辐照处理对冷鲜鸡肉的品质的影响

赖宏刚， 蒋云升， 张元嵩， 曹 宏， 肖 欢

(1.扬州大学旅游烹饪学院，江苏扬州 2251272； 2.江苏里下河地区农业科学研究所，江苏扬州 225007)

食品辐照技术是核技术利用领域的一项新型食品保藏技术，它利用电离射线能处理所产生的物理效应、化学效应以及生物效应，使食品的保藏期得以延长，具有节能、高效、安全可靠和能保持食品良好感官品质等优点，正得到越来越多的应用[1]。辐照保鲜具有营养成分损失少、易操作、无污染、残留少、节省能源等优点[2]。我国钴源在食品辐照方面的研究较早，应用也较为广泛。目前，我国已经批准了冷冻肉和熟畜禽肉2类肉制品的辐照保鲜，因此辐照在肉制品保鲜中的应用研究逐渐增多[3]。

随着生活水平的提高，人们对冷鲜鸡肉的消费越来越多，对冷鲜鸡肉的品质也提出了更高的要求。但是冷鲜鸡肉在加工和保藏的过程中，都会因为微生物的生长和繁殖导致品质下降。辐照处理有效延长冷鲜肉的货架期，改善冷鲜肉保藏期间的品质。冯晓琳等研究表明辐照可以使冷鲜猪肉的颜色更加鲜艳，感官品质优于未辐照组，但其保水性降低[4]。汪昌保等报道经过电子束和γ射线处理后的样品与未辐照处理样品相比，在保藏期间，其颜色稳定性更好[5]。李成梁等认为辐照对肉制品质结构有影响，可使肉制品发生物理性的鸡肉崩塌，导致肌肉组织嫩度上升[6]。随着辐照技术的推广，γ射线辐照食品已成为可能。本试验研究表明，6 kGy剂量的辐照能够有效地延长冷鲜鸡肉的保质期。但是不同辐照剂量的处理对冷鲜鸡肉品质的影响，仍有待于研究，以期为辐照综合保鲜技术的应用提供技术支持，以及为其商业化应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 原料

鲜鸡，购于江苏扬州金鑫花园菜市场，经过检验检疫合格，用于制作冷鲜鸡；真空包装袋，由江苏扬州科达仪器化玻公司提供；茶多酚，食品级，由上海昀冠生物科技有限公司提供；壳聚糖，食品级，由上海蓝季生物有限公司提供；Nisin，食品级，由河南省洛阳奇泓生物科技有限公司提供。

1.2 试剂

浓HCl、NaCl、NaOH、Na2CO3、HClO4、H3BO3、柠檬酸钠、酪蛋白、苯酚、苯、高纯氮、三氯甲烷、丙酮、三氟化硼、石油醚、溴甲酚绿、甲基红、甲醇、乙醇、三氯乙酸，均为分析纯；无菌生理盐水、乙醇溶液、磷酸盐缓冲液、戊二醛溶液、乙酸戊二脂、革兰氏染色液、H2O2溶液、奈氏试剂、格里斯试剂、吲哚试剂等，均为笔者所在实验室配制。

1.3 仪器与设备

HH-8数显恒温水浴锅，购于同华电器有限公司；SW-CJ-1F型单人双面净化工作台，购于江苏苏州净化设备有限公司；YX型280B型手提式不锈钢压力蒸汽灭菌器，购于上海三申医疗器械有限公司；DHG-9148A型电热恒温鼓风干燥箱；购于上海精宏实验设备有限公司；CR22GⅡ高速冷冻离心机，购于日本Hitachi公司；BCD-203型冰箱海信，购于北京电器有限公司；BSA224S-CW电子天平，购于广东省广州市深华生物技术有限公司。

1.4 样品的制备

取整鸡鸡胸肉，次氯酸钠溶液淋洗，并真空包装。

1.5 辐照处理

样品以60CO-γ射线为辐射源，分别进行0、2、4、6、8 kGy剂量辐照处理，辐射源的源强1.66×1016Bq，跟踪剂量计Ag2Cr2O7经中国计量科学研究院丙氨酸剂量计(NDAS)传递比对校准。

