(diào)包裝對TVBN 的影響不一樣，D 組蚌肉中TVBN 值的增長與對照2 組相差不大（p＞0.05），B、C 組和E 組對TVBN 的影響效果相差不大（p＞0.05），而A 組蚌肉中的TVBN 增長相對較緩慢。這可能是因為CO2對微生物生長的抑制，導致蚌肉貯藏中產(chǎn)生的TVBN 減少。各氣調(diào)組蚌肉在達到感官拒絕接受時，蚌肉中的TVBN 值分別為13.77、14.62、15.21、15.53、14.46 mg/100 g，達到冷凍貝類中TVBN 限值15 mg/100 g 左右[28]。結(jié)合感官評價以及菌落總數(shù)測定結(jié)果，對照1 組、對照2 組以及各氣調(diào)包裝組蚌肉的冰藏貨架期分別為12、24、29、29、27、25 和28 d，氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照有效延長了冰藏蚌肉貨架期13～17 d。

圖2 不同比例氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照對蚌肉冰藏中TVBN 值的影響Fig.2 Changes in TVBN of mussel meat treated by different proportion of modified atmosphere packaging combined with electron beam irradiation during ice storage

2.4 不同比例氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照對蚌肉冰藏中TBA 值的影響

脂肪氧化是引起水產(chǎn)品腐敗變質(zhì)的重要原因，因此TBA 值也可以反映水產(chǎn)品貯藏中的鮮度。不同比例氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照后各組蚌肉在冰藏中的TBA 值變化趨勢如圖3 所示，電子束輻照誘導加速脂質(zhì)的氧化，導致蚌肉中TBA 值上升[29]，因此對照2組蚌肉在冰藏中產(chǎn)生的TBA 遠高于對照1 組。而氣調(diào)包裝組中由于CO2和N2的加入，造成了厭氧或者低氧的環(huán)境，在一定程度上減緩了由于電子束輻照產(chǎn)生的脂肪氧化。M Milijasevic[30]的研究表明氣調(diào)包裝可以通過抑制產(chǎn)品中的脂肪氧化、腐敗菌的生長等以達到延長貨架期的目的。由圖3 可見，各氣調(diào)包裝組蚌肉的TBA 值變化較緩和，其最大值遠小于對照1組和對照2 組。且CO2含量越高，對TBA 值的降低效果越明顯（p＜0.05）。在冰藏前期，蚌肉中脂類物質(zhì)氧化，引起TBA 值上升，隨著貯藏的進行，揮發(fā)性氧化產(chǎn)物逐漸減少，因此各組蚌肉中的TBA 值在達到最大值后呈下降趨勢。由于E 組中含有20%的O2含量，因此對TBA 值的抑制效果弱于其他氣調(diào)包裝組，但是整個貯藏期間的TBA 值遠低于對照2 組，且各組蚌肉至貨架期終點時其TBA 值均未超過水產(chǎn)品一級鮮品TBA 限值5 mg/g[29]。

圖3 不同比例氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照處理蚌肉冰藏中TBA 值的變化Fig.3 Changes in TBA of mussel meat treated by different proportion of modified atmosphere packaging combined with electron beam irradiation during ice storage

綜上，100% CO2氣調(diào)包裝、70% CO2+30% N2氣調(diào)包裝、50% CO2+50% N2氣調(diào)包裝、30% CO2+70%N2氣調(diào)包裝和50% CO2+30% N2+20% O2氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照相較于對照2 組，在電子束輻照保鮮的基礎上冰藏蚌肉貨架期分別再延長了5、5、3、1 和4 d，各氣調(diào)包裝組冰藏蚌肉貨架期分別為29、29、27、25 和28 d。當CO2含量高于50%時，對冰藏蚌肉貨架期的影響差距不明顯（p＞0.05），同樣新鮮鱈魚等在40%～50% CO2環(huán)境下得到的保鮮效果最佳[31]。20%O2的存在，可緩和由于高CO2造成的蚌肉色澤暗沉、外形凹陷問題，提高蚌肉的色澤度，E 組蚌肉在貯藏過程中的色澤、形態(tài)方面優(yōu)于其他氣調(diào)包裝組。有報道高氧含量的氣調(diào)包裝能有效保持火雞香腸及豬肉香腸的新鮮品質(zhì)[32]。因此綜合各項指標，50% CO2+30%N2+20% O2氣調(diào)包裝結(jié)合電子束對蚌肉的保鮮效果較優(yōu)，蚌肉冰藏貨架期為28 d。奉琳娜[11]研究也發(fā)現(xiàn)50%CO2+10% N2+40% O2氣調(diào)包裝的羅非魚片在微凍環(huán)境下，保鮮期可達30 d，與本文研究結(jié)論類似。

3 結(jié)論

電子束輻照能殺滅蚌肉中的微生物，氣調(diào)包裝可有效延緩微生物的增長，氣調(diào)包裝結(jié)合電子束輻照能更好得抑制蚌肉中的微生物的增長，減少蚌肉中揮發(fā)性鹽基氮的產(chǎn)生，同時氣調(diào)包裝能有效減緩由于電子束輻照引起的脂肪氧化，降低蚌肉中TBA 值。本研究初步探索了氣調(diào)包裝結(jié)合電子束對蚌肉的保鮮效果，50% CO2+30% N2+20% O2氣調(diào)包裝結(jié)合電子束處理后蚌肉的冰藏貨架期達28 d，延長了16 d，為蚌肉的物理保鮮奠定了理論基礎。