電子束輻照對(duì)沙拉醬微生物及品質(zhì)的影響

王海宏，顏偉強(qiáng)，岳 玲，鄭 琦，戚文元，陳志軍，段卓旭，孔秋蓮?

（1. 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，上海 201401；2. 上海束能輻照技術(shù)有限公司，上海 201403）

沙拉醬起源于地中海的米諾卡島，是歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家餐桌上必不可少的調(diào)味醬。隨著國(guó)際交流的發(fā)展和中西方餐飲文化的融合，沙拉醬也逐漸成為我國(guó)人民日常餐飲中常見的調(diào)味品。沙拉醬是一種半固體態(tài)的復(fù)合調(diào)味料，以植物油、水、酸性配料為主要原料，添加或不添加含蛋黃配料、香辛料等輔料，利用蛋黃卵磷脂的乳化特性，通過均質(zhì)使橄欖油、大豆色拉油等油相均勻分散在水相中，形成穩(wěn)定的水包油型乳狀液。沙拉醬制作過程為冷加工，產(chǎn)品不能進(jìn)行高溫殺菌，一般通過嚴(yán)格控制原料和加工環(huán)節(jié)的衛(wèi)生狀況、添加防腐劑等手段保障沙拉醬產(chǎn)品的衛(wèi)生安全和貨架期[1-2]。

輻照利用γ射線、電子束、X射線等對(duì)食品進(jìn)行處理，是一種物理冷殺菌技術(shù)，可提高食品的微生物安全性，延長(zhǎng)食品貨架期，已在世界50多個(gè)國(guó)家允許使用[3]。作為一種新型輻照加工方式，電子束輻照利用電子加速器通電后產(chǎn)生高能電子束進(jìn)行輻照加工，較傳統(tǒng)的60Co γ射線更為安全高效[4]。電子束輻照殺菌目前在冷凍水產(chǎn)品等不適于高溫殺菌的產(chǎn)品上廣泛應(yīng)用，而關(guān)于電子束輻照用于沙拉醬殺菌的研究還未見報(bào)道。本研究以市售沙拉醬商品為對(duì)象，通過外源添加致病菌的方式，研究了電子束輻照對(duì)沙拉醬的衛(wèi)生品質(zhì)的影響及輻照處理后沙拉醬的色澤、質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味等感官品質(zhì)因子的變化，旨在為電子束輻照技術(shù)用于沙拉醬殺菌的可行性提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

沙拉醬，瓶裝，規(guī)格 280 g/瓶，包裝尺寸，瓶高約17.5 cm，瓶身直徑約5.5 cm，產(chǎn)品主要配料為水、大豆油、雞蛋、檸檬酸、山梨酸鉀等，產(chǎn)品 pH值 3.67。產(chǎn)品保質(zhì)期要求，未開封情況下 0～30 ℃避光保存期 9個(gè)月，開封后應(yīng)密封冷藏期盡快使用：市購。

鼠傷寒沙門氏菌ATCC 14028、大腸埃希氏菌ATCC25922和金黃色葡萄球菌ATCC6538：廣東環(huán)凱微生物科技有限公司；培養(yǎng)基：北京陸橋技術(shù)股份有限公司；胰酪胨大豆肉湯培養(yǎng)基（TSB）、沙門氏菌屬顯色培養(yǎng)基、結(jié)晶紫中性紅膽鹽-4-甲基傘形酮-β-D-葡萄糖苷瓊脂培養(yǎng)基（VRBAMUG）、Baird- Parker瓊脂平板培養(yǎng)基、平板計(jì)數(shù)瓊脂培養(yǎng)基（PCA）、結(jié)晶紫中性紅膽鹽瓊脂培養(yǎng)基（VRBA）、孟加拉紅培養(yǎng)基：青島海博生物技術(shù)有限公司；氯化鈉：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Chroma Meter CR-400 色差儀：日本柯尼卡美能達(dá) KONICA MINOLTA 公司；TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó)StableMicroSystem公司；PEN3電子鼻：德國(guó)AIRSENSE公司；拍打式均質(zhì)器：法國(guó)INTERSCIENCE公司；LRH-150生化培養(yǎng)箱、HWS-26電熱恒溫水浴鍋：上海一恒科技有限公司；MJ-250B霉菌培養(yǎng)箱：上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 致病菌菌液制備及添加

