辐照和抗氧化剂处理对宠物干粮食品中丙二醛含量的影响

冯 敏， 严建民， 李 澧， 朱佳廷， 杨 萍， 王德宁， 顾贵强

(江苏省农业科学院农业设施与装备研究所，江苏 南京 210014)

江苏是宠物食品出口大省，据统计，现有宠物食品出口企业 15家，年出口量达8.0×106kg、产值1.2×108美元，每年可直接或间接解决近万个就业岗位，2009年1～6月份共出口宠物食品426批次，货值4.32×107美元，同比分别增长 5.8%和16.7%。由于脂肪是宠物食品的主要成分之一，宠物食品在储藏阶段可因脂肪氧化而降低其质量和营养价值，因此，为了减少因脂肪氧化而导致的损失，在宠物食品的生产过程中添加抗氧化剂是很好的解决途径。灭菌处理也是宠物食品生产加工过程中必不可少的生产工序，而且是关键工序。目前，辐照技术作为一种物理处理方法，以其独特的灭菌彻底、无残留的优势越来越多的被应用于农副产品加工行业，包括宠物食品及饲料，近几年江苏宠物食品及饲料的辐照加工量也呈逐年上升的趋势。

丙二醛是多不饱和脂肪酸过氧化物的降解产物，在宠物食品储藏过程中，丙二醛含量可作为反映脂肪氧化程度的指标，丙二醛含量越少说明脂质质量、新鲜度越好。抗氧化剂在食品乃至宠物食品中的应用效果常见报道［1-7］，但关于辐照处理对含抗氧化剂的宠物食品影响的研究不多，因此，本试验以牛肉为原料制成宠物干粮食品，在制备过程中添加了抗氧化剂，用60Co γ射线对宠物干粮食品进行辐照处理，检测辐照处理后宠物干粮食品中丙二醛含量的变化。以期为辐照技术在宠物食品行业中的进一步应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

以市售新鲜牛肉为材料，将牛肉切片、整形，以抗氧化剂溶液浸泡、沥水，75℃热风烘干制成宠物干粮食品作为试验样品备用。以无菌水浸泡后制成的宠物干粮食品作为对照样品。

本研究所用抗氧化剂有生育酚、抗坏血酸钠、茶多酚、叔丁基对苯二酚和没食子酸丙酯5种，均为分析纯。

1.2 方法

1.2.1 抗氧化剂溶液配制

1.2.1.1 单一抗氧化剂水溶液配制 以无菌水作为溶剂，分别配制生育酚、抗坏血酸钠、茶多酚、叔丁基对苯二酚和没食子酸丙酯的水溶液，抗坏血酸钠浓度分别为0.10 g/L和0.20 g/L，生育酚浓度分别为0.10 g/L和0.20 g/L，茶多酚浓度分别为0.20 g/L和0.40 g/L，叔丁基对苯二酚浓度分别为0.10 g/L和0.20 g/L，没食子酸丙酯浓度分别为0.05 g/L和0.10 g/L，其中，生育酚先以1 ml无水乙醇溶解后再以无菌水配制水溶液。

1.2.1.2 复合抗氧化剂水溶液配制 选用茶多酚、叔丁基对苯二酚和没食子酸丙酯3种抗氧化剂复合配制，即叔丁基对苯二酚+没食子酸丙酯+茶多酚(smc)、叔丁基对苯二酚+茶多酚(sc)、没食子酸丙酯+茶多酚(mc)及叔丁基对苯二酚+没食子酸丙酯(sm)4种复合方式。以无菌水作为溶剂配制复合抗氧化剂水溶液，茶多酚、叔丁基对苯二酚和没食子酸丙酯的浓度分别为0.20 g/L、0.10 g/L和0.05 g/L。

1.2.2 浸泡方法 将整形后的牛肉以抗氧化剂溶液浸泡，1 kg牛肉抗氧化剂溶液的用量为1 L，浸泡时间为2 h。

1.2.3 辐照处理 将含有复合抗氧化剂的样品以聚乙烯袋进行包装，用60Co γ射线进行辐照处理，辐照剂量为6 kGy。辐照处理于南京辐照中心进行。

1.2.4 检测方法 丙二醛的检测方法参照GB/T 5009.181-2003［8］的规定执行，牛肉宠物干粮食品中油脂的提取方法参照 GB/T 5009.44-2003［9］，菌落总数的检测方法参照 GB 4789.2-2010［10］。

1.2.5 丙二醛抑制率的计算 丙二醛抑制率按公式(1)进行计算。

其中，V0:对照样中丙二醛含量，V1:样品中丙二醛含量。

2 结果

2.1 单一抗氧化剂处理对牛肉宠物干粮食品丙二醛含量的影响

含单一抗氧化剂的牛肉宠物干粮食品中丙二醛含量的检测结果(表1)表明:和对照相比，5种抗氧化剂都起到了抑制脂肪氧化的效果，但叔丁基对苯二酚、没食子酸丙酯和茶多酚对丙二醛的抑制效果好于生育酚和抗坏血酸钠;储藏100 d后，对照样品中丙二醛含量超过了国家标准［11］的限量(≤0.002 5 mg/g)，而5种单一抗氧化剂处理的丙二醛含量均在国家标准的限量之内。

