电子束辐照对丹棱冻粑杀菌效果及保质期的影响*

古明亮,张朝林,高 鹏

（1.四川茂华食品有限公司，四川 眉山 620038；2.四川省休闲糖果糕点工程技术研究中心，四川 眉山 620038；3.糖果与烘焙食品四川省国际科技合作基地，四川 眉山 620038；4.四川润祥辐照技术有限公司，四川 眉山 620866；5.四川省原子能研究院，成都 610101)

丹棱冻粑为中国国家地理标志产品、四川省名优产品，是以大米为原料，经浸泡、磨浆、发酵、蒸制等工艺制作而成的生米发酵食品［1-3］。丹棱冻粑文字记载的历史可追溯到南齐建武年间，距今已有1400多年，其制作技艺被列入了眉山市非物质文化遗产名录［1］。调查发现消费者习惯将丹棱冻粑贮藏在冰箱冷藏室，通过长期的跟踪试验发现因丹棱冻粑营养丰富且水分含量极高，未经杀菌处理的丹棱冻粑在冰箱冷藏室中贮藏3 d左右易出现霉变、发酸、变馊等感官品质不良现象。虽采用杀菌釜高温杀菌处理可延长丹棱冻粑的保质期［4］，但高温杀菌釜及辅助设备（如蒸汽锅炉、污水处理设施）投入成本较高，需要办理相关特种设备手续且对操作人员及车间规划布局有相关要求，故采用杀菌釜对丹棱冻粑杀菌不太适用于丹棱冻粑的生产作坊及小微企业，丹棱冻粑的生产作坊及小微企业需采用其它杀菌方式来延长丹棱冻粑的保质期。

电子束辐照是利用电子加速器所产生的高能电子束流，高能电子可有效杀灭各种微生物，电子加速器可控性强、不存在放射性污染和核泄漏，对操作人员安全无害[5-6]。电子束辐照作为新兴的辐照手段，近年来已被广泛应用于食品保鲜及其品质改善［6］，但丹棱冻粑的电子束辐照保质未见报道。本试验以不同剂量辐照丹棱冻粑，研究辐照对丹棱冻粑感官品质的影响及丹棱冻粑中大肠菌群、菌落总数及霉菌数量与辐照剂量的关系，确定了丹棱冻粑辐照杀菌的适宜剂量，考察了3±1℃条件下丹棱冻粑的保质期，旨在探索丹棱冻粑的电子束辐照保藏技术，为丹棱冻粑的电子束辐照延长保质期进行技术研究，解决丹棱冻粑生产作坊及小微企业需采用其它杀菌方式来延长丹棱冻粑保质期的技术需求。

1 材料与方法

1.1 材料

白糖味丹棱冻粑在四川省眉山市丹棱县某丹棱冻粑作坊自制，丹棱冻粑制作中大米按参考文献[3]、发酵米浆（老米浆）按参考文献[7]、配方按参考文献[8]、工艺按参考文献[9]。样品重量为18～20 g/个，样品用材质为PA/PE的包装袋真空分装为25个/袋，装箱为20袋/箱。

1.2 方法

1.2.1 电子束辐照处理

样品装箱完成后立即冷藏运输到四川润祥辐照技术有限公司的辐照场进行辐照处理，辐照装置为VF-ProA-10/20型电子直线加速器，能量10 MeV，脉冲次数 260 次/s。根据预试验结果，设 1、2、3、4、5、6kGy等6个辐照剂量处理，将每箱样品2次重复（第1次处理后，再翻转处理1次）。辐照后立即冷藏运输到实验室。

1.2.2 贮藏条件

试验样品与对照样品均置于冷藏柜中在3±1℃条件下贮藏。

1.2.3 大肠菌群、菌落总数、霉菌的测定

大肠菌群测定方法，按GB 4789.3-2016中平板计数法规定执行；菌落总数测定方法，按GB 4789.2-2016中规定执行；霉菌测定方法，按GB 4789.15-2016中平板计数法规定执行。

1.2.4 大肠菌群、菌落总数、霉菌的判定标准

参照GB 7099-2015 《食品安全国家标准 糕点、面包》，本试验中大肠菌群（CFU/g）的判定标准为“n=5，c=2，m=10，M=102”、菌落总数（CFU/g）判定标准为“n=5，c=2，m=104，M=105”、霉菌（CFU/g）判定标准为“≤150”。

