海帶多糖協(xié)同電子束輻照對(duì)生鮮豬肉的保鮮作用

劉文龍，雷英杰，楊玉琴，劉倩，魏明梅，陳尚戊，王衛(wèi)

（成都大學(xué)肉類加工四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610106）

豬肉運(yùn)輸與保鮮的問(wèn)題一直是困擾現(xiàn)代肉類消費(fèi)市場(chǎng)的主要問(wèn)題，生鮮肉的貨架期短是限制我國(guó)生鮮肉大力發(fā)展的瓶頸所在，目前可應(yīng)用于生鮮肉的抑菌方式較少，主要方式包括腌漬、冷凍、高壓，氣調(diào)包裝等[1-2]。但除冷凍外的貯藏手段，成本高昂，適用性較低，而冷凍保鮮對(duì)于生鮮豬肉的風(fēng)味、口感影響很大。而食品輻照技術(shù)自20世紀(jì)80年代中期興起以來(lái)，已發(fā)展成為一種成熟、可靠的保證食品安全的技術(shù)，能夠減少害蟲(chóng)和致病菌的數(shù)量，以延長(zhǎng)食品的貨架期[3-4]。目前不乏輻照技術(shù)在保鮮當(dāng)中的應(yīng)用案例，但將輻照技術(shù)應(yīng)用于生鮮豬肉保鮮存在一定缺陷，程述震等[5]、顧可飛[6]使用輻照處理新鮮豬里脊肉發(fā)現(xiàn)輻照處理會(huì)加速自由基的降解速度，加快脂肪氧化速率，給豬肉感官帶來(lái)消極影響。因此可以通過(guò)添加抗氧化劑來(lái)改善輻照過(guò)后引起的脂肪氧化水解，Hu等[7]使用抗氧化劑協(xié)同輻照處理新鮮豬肉，不僅大幅減少了菌落值，還減緩了脂肪氧化速率。

天然抗氧化劑種類繁多，來(lái)源豐富，其中海帶因?yàn)楹写罅慷嗵俏镔|(zhì)，享有“海中蔬菜”的美稱，海帶多糖目前被廣泛應(yīng)用食品、化工、醫(yī)療等領(lǐng)域。海帶多糖主要成分有褐藻膠、巖藻多糖，以及褐藻淀粉，在食品領(lǐng)域，以及研發(fā)新型功能性保健食品方面，海帶多糖均有良好的應(yīng)用前景，如海帶多糖飲品、食品級(jí)保鮮涂膜及海帶多糖餅干等[8-9]。在肉制品領(lǐng)域，周士琪等[10]研究了不同海帶多糖濃度對(duì)雞肉復(fù)乳凝膠理化特性的和結(jié)構(gòu)特性的影響，取得了良好效果。海帶多糖不僅具有良好抗氧化性、抑菌作用等生物活性，還具有降低輻照作用[11]。因此將海帶多糖協(xié)同輻照處理應(yīng)用于保鮮貯藏，減緩輻照后引起的脂肪氧化、維持豬肉感官品質(zhì)具有一定研究意義。本試驗(yàn)將不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的海帶多糖添加到生鮮豬肉中，協(xié)同電子束輻照處理，研究其對(duì)脂肪氧化的抑制作用以及對(duì)生鮮豬肉的保鮮效果，以期延長(zhǎng)生鮮豬肉貨架期，推廣輻照技術(shù)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮里脊豬肉：市售。

乙二胺四乙酸二鈉（分析純）：成都市科龍化工試劑廠；三氯乙酸（分析純）：天津市津東天正精細(xì)化學(xué)試劑廠；2-硫代巴比妥酸（生物試劑）：上海源葉生物科技有限公司；平板計(jì)數(shù)瓊脂（生物試劑）：北京三藥科技開(kāi)發(fā)公司；海帶多糖粉末（純度50%，食品級(jí)）：西安瑞迪生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

STC-9200冷藏冰凍柜：南京樂(lè)創(chuàng)廚房設(shè)備有限公司；PHS-3C pH計(jì)：上海三信儀表廠；EPED-EZ-10TJ超純水制備儀：南京易普易達(dá)科技發(fā)展有限公司；JA2003N電子天平：上海佑科儀器儀表有限公司；IKA T18 basic高速勻漿機(jī)：德國(guó)IKA公司；UV-1100紫外分光光度計(jì)：上海美譜達(dá)儀器有限公司；GY-ZB-6202真空包裝機(jī)：江西贛云食品機(jī)械有限公司；LRH-250生化培養(yǎng)箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；CR-400便攜式色差儀：柯尼卡美能達(dá)投資有限公司；GHT-DDC超凈工作臺(tái)：濟(jì)南杰康凈化設(shè)備廠；GR60DA高壓蒸汽滅菌鍋：致徽儀器有限公司；THZ-92A水浴恒溫振蕩器：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；TA-XT Plus物性測(cè)試儀：英國(guó)Stable micro system公司。