1.6 指标的测定

1.6.1 扫描电镜 样品制备：将冷鲜鸡肉样品撕成(3 mm×1 mm×5 mm)的肉片，然后在2.5%戊二醛溶液中固定3 d，用0.1 mmol/L、pH值7.4的磷酸盐缓冲液冲洗3次，室温 27～28 ℃放置2 h。将样品用蒸馏水冲洗，然后采用浓度为30%、50%、70%、90%、100%的乙醇进行梯度脱水2次，每次30 min，在浸入乙酸戊二脂中置换，样品经超临界CO2干燥仪干燥后，粘台，后用IB.5型离子溅射喷金仪真空喷金，最后用扫描电子显微镜观察显微结构并拍照，加速电压15 kV。

1.6.2 持水性及蒸煮损失率 选取冷鲜鸡胸肉样，去掉表面上的下脂肪和筋络，准确称取一定质量的肉样，置于烧杯中，80 ℃的温度水浴30 min后，用20 ℃流动水冷却肉样，用吸水纸吸收表面水分并称其质量[4]。

蒸煮损失计算方法如下：

蒸煮损失=(蒸煮前肉的质量-蒸煮后肉的质量)/(蒸煮前肉的质量)。

精确称质量约6 g冷鲜鸡肉样(m1，g)置于底部垫有纱布的50 mL离心管中，在2 000 r/min 4 ℃下离心20 min后称质量(m2，g)，离心后的样品置于烘箱中在105 ℃下烘制恒质量，测定除去水分后的肌肉质量(m3，g)。持水率由以下公式计算：

持水率=(m2-m3)/(m1-m3)×100%。

1.6.3 色差测定 冷鲜鸡肉：随机切取鸡胸肉规格为 2 cm×1 cm×1 cm的肉片，将其放在光源下，读取色差计显示的数值L*值，a*值，b*值，其中L*值代表亮度、a*值代表红度值、b*值代表黄度值。每个样品重复5次，不断变化位置测量。

1.6.4 质构的分析 取鸡胸肉修成4 cm×2 cm×2 cm的长方体待用，探头为P/6，形变量为40%，速度120 mm/s，间隔时间为5 s，启始力为0.04 N，测硬度、黏附性、内聚性、弹性、咀嚼性等指标。

1.7 数据分析

每组试验均至少重复3次取平均值，以“平均值±标准差”表示。采用SPSS软件进行显著性分析，采用Excel软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 冷鲜鸡肉的电镜扫描结果

由图1可知，经过不同剂量辐照处理后，冷鲜鸡肉的肌原纤维结构、肌束膜和肌束内膜发生明显变化。不同辐照处理组冷鲜鸡肉的肌丝间出现较为明显裂缝，肌丝也存在更大范围的断裂，鸡肉的肌原纤维结构明显、排列整齐、缝隙变化明显；对照组排列更为紧密，结构较为完整。辐照处理后，肌原纤维发生了明显地收缩，肌原纤维大小相对比较均匀。辐照使得鸡肉骨骼肌中的肌原纤维单元变小，并引起肌节宽度的收缩，由于肌原纤维发生收缩，导致肌原纤维结构发生疏松分离[6]。这可能与辐照破坏作用蛋白质有关。另一个明显的特征是肌原纤维间隙非常明显，这在一定程度上印证了鸡肉辐照处理后，硬度和内聚性有所下降，同时持水率呈现下降趋势，蒸煮损失率增加，这都与辐照引起的水分流失有关。冷鲜鸡肉在辐照处理后，肌原纤维直径变小，密度增大，辐照剂量越大，这一趋势越明显。