鼠傷寒沙門氏菌、大腸埃希氏菌、金黃色葡萄球菌冷凍甘油保藏菌種復(fù)蘇，TSB培養(yǎng)基35 ℃培養(yǎng)過夜，PCA培養(yǎng)基劃線接種35 ℃培養(yǎng)48 h得到單菌落，挑取單菌落再次TSB培養(yǎng)基35 ℃培養(yǎng)過夜增菌，控制菌量為 107～108水平，得到致病菌菌液。

稱取100 g沙拉醬于無菌均質(zhì)袋中，按10∶1（w∶v）添加致病菌菌液10 mL，拍打均質(zhì)混勻后密封，制備成外源添加致病菌的沙拉醬供試樣品，用于電子束輻照。

1.3.2 電子束輻照

輻照利用清華同方威視 IS1020電子加速器在上海束能輻照技術(shù)有限公司進(jìn)行，設(shè)備能量10 MeV，功率 20 kW，劑量率 8.44 kGy/s。使用重鉻酸銀液體化學(xué)劑量計(jì)對(duì)實(shí)際輻照劑量進(jìn)行監(jiān)測(cè)[5]，確保劑量水平誤差在±10%之內(nèi)。劑量計(jì)的校準(zhǔn)按照 GB/T 16640—2008 進(jìn)行[6]。

1.3.2.1 外源添加致病菌的供試樣品輻照 取裝有沙拉醬和菌液均勻樣品的密封均質(zhì)袋，輕拍成厚度小于0.5 cm的薄層，進(jìn)行電子束單面輻照，劑量水平為 0、1、2 kGy。每個(gè)劑量水平設(shè)置 3次重復(fù)。輻照后按各自添加致病菌的情況檢測(cè)添加菌的存活情況。同時(shí)以未添加致病菌的沙拉醬為對(duì)照，同添加致病菌的沙拉醬同樣輻照處理后檢測(cè)菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母。

1.3.2.2 整瓶沙拉醬樣品輻照 整瓶沙拉醬產(chǎn)品輻照，單瓶水平擺放，進(jìn)行電子束雙面輻照，劑量水平為 0、1、2 kGy。每個(gè)劑量水平設(shè)置3次重復(fù)。輻照后的沙拉醬于室溫避光存放，溫度15～18 ℃。定期檢測(cè)品質(zhì)指標(biāo)。

1.3.3 微生物學(xué)檢驗(yàn)

微生物檢測(cè)采用食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)GB 4789系列標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，檢測(cè)指標(biāo)為GB 4789.4—2016 鼠傷寒沙門氏菌[7]、GB 4789.38—2012大腸埃希氏菌[8]、GB 4789.10—2016金黃色葡萄球菌[9]、GB 4789.2—2016 菌落總數(shù)[10]、GB 4789.3—2016 大腸菌群[11]、GB 4789.15—2016 霉菌和酵母[12]。

1.3.4 色澤測(cè)定

Chroma Meter CR-400 色差儀檢測(cè)。每個(gè)處理測(cè)試3個(gè)重復(fù)。色澤參數(shù)使用L、a、b系統(tǒng)，L、a、b是三維矩形顏色空間參數(shù)，L為黑白明度軸參數(shù)，0表示黑，100表示白；a為紅/綠軸參數(shù)，a(+)表示紅色程度，a(-)表示綠色程度；b為藍(lán)/黃軸參數(shù)，b(+)表示黃色程度，b(-)表示藍(lán)色程度。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)測(cè)定

參考 Bortnowska G[13]方法，TA-XT Plus 型質(zhì)構(gòu)儀檢測(cè)。取沙拉醬產(chǎn)品90 g。檢測(cè)條件：壓縮模式，探頭型號(hào)為反擠壓裝置A/BE，壓縮板直徑40 mm。測(cè)前速率 1 mm/s，測(cè)中速率 2 mm/s，測(cè)后速率10 mm/s，數(shù)據(jù)收集率500點(diǎn)/s，壓縮距離30 mm，觸發(fā)力 5.0 g。