1.2.5 感官评定

委托某眉山市市级非物质文化遗产丹棱冻粑制作技艺代表性传承人对样品进行感官评定，参照DB511524/T 17-2014 《地理标志保护产品 丹棱冻粑加工技术规范》，感官标准为形态（外形整齐，不收缩，无破损，表面细润）、色泽（具有该品种应有的色泽，色泽均匀）、组织（粑体不过烂，内有馅料，气孔均匀，粉质细腻，不粘、不松散、无糖粒、无粉块，组织松软）、气味与口感（味纯正，不粘牙，具有该品种应有的口感及风味，无异味）；感官检验方法为先目测表面形态，再复热后剥去粑叶将冻粑置于清洁的白瓷盘中，目测色泽及表面杂质，然后以餐刀剖开分别用目测、鼻嗅和口尝检查其组织形态、气味与滋味。

1.2.6 检测周期及项目

样品处理完成后立即检测对照样品及试验样品的大肠菌群、菌落总数、霉菌，检测结果符合本试验规定的样品分别于贮藏 6、9、12、15、18、21、24、27、30 d取样检测。检测项目为大肠菌群、菌落总数、霉菌及感官，当有一项检测项目不符合规定时终止其余检测项目及试验。

2 结果与分析

2.1 电子束辐照完成后产品微生物检测结果

分别采用 1、2、3、4、5 和 6 kGy 的剂量辐照处理丹棱冻粑，辐照处理后丹棱冻粑的大肠菌群、菌落总数及霉菌，结果见表1。从表1可看出：

表1 电子束辐照完成产品微生物检测结 CFU/g

辐照处理后丹棱冻粑中的大肠菌群、菌落总数和霉菌均下降，随着辐照剂量增加，下降更明显，甚至100%被杀灭，可见电子束辐照对丹棱冻粑中的大肠菌群、菌落总数和霉菌的杀灭效果较好。

未辐照丹棱冻粑、1 kGy剂量辐照处理样品、2kGy剂量辐照处理样品的大肠菌群（CFU/g）分别为“400/300/450/400/500”、“200/200/200/150/150”、“30/20/40/10/30”，均不符合 GB 7099-2015《食品安全国家标准 糕点、面包》中规定 （n=5，c=2，m=10，M=102）；3、4、5、6 kGy 的剂量辐照处理样品的大肠菌群（CFU/g）均为“＜10/＜10/＜10/＜10/＜10”，符合标准规定；3kGy的剂量辐照处理丹棱冻粑，可将样品中大肠菌群（CFU/g）由初始的“400/300/450/400/500”降低到“＜10/＜10/＜10/＜10/＜10”。

未辐照丹棱冻粑菌落总数（CFU/g）为“6 000/7 000/9 000/5 000/6 000”，符合 GB 7099-2015 《食品安全国家标准 糕点、面包》中规定（n=5，c=2，m=104，M=105），辐照后的样品菌落总数均小于未辐照样品，故辐照后样品菌落总数均符合标准，且5、6kGy 剂量辐照处理样品均为“＜10/＜10/＜10/＜10/＜10”；5 kGy的剂量辐照处理丹棱冻粑，可将样品中菌落总数 （CFU/g） 由初始的 “6 000/7 000/9 000/5000/6 000”降低到“＜10/＜10/＜10/＜10/＜10”。

未辐照丹棱冻粑、1 kGy剂量辐照处理样品的霉菌（CFU/g）分别为“350”、“200”，不符合 GB 7099-2015《食品安全国家标准 糕点、面包》中规定（≤150）；2、3 kGy 剂量辐照处理样品的霉菌（CFU/g）分别为“70”、“10”，符合标准规定；4、5、6 kGy 的剂量辐照处理样品的霉菌（CFU/g）均为“＜10/＜10/＜10/＜10/＜10”，符合标准规定；4 kGy的剂量辐照处理丹棱冻粑，可将样品中霉菌（CFU/g）由初始的“350”降低到“＜10”。

未辐照样品、1 kGy剂量辐照处理样品的大肠菌群、霉菌不符合标准的规定；2 kGy剂量辐照处理样品的大肠菌群不符合标准的规定；3、4、5、6 kGy的剂量辐照处理样品的大肠菌群、菌落总数、霉菌符合标准的规定；根据本试验的规定，将对3、4、5、6kGy的剂量辐照处理样品在贮藏期进行大肠菌群、菌落总数、霉菌的检测及感官评定。