2.2 辐照对冷鲜鸡肉的蒸煮损失率和保水率的影响

保水能力即持水性、系水性，是指肌肉在受外力作用时，如加压、加热、切碎、冷冻、解冻、腌制等加工或贮藏条件下，保持其原有水分与添加水分的能力[7]。由表1可知，未经辐照的冷鲜鸡肉保水性均在80%以上，随着保藏期的延长，持水率显著下降(P<0.05)，这与鸡肉的腐败变质有关。经过不同剂量辐照处理的鸡肉，其持水性均出现显著下降(P<0.05)。在0 d时，2 kGy处理组的保水率下降了1.77百分点，4 kGy处理组下降了1.98百分点，6 kGy处理组下降了2.14百分点，8 kGy处理组下降了3.06百分点。这可能是由于辐照处理改变了肌肉的蛋白质的结构，从而导致肌肉组织中的水分流失，保水能力下降。但在保藏过程中，辐照处理2、4、6 kGy组的保水率变化不显著；而8 kGy组的变化显著(P<0.05)，说明辐照剂量对鸡肉保藏过程中的保水性影响较大。

由表2可知，辐照处理增加了冷鲜鸡肉的蒸煮损失率。未经辐照的0 kGy组的蒸煮损失率为28%。而2、4、6、8 kGy组的蒸煮损失率分别为32%、31%、31%、31%，比0 kGy组分别增加了4、3、3、3百分点，原因是辐照处理后脂肪氧化增强了肌丝间的相互作用，加剧了肌原纤维和肌细胞横向收缩，导致水分的流失，从而使蒸煮损失率增加，这与辐照会破坏冷鲜肉制品结构的结论[8]相吻合。蒸煮损失率的变化与持水性的变化保持一致。在保藏期间，未经辐照处理组蒸煮损失率变化不大，这可能跟其内部结构保持较完整有关。在保藏期间，辐照处理2 kGy组，蒸煮损失率增加不显著，这可能跟其辐照剂量较小有关。4、6、8 kGy组蒸煮损失率明显增加(P<0.05)，说明高剂量的辐照会增加产品的蒸煮损失率，且蒸煮损失率的变化与辐照剂量的大小呈正比。

2.3 冷鲜鸡及酱卤制品保藏过程中的色泽变化

对肉的评价，第一印象就是色泽。冷鲜鸡的色泽主要取决于其肌红蛋白的含量，可用色差计测定其L*值、a*值与b*值的变化[3]。

由表3可知，在0 d时，未经辐照处理的0 kGy组L*值在保藏期间呈下降趋势，这可能与微生物的腐败分解有关，导致其亮度下降；而辐照处理组亮度值下降，可能因为辐照使冷鲜鸡肉的持水性下降，导致对光的折射作用下降。在保藏期间，未经辐照处理的鸡肉， 颜色变化较大，亮度偏暗，这跟微生物的增加有关。辐照处理组L*值在保藏期间变化不明显，一方面由于辐照杀灭了大部分的微生物，减少了微生物对鸡肉亮度的改变，另一方面可能由于经过真空处理，减少了高铁肌红蛋白的形成所致，保证了样品比较稳定的亮度。

表1 钴源辐照对冷鲜鸡肉贮藏期间保水性的影响

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)；同行不同大写字母表示差异显著(P<0.05)。表2同。

表2 钴源辐照对冷鲜鸡肉保藏期间蒸煮损失率影响

由表3可知，在0 d时，辐照处理组a*值明显增加(P<0.05)，主要可能由氧化还原电位(ORP)值的降低和羧基肌红蛋白的形成所致[9]。在保藏期间，辐照处理也会使鸡肉的色泽达到最佳的鲜红状态[10]，而且在贮存过程中鲜红色泽变化不显著(P>0.05)，基本保持稳定。当辐照剂量达到 6 kGy 时，冷鲜鸡肉保持了最大红度值。有研究表明，红度值的增加可以使消费者更易于接受这种新鲜度[11]。与0 kGy组相比，在0 d时，辐照处理组b*值有所下降，这可能由脂肪的轻度氧化所致[12]。在保藏过程中，0 kGy处理组的b*值呈增加趋势，表明鸡肉的变质影响到了黄度值的变化。试验发现，未经辐照的样品色泽呈褐黄色，而不同辐照处理组在保藏期间b*值变化不显著，表明辐照处理使冷鲜鸡肉保持比较稳定的b*值。