2.2 复合抗氧化剂处理对牛肉宠物干粮食品丙二醛含量的影响

由图1可见，在储藏过程中使用复合抗氧化剂处理的牛肉宠物干粮食品的脂肪氧化程度明显轻于对照。复合抗氧化剂抑制丙二醛含量的作用在储藏时间为6 d时有所显现，当储藏至第100 d时，含叔丁基对苯二酚+没食子酸丙酯+茶多酚的样品中丙二醛含量低于含其他几种复合抗氧化剂和单一抗氧化剂(表1)样品中的含量。

表1 单一抗氧化剂处理对牛肉宠物干粮食品在储藏过程中丙二醛含量的影响Table 1 MDA contents of dried pet food undergoing single antioxidant treatment during storage

图1 复合抗氧化剂处理对牛肉宠物干粮食品在储藏过程中丙二醛含量的影响Fig.1 Effect of multi-antioxidant treatments during the storage on MDA content in dried pet food

2.3 辐照处理对牛肉宠物干粮食品丙二醛含量的影响

由图2可见，辐照处理延缓了牛肉宠物干粮食品中丙二醛在储藏过程中的生成速度。虽然牛肉宠物食品辐照后储藏的初期，辐照处理样品中丙二醛含量均明显高于未辐照处理，且随着储藏时间的增加，辐照和未辐照处理样品中丙二醛含量都有所增加，但辐照处理样品中丙二醛含量的增加速度缓于未辐照处理;当储藏至第100 d时，辐照处理样品中丙二醛含量已经低于未辐照处理。

图2 辐照后牛肉宠物干粮食品在储藏过程中丙二醛含量的变化Fig.2 Changes of MDA content in dried pet food after irradiation

2.4 辐照+复合抗氧化剂处理对牛肉宠物干粮食品中丙二醛的抑制率

由表2可知，储藏100 d，使用复合抗氧化剂(茶多酚+叔丁基对苯二酚+没食子酸丙酯)对牛肉宠物干粮食品中丙二醛的抑制率最高为65.5%，其次是辐照结合复合抗氧化剂(茶多酚+叔丁基对苯二酚+没食子酸丙酯)处理对丙二醛的抑制率为64.4%。单一抗氧化剂叔丁基对苯二酚、没食子酸丙酯和茶多酚对丙二醛的抑制率为54.2% ～60.2%;复合抗氧化剂对丙二醛的抑制率为58.1%～65.5%，辐照处理结合复合抗氧化剂处理对丙二醛的抑制率为60.6% ～64.4%。

表2 辐照+复合抗氧化剂处理对牛肉宠物干粮食品中丙二醛的抑制率Table 2 Inhibition rates of multiantioxidant treatment combining radiation against MDA in dried pet food

2.5 辐照处理对牛肉宠物干粮食品中菌落总数的影响

对样品中菌落总数检测结果(表3)显示，与对照相比，在储藏过程中抗氧化剂起到了一定的抑菌作用。储藏初期，未辐照处理样品中都含有一定量的微生物，菌落总数在9.9 ×102～4.1 ×103CFU/g，辐照处理样品中的菌落总数都少于10 CFU/g。储藏100 d时，未辐照处理样品中菌落总数都有所增加，其中，对照样品中菌落总数为7.2×106CFU/g，含复合抗氧化剂样品中菌落总数不超过以1.0×105CFU/g，而辐照处理样品中菌落总数均未见增加。辐照处理杀菌效果显著。

表3 储藏期间牛肉宠物干粮食品中菌落总数的变化Table 3 Total bacterial counts in dried pet food during the storage

3 讨论

抗氧化剂延缓了牛肉宠物干粮食品在储藏过程中丙二醛含量的升高。在本试验所用的5种单一抗氧化剂中，叔丁基对苯二酚对丙二醛的抑制率最高，储藏100 d时抑制率达到60.2%;复合抗氧化剂中，除叔丁基对苯二酚+没食子酸丙酯对丙二醛的抑制率低于叔丁基对苯二酚(添加量为0.10 g/L)的抑制率外，其他3种复合抗氧化剂对丙二醛的抑制率都高于单一抗氧化剂，叔丁基对苯二酚+没食子酸丙酯+茶多酚处理对丙二醛的抑制效果最好，抑制率为65.5%;辐照+复合抗氧化剂处理样品中丙二醛的抑制率都超过了60.0%，抑制效果最好的为辐照+叔丁基对苯二酚+没食子酸丙酯+茶多酚处理，其对丙二醛的抑制率为64.4%。

辐照结合复合抗氧化剂的处理方式更有利于宠物食品在长期储藏过程中对丙二醛的抑制。其中辐照结合叔丁基对苯二酚+没食子酸丙酯+茶多酸处理对宠物食品中丙二醛的抑制效果最好，适用于货架期超过100 d的宠物干粮食品。

储藏初期，辐照处理样品中丙二醛含量均明显高于未辐照处理，是因为γ射线的作用加速了牛肉宠物干粮食品中脂肪的氧化，使丙二醛含量增加。对于储藏过程中辐照处理样品中丙二醛含量的增加速度缓于未辐照样品，原因可能是辐照处理后样品中微生物含量被显著降低，我们的试验结果也证明，剂量为6kGy的辐照处理后样品中菌落总数均降至10 CFU/g以下。有报道，电子束辐照处理减缓了鲐鱼肉样品在冷藏期间不饱和脂肪酸氧化的速度［12］，与本文的研究结果相似。也有报道，花生辐照处理后随贮藏时间的延长过氧化值(POV)呈先升后降的趋势［13］。

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