2.2 试验样品贮藏期微生物指标、感官品质的变化

2.2.1 试验样品贮藏期感官品质的变化

分别采用3、4、5和6 kGy的剂量辐照处理丹棱冻粑，辐照处理后丹棱冻粑在3±1℃贮藏条件下，不同贮藏天数的感官评定，结果见表2。从表2可看出：3 kGy的剂量辐照处理样品在贮藏的第6、9、12、15天感官评定均合格，第18天不合格；4 kGy的剂量辐照处理样品在贮藏的第 6、9、12、15、18、21、24天感官评定均合格，第27天不合格；5、6 kGy的剂量辐照处理样品在贮藏的第6天感官评定不合格。试验过程中发现：3、4 kGy的剂量辐照处理样品感官不合格是样品出现了发酸、变馊等感官品质不良现象；5、6 kGy的剂量辐照处理样品感官不合格是样品出现了异味 （辐照味），6 kGy的剂量辐照处理样品的异味比5 kGy的剂量辐照处理样品更明显。根据本试验的规定，3、4、5、6 kGy的剂量辐照处理样品分别在贮藏的第21天、30天、9天终止感官评定，同时3、4、5、6 kGy的剂量辐照处理样品分别在贮藏的第21天、第30天、第9天也将终止大肠菌群、菌落总数和霉菌的检测。

表2 试验样品贮藏期感官品质的变化

2.2.2 试验样品贮藏期大肠菌群的变化

分别采用3、4、5和6 kGy的剂量辐照处理丹棱冻粑，辐照处理后丹棱冻粑在3±1℃贮藏条件下，不同贮藏天数的大肠菌群（CFU/g），结果见表3。从表3可看出：3、4、5、6 kGy的剂量辐照处理样品在本试验规定的贮藏天数内，大肠菌群（CFU/g）的检测值均为“＜10/＜10/＜10/＜10/＜10”，均符合 GB 7099-2015《食品安全国家标准 糕点、面包》中规定（n=5，c=2，m=10，M=102）。3 kGy及以上的剂量辐照处理本试验样品后，大肠菌群（CFU/g）已被100%杀灭，故采用3、4、5和6 kGy的剂量辐照处理的丹棱冻粑，在本试验规定条件下的贮藏天数内大肠菌群（CFU/g）的检测值均为“＜10/＜10/＜10/＜10/＜10”。

表3 试验样品贮藏期大肠菌群的变化 CFU/g

2.2.3 试验样品贮藏期菌落总数的变化

分别采用3、4、5和6 kGy的剂量辐照处理丹棱冻粑，辐照处理后丹棱冻粑在3±1℃贮藏条件下，不同贮藏天数的菌落总数（CFU/g），结果见表4。从表4可看出：3、4 kGy的剂量辐照处理样品在本试验规定的贮藏天数内，菌落总数（CFU/g）均在增加，检出最高值分别为“700/600/800/700/600”、“600/700/600/650/750”，均符合GB 7099-2015《食品安全国家标准 糕点、面包》中规定（n=5，c=2，m=104，M=105）；5、6kGy的剂量辐照处理样品检测值均为“＜10/＜10/＜10/＜10/＜10”，也符合标准的规定。丹棱冻粑营养丰富且水分含量高，微生物易繁殖，故3、4 kGy的剂量辐照处理样品在本试验规定条件下的贮藏天数内菌落总数（CFU/g）均在增加；5 kGy及以上的剂量辐照处理本试验样品后，细菌已被100%杀灭，故采用5、6 kGy的剂量辐照处理的样品在本试验规定条件下的贮藏天数内菌落总数（CFU/g）的检测值均为“＜10/＜10/＜10/＜10/＜10”。