表3 钴源辐照对冷鲜鸡保藏过程中色泽的影响

注：同列相同指标数据后不同小写字母表示剂量处理间差异显著(P<0.05)，同行数据后不同大写字母表示时间处理间差异显著(P<0.05)。表4同。

由表4可知，与对照组相比，在0 d时，冷鲜鸡肉经不同剂量的辐照处理后，硬度和内聚性出现了显著下降(P<0.05)。这说明辐照处理使鸡肉的内部结构发生了改变，使鸡肉的内部纤维结构变得疏松，导致硬度和内聚性下降，此后肌肉结构蛋白在辐照的作用下分解成多肽、寡肽、氨基酸等小分子，引起肌肉纤维渗透压增高，保水性只能部分恢复，此时的蛋白降解使得冷鲜鸡肉呈现软嫩感、硬度下降[13]，这与电镜扫描的结果相一致。Maria等研究表明，当含水率<21.5%时，肉的硬度和含水率之间呈正比，即硬度随着含水率的下降而下降[14]。

黏附性方面，2 kGy组为0.12 mJ，4 kGy组为0.11 mJ，6 kGy 组为0.12 mJ，8 kGy组为0.11 mJ，均显著低于对照组的0 kGy。弹性方面，0 Gy组为2.56 mm，2 kGy组为 2.32 mm，4 kGy 组为2.37 mm，6 kGy组为2.14 mm，8 kGy组为 2.35 mm，辐照处理使鸡肉的弹性下降，变化不显著，咀嚼性增加。在保藏期间，0 kGy的硬度、内聚性、弹性、咀嚼性均呈下降趋势，变化显著(P<0.05)。这可能与对照组的微生物迅速增加，破坏了鸡肉的结构，导致鸡肉的品质下降有关。而不同辐照处理组变化不显著，这是因为辐照处理杀灭了大部分的微生物，减少了微生物的活动。对照组的黏附性在保藏期间明显增加，而不同剂量的辐照组变化不显著，这也可能是因为对照组中大量的微生物使鸡肉蛋白质分解，其凝胶网状结构被破坏，肌原纤维会分泌一种黏稠的物质，将会在一定程度上增大肉品的黏附性。

表4 钴源辐照对冷鲜鸡保藏过程中质构的影响

弹性表示物体在外力作用下发生形变，撤去外力后恢复原来状态的能力。肉类含有丰富的蛋白质，蛋白质与其水化层形成网状结构，有一定抵抗外力的能力，这种抵抗力即表现为肉的弹性[15]。肉制品的弹性除与原料肉的种类有关外，还与产品中的蛋白质在储藏及加工过程中的物理化学性质有关。Alamprese等认为产品自身的含水率对其弹性的影响比较明显，在特定条件下，产品的含水率越高，弹性越大[16]。一方面，辐照处理后，鸡肉的失水率增加，持水性下降，弹性的变化与鸡肉的失水率保持一致，成下降趋势。另一方面，辐照处理会破坏蛋白质网络结构，使蛋白质基质中会出现空洞，减弱了鸡肉胶原纤维蛋白形成凝胶的能力，从而降低了产品的弹性[17]。

内聚性反映的是咀嚼食物时食物抵抗并紧密连接，使食物保持完整的性质，代表组成样品的内部结合键的强度[18]。咀嚼性是指与硬度、内聚性和弹性有关[19]，表示将固体食品咀嚼到可吞咽时需做功大小，在数值上等于硬度、内聚性和弹性的乘积，理论上来说，影响到上述三者的因素都会对产品的咀嚼性产生影响[20]。Feng等研究认为硬度与咀嚼性呈极显著正相关[21]。王琳可认为咀嚼性的变化主要取决于硬度，其变化趋势与硬度相同[22]。辐照处理后，鸡肉的内聚性出现下降，这说明辐照处理破坏了蛋白基质的结构，肌内膜表面结构破裂，蜂窝状结构消失，胶原纤维结构呈紊乱化。但随时间增加，与对照组相比，内聚性无明显变化。辐照处理可以使冷鲜鸡肉的咀嚼性增加，随着保藏时间的增加辐照处理组明显优于对照组(P>0.05)，其中4 kGy组和6 kGy组内聚性、弹性和咀嚼性要高于其他处理组。