1.3.6 風(fēng)味測(cè)定

風(fēng)味測(cè)定使用 PEN3電子鼻檢測(cè)，電子鼻氣敏傳感器探頭包括 W1C、W5S、W3C、W6S、W5C、W1S、W1W、W2S、W2W和W3S。取沙拉醬樣品4 g放入20 mL頂空瓶中，靜置20 min后檢測(cè)。檢測(cè)條件：樣品測(cè)定間隔1 s，清洗時(shí)間120 s，歸零時(shí)間 5 s，樣品準(zhǔn)備時(shí)間 5 s，測(cè)定時(shí)間 100 s，載氣流量 400 mL/min，進(jìn)樣流量 400 mL/min。傳感器信號(hào)在 50 s后基本穩(wěn)定，選定采集信號(hào)時(shí)間為80 s。不同輻照處理樣品測(cè)定3次重復(fù)，測(cè)定時(shí)保持室溫25 ℃。電子鼻測(cè)定結(jié)果利用Winmuster進(jìn)行響應(yīng)值分析和主成分分析（Principal component analysis，PCA）。

1.3.7 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)依據(jù)沙拉醬現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) SBT10753—2012[14]，對(duì)色澤、體態(tài)、香氣、滋味進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)采用10點(diǎn)制評(píng)分法，評(píng)分方法參考羅曉莉[15]方法。評(píng)價(jià)人員10人，分別對(duì)輻照前后的沙拉醬感官評(píng)分，對(duì)感官指標(biāo)可接受程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1。

表1 沙拉醬感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria of salad dressing

1.3.8 穩(wěn)定性分析

參考阮雁春[16]方法，采用了離心乳析率指標(biāo)對(duì)沙拉醬穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)定。取沙拉醬樣品 8 mL加入離心管中，25 ℃下 5 000 r/min 離心 30 min，稱量上清液即油析出的體積，以油析出的體積除以沙拉醬的總體積表示離心乳析率。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用 SPSS19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行顯著性差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 電子束輻照對(duì)沙拉醬衛(wèi)生品質(zhì)的影響

食源性致病菌是造成食品安全問題的重要原因之一，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB29921—2013對(duì)調(diào)味醬、即食類、熟食類、飲料等食品的致病菌進(jìn)行限量，其中沙拉醬的致病菌限量標(biāo)準(zhǔn)為沙門氏菌不得檢出，金黃色葡萄球菌5個(gè)采樣樣品中最多有2個(gè)樣品允許檢出，且最大限值不可超過1 000 CFU/g(mL)[17]。

實(shí)驗(yàn)采用外源添加致病菌的方法，研究了電子束輻照對(duì)市購商品沙拉醬中致病菌的殺滅效果。由表2看出，電子束對(duì)致病菌沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、大腸埃希氏菌的殺滅效果良好，大腸埃希氏菌對(duì)輻照最為敏感，其后依次為金黃色葡萄球菌、沙門氏菌，1 kGy電子束輻照處理可以降低致病菌3～6個(gè)log。因要保證電子束輻照處理中有致病菌檢出，研究中外源添加致病菌基數(shù)較高，遠(yuǎn)高于自然商品狀態(tài)情況。根據(jù)結(jié)果推算，如自然商品的初始致病菌為103水平時(shí)，1 kGy電子束輻照處理可將致病菌完全殺滅。

表2 電子束輻照后沙拉醬中致病菌的存活情況Table 2 Survival of pathogenic bacteria in salad dressing after electron beam irradiation Log CFU/g

除致病菌導(dǎo)致的食品安全風(fēng)險(xiǎn)外，微生物污染引起的食品腐敗變質(zhì)也是影響食品衛(wèi)生質(zhì)量和保質(zhì)期的關(guān)鍵因素。由表3看出，本研究所用的商品沙拉醬中大腸菌群沒有檢出，菌落總數(shù)、霉菌和酵母的水平較低，電子束輻照后菌落總數(shù)、霉菌和酵母即不再檢出。實(shí)驗(yàn)過程中因定期檢測(cè)，沙拉醬開封，但室溫（15～18 ℃）放置40 d后，輻照處理的沙拉醬仍無菌落總數(shù)、霉菌和酵母、大腸菌群檢出。

表3 電子束輻照沙拉醬的微生物水平變化Table 3 Changes of microorganism level in salad dressing irradiated by electron beam

