辐照技术对宠物食品冻干鸡肉丁品质的影响

李乐毅，刘淑琴，王盛春，周彩霞

（上海宠幸宠物用品有限公司，上海 201600）

冻干工艺技术是在真空状态下使食品在极其低温的环境中脱水的过程，水分会从固态直接转化为气态。在此过程中，产品保持原来的大小和形状，最大限度地减小细胞破裂，去除水分防止食物在常温下变质[1]。食品辐照技术是在常温下对食品进行物理杀菌，能够最大限度地保持食品的营养成分和感官品质。电离辐射源主要包括60Coγ射线、X射线和电子束，其中以60Coγ射线和电子束应用最为广泛。γ射线是由60Co原子核发生衰变产生；电子束是由电子加速器装置产生的低能或高能的电子束流。由于2种射线的来源、类型、对物品穿透能力不同，对食品产生的辐射生物学、化学效应也存在差异[2-5]。在生产和流通中，宠物食品难免受到微生物污染，从而影响其感官品质、贮藏保鲜等，甚至产生有害毒素并感染动物。采用2～4 kGy辐照能杀死宠物食品中的微生物。目前，国内外学者也已开始开展宠物食品风味变化相关方面的研究，但该领域系统全面的研究成果仍不足，其进展无法与市场需求相匹配。本试验旨在研究60Coγ射线与电子束辐照对冻干鸡肉丁品质的影响，为宠物冻干食品的品质保证提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

冻干鸡肉丁是由山东某公司提供的由同批鸡肉原料为基础加工的产品，经PE食品包装袋密封，PE食品包装袋采自山东某包装有限公司。将此样品随机分为5组，分别标注1#、2#、3#、4#、5#。1#样品不经辐照处理，2#、3#、4#、5#样品分别进行60Coγ-2 kGy、60Coγ-4 kGy、电子束-2 kGy、电子束-4 kGy辐照处理。5组样品在恒温37 ℃条件下贮存。

1.2 试验试剂

盐酸标准滴定液（0.1 mol/L）、氢氧化钾标准滴定液（0.1 mol/L）、石油醚（30～60 ℃）、硫酸钾、五水合硫酸铜、对硝基苯酚、三氯甲烷、冰乙酸、氢氧化钠、乙酸钠、甲醛、乙酰丙酮、碘化钾、无水乙醇、碘化钾、可溶性淀粉、酚酞、高锰酸钾，上述试剂均购自国药集团化学试剂有限公司。

1.3 仪器与设备

10Mev 20 kW电子加速器（南京喜悦科技有限公司）、60Coγ射线（淄博利源高科技辐照技术有限公司）、BSA224S型分析天平（赛多利斯）、DHG-9030A恒温鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）、SW-CJ-1F医用型洁净工作台（苏净安泰空气技术有限公司）、DSX-280B手提式压力蒸汽灭菌器（上海一恒科学仪器有限公司）。

1.4 试验设计

试验周期为2020年7月1日至2020年8月30日。水分、蛋白质在开始加速试验之前和试验周期结束后测定2次，观察冻干鸡肉丁营养成分和水分在加速试验过程中的稳定性。收到样品测定1次感官、菌落总数、过氧化值、酸价和碘值数据，之后贮存加速试验过程中每7 d测定1次数据，考察其理化指标与感官的变化。

1.5 测定指标及方法

1.5.1 感官评价

先按照GB/T 16291.1—2012[6]进行感官评价，再按照GB/T 22210—2008[7]从气味、颜色、肌肉条纹3个方面对冻干鸡肉丁进行感官评价，采用4分制评价方法（鸡肉颜色等级：白色为等级1、淡黄色为等级2、浅黄色为等级3、黄色为等级4；气味等级：浓郁鸡肉香味为等级1、有鸡肉香味为等级2、微有鸡肉香味为等级3、无鸡肉香味为等级4）进行评价。