3 分析与讨论

Chio等认为辐照使得鸡肉骨骼肌中的肌原纤维单元变小，并引起肌节宽度的收缩，导致肌原纤维结构发生疏松、分离[23]。而李飞等认为辐照后烤鳗组织结构致密，肌肉结构轻微收缩和挤压，表面出现凸出，说明剂量范围内的辐照并未对产品的微观结构造成影响[24]。本研究中冷鲜鸡肉在辐照处理后，肌丝间出现较为明显裂缝，肌纤维结构变得松散，说明辐照对冷鲜鸡肉的微观结构有明显的影响。这与李飞等的研究不一致，可能与原料的性质有关。辐照处理还会降低鸡肉的持水性，增加蒸煮损失率，这与冯晓琳等认为辐照降低鸡肉的持水性的研究一致[4]。推断其原因，这都跟肌纤维结构的改变和水分的流失有关。Al-Bachir等认为持水性的下降和蒸煮损失率的增加与辐照处理对冷鲜鸡肉肌纤维结构的影响有关[25]。冯晓琳认为由于辐照后脂肪氧化增强了肌丝间的相互作用，加剧了肌原纤维和肌细胞横向收缩，肉品蒸煮损失增加[26]。但在保藏期间，只有当辐照剂量达到8 kGy时，鸡肉的持水性出现明显下降。这说明只有大剂量的辐照处理，才会对鸡肉保藏过程中的保水性影响较大。

色泽是肉品的感官评定的重要指标之一，是影响消费者购买意愿的决定性因素[27]。尚姬斌等认为0 d时，辐照处理组的a*值均明显高于对照组，红度较高[28]。冯晓琳等的研究表明在试验范围内，随着辐照剂量的增加，a*增加；电子束辐照后，辐照剂量越高，冷鲜肉的颜色越鲜艳[4]。Ham等的研究认为5 kGy辐照处理能够明显增加猪肉香肠的红度值，a*值的增加并没有随着辐照剂量的增加而增加[29]。本研究结果也表现出类似的规律，辐照能够增加鸡肉的红度值，这是与肌红蛋白的增加有关[30]。当辐照剂量达到6 kGy时，鸡肉的色泽达到最佳的鲜红状态，而且在贮存过程中鲜红色泽变化不大。Suklim等认为辐照处理对肉品的L*并没有显著影响[31]。辐照处理后，鸡肉的亮度值并未发生显著变化，这是因为辐照杀灭了大部分的微生物，减少了微生物对鸡肉亮度的改变。保藏期间，辐照处理组的亮度值保持稳定，这是因为经过真空处理，减少了高铁肌红蛋白的形成所致，保证了样品比较稳定的亮度；未经辐照的样品色泽呈褐黄色。而不同辐照处理组在保藏期间，b*值变化不大，比较稳定，表明辐照处理使冷鲜鸡肉保持了比较稳定的b*值，可能与辐照降低了样品中的微生物负载量有关，因为微生物的繁殖容易导致肉制品色泽的改变[5]。

Yoon认为辐照会破坏鸡肉的蛋白质结构，蛋白降解使得冷鲜鸡肉软嫩感、硬度下降[32]。本研究与之一致，说明辐照破坏了冷鲜肉的肌纤维结构，导致鸡肉的硬度、弹性、内聚性下降。各个辐照组黏附性变化不大，这是因为辐照处理杀灭了大部分的微生物，减少黏稠物质的产生[6]。鸡肉的弹性和鸡肉的失水率保持了一致，辐照处理后，鸡肉的失水率增加，持水性下降，弹性也随之下降。

4 结论

本试验研究结果表明，经2、4、6 kGy不同剂量辐照的冷鲜肉，其微观结构会受到影响，持水率下降，蒸煮损失率增加，随着保藏时间的延长，保水性变化不大，只有高剂量的辐照(8 kGy)才会对鸡肉保藏过程中的保水性和蒸煮损失率影响较大。辐照处理后，冷鲜鸡肉的红度值增加，当剂量为6 kGy时，鸡肉保持了较好的鲜红色。在保藏期间，4、6 kGy辐照处理的鸡肉质结构特性优于其他处理组。因此，为了保证冷鲜鸡肉具有较好的品质，辐照剂量应以6 kGy为宜。