沙拉醬營(yíng)養(yǎng)豐富，且不耐加熱和高溫，致病菌的控制目前主要依靠化學(xué)方法，為減少化學(xué)合成防腐劑的應(yīng)用，滿足人們對(duì)食品天然、綠色、安全的需求，天然抑菌活性物質(zhì)較多用于沙拉醬抑菌保鮮的研究，如胡椒精油[18]、肉桂精油[19]、乳酸鏈球菌素（nisin）[20]、丁香精油[21]、牛至精油[21-22]。但天然防腐劑的研究還處于抑菌活性研究階段，存在精油風(fēng)味影響沙拉醬風(fēng)味[19]、抑菌效果因沙拉醬產(chǎn)品配方變化而變化[20]等問題，限制了天然防腐劑在沙拉醬抑菌中的生產(chǎn)應(yīng)用。脈沖電場(chǎng)處理作為一種物理冷殺菌方法，也有報(bào)道用于沙拉醬殺菌處理，34 kV/cm 脈沖電場(chǎng)處理45.7 μs，沙拉醬中添加的乳桿菌可減少 7 log以上，顯著延長(zhǎng)沙拉醬的冷藏保質(zhì)期，但單一脈沖電場(chǎng)處理后，沙拉醬中的微生物有恢復(fù)現(xiàn)象，需要協(xié)同瞬時(shí)熱處理才可避免微生物修復(fù)滋生，31.8 kv/cm 脈沖電場(chǎng)處理 45.7 s，然后在 67.2～73.6 ℃條件下加熱24 s，可殺滅沙拉醬中添加的乳桿菌，室溫下儲(chǔ)存11個(gè)月后仍無乳桿菌檢出[23]。輻照也是一種物理冷殺菌技術(shù)，操作起來更為簡(jiǎn)單方便，已廣泛用于食品殺菌保鮮[3]，本研究結(jié)果看出，電子束輻照對(duì)沙拉醬中的致病菌有良好的殺滅效果，也可有效抑制微生物滋生，在沙拉醬殺菌保鮮中有很好的應(yīng)用潛力。

2.2 電子束輻照后沙拉醬色澤品質(zhì)的變化

色澤是沙拉醬質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的重要指標(biāo)，反映產(chǎn)品的優(yōu)劣[24]。色拉醬輻照后室溫放置40 d時(shí)，不同處理間產(chǎn)品色澤肉眼觀察無可見差異。色差儀測(cè)定結(jié)果表明，未輻照0 kGy處理的L值、b值、a值分別為 84.69、13.39、-2.42，其中L值、b值不同處理間無顯著差異，a值則不同處理間差異顯著，1 kGy、2 kGy輻照處理的a值分別為-2.57、-2.66，表明輻照導(dǎo)致沙拉醬紅綠色澤參數(shù)由紅軸趨向綠軸（圖1）。

圖1 電子束輻照沙拉醬室溫放置40 d時(shí)的色澤參數(shù)（L、a、b）Fig.1 Color parameters (L, a and b) of salad dressing irradiated by electron beams at room temperature for 40 days

2.3 電子束輻照后沙拉醬質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的變化

適宜穩(wěn)定的黏度狀態(tài)是沙拉醬的一個(gè)重要物性指標(biāo)[25]。表4看出，電子束輻照后沙拉醬的硬度、稠度有所增加，黏聚性和黏性降低，劑量越大，變化幅度越大，1 kGy處理與未輻照處理無顯著差異，但2 kGy處理的硬度、稠度、黏聚性和黏性與未輻照處理和1 kGy處理均表現(xiàn)顯著差異。

表4 電子束輻照沙拉醬的質(zhì)構(gòu)參數(shù)變化Table 4 Changes in texture of salad dressing irradiated by electron beam

2.4 電子束輻照后沙拉醬風(fēng)味品質(zhì)的變化

色拉醬輻照后室溫放置40 d時(shí)，測(cè)得的電子鼻分析數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析（PCA）。由圖2看出，主成分PC1貢獻(xiàn)率為96.1%，PC2貢獻(xiàn)率3.4%，兩個(gè)主成分累積貢獻(xiàn)率為99.5%（超過70%），說明PC1和PC2能夠反映樣品的整體信息。2 kGy及以下劑量輻照對(duì)沙拉醬風(fēng)味影響不大，0 d時(shí)，0、1、2 kGy 處理的分布區(qū)域互有交叉，其中 2 kGy處理和0 kGy的距離相比1 kGy處理較遠(yuǎn)，證明劑量越高，與未輻照處理間的差異越大，但2 kGy處理并未對(duì)樣品風(fēng)味產(chǎn)生明顯影響。沙拉醬在常溫放置期間，風(fēng)味變化較大，0 d和 20 d、40 d的處理距離較遠(yuǎn)，沒有交叉重疊，20、40 d的處理有交叉重疊，相同放置時(shí)間的不同處理間差別較小，和0 d時(shí)相同。風(fēng)味雷達(dá)圖分析發(fā)現(xiàn)，不同放置時(shí)間的沙拉醬在 W5S探頭上的響應(yīng)值有明顯差異（圖3）。