1.3 方法

1.3.1 生鮮豬肉前處理

將新鮮豬里脊肉在無(wú)菌環(huán)境下進(jìn)行切割處理，去除筋膜以及脂肪組織，分割成100 g左右小塊。參考劉夢(mèng)等[12]的方法并略作修改，將紫外滅菌20 min后的海帶多糖粉末使用無(wú)菌蒸餾水配制成不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)（1%、3%、5%）的溶液，將切好的肉樣放入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)（1%、3%、5%）的海帶多糖水溶液中浸泡60 s，取出瀝干，放入無(wú)菌保鮮袋中，做好標(biāo)記。另外設(shè)置空白組與輻照組進(jìn)行對(duì)比，空白組不添加海帶多糖，不進(jìn)行輻照處理，輻照組只進(jìn)行輻照處理，不添加海帶多糖。空白組、輻照組放入無(wú)菌蒸餾水中浸泡相同時(shí)間。之后為避免含氧狀態(tài)下輻照后造成色澤感官影響，將各組進(jìn)行抽真空處理，參數(shù)為抽氣時(shí)間30 s，熱封時(shí)間1.5 s，放氣時(shí)間1.2 s，抽氣壓強(qiáng)0.1 MPa，真空后置于4℃冰箱中進(jìn)行貯藏。

1.3.2 電子束輻照滅菌

將真空包裝的肉樣，使用保溫箱加冰塊貯藏，送于輻照公司進(jìn)行電子束輻照處理，空白組不做輻照處理。為避免高劑量的輻照處理給生鮮豬肉感官帶來(lái)消極影響，輻照劑量選定為3 kGy，輻照能量為10 MeV，確保輻照均勻，輻照后立即置于4℃冰箱進(jìn)行冷藏，并在貯藏第1、3、6、9、12天進(jìn)行采樣測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.3.1 色差的測(cè)定

選取豬肉平整處，使用色差儀進(jìn)行色差的測(cè)定，重復(fù)測(cè)定3次，測(cè)定前用白板進(jìn)行校準(zhǔn)。

1.3.3.2 pH值的測(cè)定

參照GB 5009.237—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品pH值的測(cè)定》方法測(cè)定豬肉的pH值。

1.3.3.3 質(zhì)構(gòu)剖面分析

參考齊聰?shù)萚13]的方法并略做修改，將各處理組生鮮豬肉置于80℃恒溫水浴鍋中加熱，直至肉樣中心溫度達(dá)到70℃后撈出，冷卻至25℃。將肉樣切割成1 cm×1 cm×1 cm的規(guī)格，使用TA-XT Plus物性測(cè)試儀，配合P/36R型圓柱形探頭沿垂直于肌原纖維方向進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定指標(biāo)：硬度、彈性、咀嚼性、黏性、回復(fù)性，內(nèi)聚性。測(cè)試速率5.00 mm/s，應(yīng)變率50%，間隔時(shí)間5.0 s，觸發(fā)力5 g，環(huán)境溫度25℃。每組樣品平行測(cè)定3次，取平均值。

1.3.3.4 感官評(píng)定

感官評(píng)定參考孫凱旋等[14]的方法，并略作修改。感官評(píng)價(jià)小組由8名食品專業(yè)人士組成，每隔3d從色澤、氣味和黏度、汁液量4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析，具體見(jiàn)表1。

表1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory scoring criteria

1.3.3.5 硫代巴比妥酸反應(yīng)物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARS）值的測(cè)定

硫代巴比妥酸值參照GB 5009.181—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中丙二醛的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。TBARS以每千克樣品中所含丙二醛的質(zhì)量表示，單位為mg/kg。

1.3.3.6 菌落總數(shù)的測(cè)定

菌落總數(shù)測(cè)定按照GB 4789.2—2010《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)果以lg（CFU/g）表示。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)使用SPSS 23進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，使用Origin 9.0進(jìn)行繪圖處理。利用Duncan多重比較進(jìn)行顯著性分析，其中P＜0.05表示差異顯著。所得數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 海帶多糖對(duì)輻照后生鮮豬肉色澤的影響