1.5.2 菌落总数

按照无菌操作要求取试样25 g，剪碎后置于225 mL无菌生理盐水中，均质制成1∶10的样品匀液，用1 mL无菌吸管吸取1∶10样品匀液1 mL，注于9 mL无菌生理盐水于无菌试管中，制成1∶100的样品匀液，按照相同方法制备10倍系列稀释样品匀液，选择3个适宜稀释度的样品匀液，应用3MTMPetrifilmTM菌落总数测试片测定细菌菌落总数，以灭菌的稀释液作为空白对照。

1.5.3 水分

依据GB/T 6435—2014[8]《饲料中水分的测定》中的直接干燥法测定。

1.5.4 蛋白质的测定

样品是由去除去骨骼、血液、羽毛和内脏的鸡肉加工制成，所以其粗蛋白质测定方法与食品检测方法相同，依据GB 5009.5—2016[9]《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中的分光光度法进行测定。

1.5.5 酸价、过氧化值和碘值的测定

将试样置于索氏提取器中，用石油醚（30～60 ℃）回流（回流6 h）提取油脂，提取出来的油脂分别参照GB 5009.229—2016《食品中酸价的测定》、GB 5009.227—2016《食品中过氧化值的测定》和GB/T 5532—2008《动植物油脂碘值的测定》[10-12]进行酸价、过氧化值和碘值的测定。

1.6 数据统计与分析

使用Excel软件对数据进行计算和分析，所有数据其平行结果的绝对差值不大于算术平均值的10%。

2 结果与分析

2.1 贮存加速期间冻干鸡肉丁细菌总数变化（见表1、图1）

表1 贮存加速期间冻干鸡肉丁细菌总数变化Tab.1 Changes in the total number of bacteria in freeze-dried chicken cubes during accelerated storage 单位：CFU/g

由表1、图1可知，未辐照样品1#初测细菌总数为17 000 CFU/g，第6周开始细菌总数小于10 CFU/g。辐照处理组样品2#、3#、4#和5#中除第2周3#样品结果（5 200 CFU/g）异常外，其余样品在前两周细菌总数均小于等于100 CFU/g，第3周开始辐照组2#、3#、4#和5#样品细菌总数均小于10 CFU/g。60Coγ射线和电子束辐照技术在冻干鸡肉丁的杀菌上同等高效，可杀死大多数微生物。60Coγ射线和电子束辐照技术的杀菌能力无明显差异，第2周辐照组3#样品细菌总数为5 200 CFU/g，表明60Coγ射线辐照不能做到全覆盖，而电子束辐照技术的覆盖范围要优于60Coγ射线。

2.2 贮存加速期间冻干鸡肉丁的感官变化

5个试验样品颜色均呈淡黄色至浅黄色（颜色等级2～3），无明显差异；肌肉纤维清晰可见；2#、3#样品有轻微油脂酸败的气味（气味等级低于4），1#、4#和5#样品均有鸡肉香味（气味等级2）。随后每周观察5组样品的感官变化。所有样品色泽均为淡黄色至浅黄色（颜色等级2～3），并持续到试验结束。

1#、4#和5#样品鸡肉香味明显，与初测时差异不大（气味等级2），且无异味；2#、3#样品无鸡肉香味且一直存在油脂酸败的气味（气味等级低于4）；在整个试验过程中1#～5#组样品肌肉纤维清晰可见。结果表明，辐照并不对肌肉组织产生感官上的影响，60Coγ射线辐照后的两组样品有油脂酸败的气味。因γ射线会使肉制品产生自由基，自由基会加速脂肪氧化，从而产生辐照异味。电子束辐照并未对冻干鸡肉丁的色泽、气味和肌肉组织产生明显影响。

2.3 贮存加速期间冻干鸡肉丁油脂酸价的变化（见表2、图2）

表2 贮存加速期间冻干鸡肉丁油脂酸价变化Tab.2 Changes in oil acid value of freeze-dried chicken cubes during accelerated storage 单位：mg/g

由表2、图2可知，试验前5组样品的酸价在5.6～9.7 mg/g之间，从第2周开始5组样品酸价均大于10 mg/g，随后的几周逐渐上升，第6周酸价均超过20 mg/g，第8周超过35 mg/g。试验结果表明，辐照技术不会对酸价产生影响。因为酸价是在外界条件影响下油脂水解为脂肪酸的结果，与样品所处的环境条件（如水分、温度、空气等）正相关。贮存加速试验温度是恒温37 ℃，这个温度是导致样品酸价升高的主要因素。