表4 试验样品贮藏期菌落总数的变化 CFU/g

2.2.4 试验样品贮藏期霉菌的变化

分别采用3、4、5和6 kGy的剂量辐照处理丹棱冻粑，辐照处理后丹棱冻粑在3±1℃贮藏条件下，不同贮藏天数的霉菌（CFU/g），结果见表5。从表5可看出：3、4、5、6 kGy的剂量辐照处理样品在本试验规定的贮藏天数内霉菌 （CFU/g）均符合GB 7099-2015《食品安全国家标准 糕点、面包》中规定（≤150）；3 kGy的剂量辐照处理样品在本试验规定的贮藏天数内霉菌（CFU/g）均为“10”，4、5、6 kGy 的剂量辐照处理样品在本试验规定的贮藏天数内霉菌（CFU/g）均为“＜10”。3 kGy 的剂量辐照处理样品后霉菌（CFU/g）为“10”，可能是在本试验条件下霉菌未能繁殖，故3 kGy的剂量辐照处理样品在本试验规定条件下的贮藏天数内霉菌（CFU/g）均是“10”；4kGy及以上的剂量辐照处理本试验样品后，霉菌已被100%杀灭，故采用4、5、6 kGy的剂量辐照处理的样品在本试验规定条件下的贮藏天数内霉菌（CFU/g）的检测值均为“＜10”。

表5 试验样品贮藏期霉菌的变化 CFU/g

3 结论

辐照处理后丹棱冻粑中的大肠菌群、菌落总数、霉菌下降，随着辐照剂量增加，下降更明显。当辐照剂量为3kGy时，丹棱冻粑的大肠菌群（CFU/g）由初始的 “400/300/450/400/500”降低到“＜10/＜10/＜10/＜10/＜10”；当辐照剂量为 4 kGy时，丹棱冻粑的霉菌（CFU/g）由初始的“350”降低到“＜10”；当辐照剂量为5 kGy时，丹棱冻粑的菌落总数（CFU/g）由初始的“6 000/7 000/9 000/5 000/6 000” 降低到“＜10/＜10/＜10/＜10/＜10”；1 kGy 剂量辐照处理丹棱冻粑的大肠菌群、霉菌，2 kGy剂量辐照处理丹棱冻粑的大肠菌群均不符合GB 7099-2015《食品安全国家标准 糕点、面包》中规定；3 kGy及以上剂量辐照处理后丹棱冻粑的大肠菌群、霉菌均符合标准规定；对照样品菌落总数符合标准的规定。

3 kGy剂量辐照处理丹棱冻粑后贮藏在3±1℃条件下： 贮藏的第 6、9、12、15天感官评定符合DB511524/T 17-2014 《地理标志保护产品 丹棱冻粑加工技术规范》，第18天不符合；贮藏15天及以内大肠菌群（CFU/g）的检测值均为“＜10/＜10/＜10/＜10/＜10”、菌落总数（CFU/g）检出最高值为“700/600/800/700/600”、霉菌（CFU/g）均为“10”，大肠菌、菌落总数、霉菌均符合GB 7099-2015《食品安全国家标准 糕点、面包》。因此，3 kGy剂量辐照处理丹棱冻粑后贮藏在3±1℃条件下，保质期可确定为15 d。

4 kGy剂量辐照处理丹棱冻粑后贮藏在3±1℃条件下：贮藏的第 6、9、12、15、18、21、24 天感官评定符合DB511524/T 17-2014 《地理标志保护产品 丹棱冻粑加工技术规范》，第27天不符合；贮藏24 d及以内大肠菌群（CFU/g）的检测值均为“＜10/＜10/＜10/＜10/＜10”、菌落总数（CFU/g）检出最高值为“600/700/600/650/750”、霉菌（CFU/g）均为“＜10”，大肠菌、菌落总数、霉菌均符合GB 7099-2015《食品安全国家标准 糕点、面包》。因此，4kGy剂量辐照处理丹棱冻粑后贮藏在3±1℃条件下，保质期可确定为24 d。

5、6 kGy剂量辐照处理丹棱冻粑后贮藏在3±1℃条件下：贮藏的第6天感官评定不符合DB511524/T 17-2014 《地理标志保护产品 丹棱冻粑加工技术规范》，大肠菌群 （CFU/g）、菌落总数（CFU/g）均为“＜10/＜10/＜10/＜10/＜10”，霉菌（CFU/g）均为 “＜10”，大肠菌、菌落总数、霉菌均符合GB 7099-2015《食品安全国家标准 糕点、面包》。

综合考虑，丹棱冻粑在3±1℃贮藏前，采取3或4kGy电子束辐照处理较为合适，可有效保证丹棱冻粑的保质期分别为15 d或24 d。