良好的生鮮豬肉色澤能較好反應(yīng)其新鮮程度，促進(jìn)消費(fèi)者購(gòu)買欲望[15]。使用色差儀對(duì)肉樣的色度進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 海帶多糖對(duì)輻照后生鮮豬肉色澤的影響Table 2 Effect of kelp polysaccharide on the color of irradiated fresh pork

由表2可知，第1天時(shí)空白組、輻照組、1%多糖組之間的亮度L*值沒(méi)有明顯差異（P＞0.05），3%多糖組與5%多糖組L*值更高，第12天時(shí)5%多糖組的L*值顯著低于其他組。這可能是因?yàn)檩椪仗幚頃?huì)破壞生鮮豬肉肌肉纖維結(jié)構(gòu)，而海帶多糖的添加減少了汁液流失，使得L*值更低[16]。

經(jīng)過(guò)輻照處理，在第1天～3天各組的紅度a*值顯著高于空白組，且第12天時(shí)a*值仍維持較好，但隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，各組差異逐漸縮小。這是由于輻照促進(jìn)了肉中一氧化氮肌紅蛋白的形成，使肉樣顏色更鮮艷，海帶多糖的添加，減少了豬肉褐變帶來(lái)的顏色變化[17-18]。肉樣存放時(shí)間長(zhǎng)會(huì)造成黃度值過(guò)高。第1天時(shí)3%、5%多糖組相較于空白組，黃度值b*顯著提高，輻照組基本與空白組持平，這可能是因?yàn)楹Ф嗵侨芤菏亲厣?，浸泡后附著于豬肉表面，造成的黃度值更高。貯藏12 d時(shí)各組黃度值差異不大。經(jīng)過(guò)色差值測(cè)定，輻照處理能明顯改善豬肉的紅度值，提高豬肉色澤感官。海帶多糖溶液浸泡后，不會(huì)對(duì)豬肉L*造成明顯的影響，能夠提高a*值，并在貯藏期間內(nèi)維持良好色澤，但是過(guò)高濃度的海帶多糖溶液，會(huì)影響豬肉黃度值。

2.2 海帶多糖對(duì)輻照后生鮮豬肉感官評(píng)定的影響

海帶多糖對(duì)輻照后生鮮豬肉感官評(píng)定的影響見(jiàn)表3。

表3 海帶多糖對(duì)輻照后生鮮豬肉感官評(píng)定的影響Table 3 Effects of kelp polysaccharide on sensory evaluation of irradiated fresh pork

感官評(píng)定選取了貯藏第1、6、12天時(shí)進(jìn)行測(cè)定。由表3可知，在第1天時(shí)，輻照處理給肉樣色澤造成的影響不明顯，但5%多糖組被高濃度的海帶多糖溶液浸泡后，顏色受到一定影響，因此色澤評(píng)分更低。感官質(zhì)量下降的原因主要是貯藏過(guò)程中細(xì)菌生長(zhǎng)、脂質(zhì)氧化、蛋白質(zhì)分解引起的[19]。輻照會(huì)使生鮮肉產(chǎn)生“輻照味”，從而降低肉的感官評(píng)分，這是造成各輻照組氣味評(píng)分過(guò)低的原因。受輻照影響，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，生鮮肉的黏度和汁液損失會(huì)加劇，因此輻照組、多糖組評(píng)分會(huì)低于空白組。貯藏第12天時(shí)，輻照組、多糖組色澤均優(yōu)于空白組，氣味方面，“輻照味”隨著貯藏時(shí)間會(huì)逐漸消散，且抗氧化劑的添加有利于控制異味的形成，這與李成梁等[20]、郭淑珍等[21]研究結(jié)論一致。因此，輻照組、多糖組的氣味評(píng)分逐漸上升，黏度和汁液量，略低于空白組。通過(guò)試驗(yàn)可知，輻照處理對(duì)生鮮豬肉的顏色有促進(jìn)作用，但是在一定程度上會(huì)加劇豬肉汁液流失量，使豬肉帶上“輻照味”從而影響感官品質(zhì)。經(jīng)海帶多糖溶液浸泡能對(duì)豬肉色澤起到積極作用。

2.3 海帶多糖對(duì)輻照后生鮮豬肉pH值的影響

海帶多糖對(duì)輻照后生鮮豬肉pH值的影響見(jiàn)圖1。

圖1 海帶多糖對(duì)輻照后生鮮豬肉pH值的影響Fig.1 Effect of kelp polysaccharide on pH value of irradiated fresh pork