圖2 電子束輻照沙拉醬風(fēng)味變化的PCA分析Fig.2 PCA analysis of flavor changes of salad dressing irradiated by electron beam

圖3 電子束輻照沙拉醬的風(fēng)味雷達(dá)圖Fig.3 Flavor radar image of salad dressing irradiated by electron beam

2.5 電子束輻照對(duì)沙拉醬感官評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響

感官評(píng)分結(jié)果表明，電子束輻照對(duì)沙拉醬的色澤、體態(tài)無顯著影響，但對(duì)香氣、滋味影響較大。電子束輻照導(dǎo)致香氣、滋味分值下降，且劑量越高，下降幅度越大。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，1 kGy劑量電子束輻照沙拉醬的香氣、滋味與未輻照處理差異不顯著，而2 kGy劑量電子束輻照沙拉醬的香氣分值顯著低于未輻照處理，滋味分值顯著低于未輻照和1 kGy輻照處理（表5）。

表5 電子束輻照對(duì)沙拉醬感官評(píng)分的影響Table 5 Effect of electron beam irradiation on sensory evaluation of salad dressing

沙拉醬一種高油脂調(diào)味料，植物油在沙拉醬產(chǎn)品配方中占有較大比例，通常在30%～70%[26]，一般沙拉醬的含油量在50%以上[25]。高油脂食品輻照易產(chǎn)生輻照異味，原因在于輻照可促進(jìn)食品中的脂肪氧化，產(chǎn)生不良風(fēng)味，這在肉制品上已有較多報(bào)道[27]。劑量是影響輻照異味程度的關(guān)鍵因素，輻照方式也可影響某些食品輻照異味的程度，如風(fēng)干火腿的輻照異味隨輻照劑量加大而增強(qiáng)，同樣劑量條件下，電子束輻照的異味程度低于鈷源 γ射線輻照[4]。因此，輻照導(dǎo)致脂肪氧化可能是沙拉醬輻照后香氣、滋味不良改變的原因，適宜的輻照劑量是影響沙拉醬輻照殺菌中產(chǎn)品香氣、滋味的關(guān)鍵因素。

2.6 電子束輻照對(duì)沙拉醬穩(wěn)定性的影響

穩(wěn)定性是沙拉醬質(zhì)量的重要指標(biāo)，沙拉醬的乳化狀態(tài)會(huì)受到環(huán)境條件影響而造成乳化破壞，出現(xiàn)不同程度的油水分離狀態(tài)，振動(dòng)、冷卻、加熱、高溫、壓力、運(yùn)輸?shù)萚25]。油脂析出的量越少，破乳花費(fèi)的時(shí)間越久則沙拉醬的品質(zhì)就越好[16]。另外，沙拉醬是一種高脂肪類食品，其穩(wěn)定體系很容易受氧化作用而遭到破壞[28]。本研究采用離心乳析率指標(biāo)對(duì)沙拉醬穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)定，發(fā)現(xiàn)沙拉醬樣品 5 000 r/min 離心 30 min 后，所有處理均無上清液析出，表明研究所用沙拉醬穩(wěn)定性良好，2 kGy及以下劑量輻照處理對(duì)沙拉醬的穩(wěn)定性無影響。

3 結(jié)論

隨著沙拉醬消費(fèi)的普及，沙拉醬的安全問題和品質(zhì)穩(wěn)定性越來越重要，冷殺菌技術(shù)是沙拉醬產(chǎn)品特性的特殊要求。黃銳之等采用物理冷殺菌的輻照技術(shù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室自制加工的沙拉醬經(jīng)3 kGy劑量60Co γ射線輻照，發(fā)現(xiàn)輻照處理后沙拉醬穩(wěn)定性進(jìn)一步提高，保質(zhì)期得到延長(zhǎng)，4～10 ℃下可冷藏5個(gè)月[29]。本研究發(fā)現(xiàn)，電子束輻照作為一種低碳高效的新型輻照技術(shù)，可有效控制沙拉醬中致病菌，1 kGy劑量處理的沙拉醬對(duì)產(chǎn)品色澤、質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味、穩(wěn)定性無顯著影響，開封后室溫放置40 d后，1 kGy劑量處理的沙拉醬無菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母檢出，色澤、質(zhì)構(gòu)、風(fēng)味、穩(wěn)定性指標(biāo)與未輻照處理無明顯差別，可用于沙拉醬殺菌保鮮。

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