不同處理對(duì)生鮮肉的pH值產(chǎn)生了不同影響，其中空白組在貯藏時(shí)間內(nèi)從5.62逐漸上升到6.10。這是因?yàn)槿鈽又写嬖诘募?xì)菌和內(nèi)源酶將蛋白質(zhì)分解成氨類堿性物質(zhì)，使得pH值逐漸上升[22]。而5%多糖組，在第12天時(shí)，pH值最低，僅為5.99。添加了海帶多糖的試驗(yàn)組，在第12天時(shí)pH值均低于空白組和輻照組，這說(shuō)明添加海帶多糖對(duì)維持生鮮肉品質(zhì)有促進(jìn)作用，減緩了pH值的上升。這是因?yàn)檩椪仗幚須缌松r肉中微生物，減緩了蛋白質(zhì)的分解速率，而海帶多糖具有一定抑菌效果，能夠在貯藏期內(nèi)將微生物控制在一個(gè)較低水平，使pH值上升緩慢。

2.4 海帶多糖對(duì)輻照后生鮮豬肉質(zhì)構(gòu)特性的影響

海帶多糖對(duì)輻照后生鮮豬肉質(zhì)構(gòu)特性的影響見(jiàn)表4。

表4 海帶多糖對(duì)輻照后生鮮豬肉質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 4 Effect of kelp polysaccharide on texture characteristics of irradiated fresh pork

彈性、黏性、咀嚼性及硬度等質(zhì)構(gòu)特性是評(píng)價(jià)肉重要的食用品質(zhì)指標(biāo)，模擬了咀嚼過(guò)程中的力學(xué)特性變化[23]。由表4可知，不同組別之間硬度值具有一定差異性，空白組硬度值最高，輻照處理組與空白組之間硬度呈顯著差異（p＜0.05），且海帶多糖濃度越高肉樣硬度越低?？瞻捉M黏性、咀嚼性遠(yuǎn)大于其他組，這可能是因?yàn)殡娮邮椪仗幚碓斐闪素i肉內(nèi)部肌肉纖維結(jié)構(gòu)疏松，造成了硬度和咀嚼性下降[24]。5%多糖組的內(nèi)聚性和回復(fù)性顯著低于其他組，各組之間彈性沒(méi)有明顯差異，這表明輻照處理和使用海帶多糖浸泡不會(huì)對(duì)生鮮肉彈性造成太大影響，但是會(huì)降低豬肉硬度和咀嚼性，過(guò)高濃度的海帶多糖，對(duì)肉的質(zhì)構(gòu)影響較大，使得豬肉質(zhì)構(gòu)更加柔軟。

2.5 海帶多糖對(duì)輻照后生鮮豬肉TBARS值的影響

海帶多糖對(duì)輻照后生鮮肉TBARS值的影響見(jiàn)圖2。

圖2 海帶多糖對(duì)輻照后生鮮肉TBARS值的影響Fig.2 Effect of kelp polysaccharide on TBARS value of irradiated fresh meat

TBARS值會(huì)升高，這是因?yàn)殡S著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)肉類中的脂肪氧化程度加深，氧化次級(jí)產(chǎn)物不斷增多造成的[25]。由圖2可知，12d的貯藏期間各組肉樣的TBARS值逐步上升，且輻照組明顯高于其他組，第1天時(shí)空白組最低，僅為0.140 mg/kg。第12天時(shí)輻照組TBARS值高達(dá)0.929mg/kg，5%多糖組僅為0.765mg/kg。這說(shuō)明了輻照處理能加速生鮮肉中脂肪氧化的速率，因?yàn)殡娮邮椪债a(chǎn)生自由基與氧氣反應(yīng)生成過(guò)氧化物，引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，使TBARS值升高，這與Javanmard等[26]研究結(jié)果一致。而經(jīng)海帶多糖浸泡后，豬肉脂肪氧化速率明顯減緩，并且到第12天時(shí)，添加了海帶多糖的生鮮豬肉TBARS值均低于空白組，證明了海帶多糖能在長(zhǎng)時(shí)間里維持較好的抗氧化性，對(duì)改善輻照生鮮豬肉品質(zhì)起了積極作用。根據(jù)Hu等[7]研究結(jié)論，海帶多糖可以直接作用于自由基本身，捕獲脂質(zhì)氧化反應(yīng)中產(chǎn)生的活性氧，或提供氫原子與羥自由基結(jié)合形成水，達(dá)到清除自由基的目的[27]。由于生鮮肉TBARS值在0.202 mg/kg～0.664 mg/kg之間時(shí)為良質(zhì)肉，因此添加抗氧化劑后，在9 d貯藏時(shí)間內(nèi)仍能使生鮮豬肉維持較好的品質(zhì)。

2.6 海帶多糖對(duì)輻照后生鮮豬肉菌落總數(shù)的影響

海帶多糖對(duì)輻照后生鮮豬肉菌落總數(shù)的影響見(jiàn)圖3。

圖3 海帶多糖對(duì)輻照后生鮮豬肉菌落總數(shù)的影響Fig.3 Effect of kelp polysaccharide on colony value of irradiated fresh pork

通過(guò)對(duì)各組貯藏期間菌落總數(shù)的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)輻照處理過(guò)后菌落總數(shù)顯著下降，貯藏期間輻照后各組菌落總數(shù)始終低于空白組，且添加了海帶多糖的生鮮豬肉菌落總數(shù)低于其他組，這說(shuō)明了海帶多糖具有一定的抑菌作用。在貯藏期間，1%多糖組、3%多糖組、5%多糖組出現(xiàn)了菌落總數(shù)下降的現(xiàn)象，這是因?yàn)楹Ф嗵侵械暮衷逅岷秃衷骞烟窃谝欢ǔ潭壬峡芍苯踊蜷g接地作用微生物，從而起到抗菌的效果[28]。本次試驗(yàn)中空白組為真空包裝下4℃貯藏，能延長(zhǎng)生鮮肉貨架期到6 d～9 d?？瞻捉M的豬肉在第9天時(shí)達(dá)到了6.09 lg（CFU/g），輻照組為 3.82 lg（CFU/g），1%多糖組為2.89 lg（CFU/g），3%多糖組為 2.65 lg（CFU/g），5%多糖組為1.87 lg（CFU/g），說(shuō)明未輻照的生鮮肉菌落總數(shù)已經(jīng)超標(biāo)，而輻照處理組均維持在鮮肉水平，這說(shuō)明輻照處理對(duì)微生物的影響顯著（P＜0.05）。因?yàn)檩椪仗幚砗?，造成了食品中微生物?xì)胞內(nèi)部DNA損傷，導(dǎo)致無(wú)法修復(fù)而影響微生物的正常生長(zhǎng)和繁殖，此外，輻照可產(chǎn)生羥自由基等物質(zhì)，抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖，從而達(dá)到延長(zhǎng)食品貨架期的效果[29-30]。在第12天時(shí)，5%多糖組菌落值最低，僅為2.83 lg（CFU/g）證明了海帶多糖具有良好的殺菌效果，能夠延長(zhǎng)肉品貨架期，減緩微生物生長(zhǎng)速度，且殺菌效果與添加劑量成正比。

3 結(jié)論

使用含海帶多糖溶液浸泡生鮮豬肉，之后經(jīng)電子束輻照處理肉樣。在貯藏時(shí)間內(nèi)進(jìn)行理化指標(biāo)的測(cè)定，通過(guò)色差值測(cè)定發(fā)現(xiàn)輻照處理能明顯改善豬肉的紅度值，提高豬肉色澤感官。海帶多糖溶液浸泡后，不會(huì)對(duì)豬肉亮度值造成明顯的影響，并在貯藏期間內(nèi)維持良好色澤，但是過(guò)高濃度的海帶多糖溶液，會(huì)影響豬肉黃度值。海帶多糖的添加可以減緩豬肉pH值上升趨勢(shì)，降低了豬肉硬度和咀嚼性，使豬肉質(zhì)地更加柔軟。豬肉脂肪氧化速率得到明顯減緩，第12天時(shí)，1%多糖組、3%多糖組、5%多糖組的TBARS值分別為0.834、0.802、0.765 mg/kg，低于輻照組的 0.929 mg/kg，說(shuō)明了海帶多糖具有抗氧化作用，其效果與添加量成正比。通過(guò)輻照和海帶多糖的處理后，生鮮豬肉菌落總數(shù)明顯下降，5%多糖組在第12天時(shí)菌落值僅為2.83 lg（CFU/g），而空白組達(dá)到 6.54 lg（CFU/g）。在 9 d內(nèi)海帶多糖浸泡后各組始終能夠維持一定的抑菌效果，極大地延長(zhǎng)豬肉貨架期。這為保障生鮮肉質(zhì)量安全，推廣輻照技術(shù)在食品上的應(yīng)用提供了依據(jù)。