2.4 贮存加速期间冻干鸡肉丁油脂过氧化值的变化（见表3、图3）

由表3、图3可知，未辐照样品初测和第1周过氧化值为0.11 g/100 g，第1周至试验结束过氧化值不大于0.02 g/100 g或未检出，电子束辐照的样品4#、5#初测至试验结束其过氧化值不大于0.02 g/100 g或未检出；60Coγ射线辐照的2#和3#样品在初测中均检出过氧化值，其中3#样品在第3周结束前过氧化值大于1.5 g/100 g，2#样品第4周至试验结束过氧化值未检出，3#样品过氧化值一直趋于降低，第8周过氧化值未检出。结果表明，经60Coγ射线辐照后的冻干鸡肉丁其油脂中过氧化值高于未辐照组和电子束辐照组样品，主要是由于γ射线使肉制品产生自由基，而自由基加速脂肪的氧化，过氧化物本身不稳定，在贮存加速期间又转化为醛、酮类等有机物质，所以其辐照异味并未因过氧化值的降低而消失，但电子束辐照产品并不存在此类问题。

表3 贮存加速期间冻干鸡肉丁油脂过氧化值的变化Tab.3 Changes in the fat peroxide value of freeze-dried chicken cubes during accelerated storage 单位：g/100 g

2.5 贮存加速期间冻干鸡肉丁油脂碘值的变化（见表4、图4）

由表4、图4可知，初测结果显示未辐照、60Coγ射线和电子束5组样品没有明显的差异性，在整个贮存加速期间碘值的变化总体呈下降趋势，直至未检出。结果表明，60Coγ射线和电子束都不对冻干鸡肉丁中的不饱和脂肪酸产生实质性影响。不饱和脂肪酸的降低是随着贮存时间的加长逐渐氧化的结果。

表4 贮存加速期间冻干鸡肉丁油脂中碘值的变化Tab.4 Changes in fat iodine value in freeze-dried chicken cubes during accelerated storage 单位：mg/g

2.6 贮存加速期间冻干鸡肉丁水分和蛋白质的变化（见表5、表6）

由表5、表6可知，1#～5#样品蛋白质均在90%～94%之间，水分在2%～4%之间。蛋白质由于多级结构而具有独特的性质，辐照后的蛋白质在形态上的改变影响较小，其结构并未受到破坏，氨基酸总体含量也基本不会受到影响。因此，电子束和60Coγ射线在不大于4 kGy剂量内的辐照没有影响鸡肉中蛋白质的营养价值。在贮存加速期（8周）内冻干鸡肉丁的蛋白质和水分一致性较好，表明冻干鸡肉丁在密封条件下具有较长的保鲜期。

表5 贮存加速期间冻干鸡肉丁水分的变化Tab.5 Changes in moisture content of freeze-dried chicken cubes during accelerated storage 单位：g/100 g

表6 贮存加速期间冻干鸡肉丁蛋白质的变化Tab.6 Changes in protein of freeze-dried diced chicken cubes during accelerated storage 单位：g/100 g

3 讨论

3.1 两种辐照方式在灭菌方面的优势比较

60Coγ射线和电子束在2 kGy和4 kGy剂量条件下杀菌效果显著，经辐照后细菌总数均不大于100 CFU/g，电子束辐照覆盖范围略优于60Coγ射线。未经辐照的样品在密封条件下可以抑制微生物的增长。

3.2 两种辐照方式对冻干鸡肉丁风味品质的影响

60Coγ射线和电子束辐照具有不同的辐射机理，经60Coγ射线辐照后的冻干鸡肉丁由于产生自由基，加速脂肪氧化而产生异味，并且其脂肪的氧化程度和辐照剂量呈正比关系，但是电子束辐照并不存在此类问题。

3.3 两种辐照方式对产品色泽、肌肉组织的影响

60Coγ射线和电子束两种辐照技术不会影响产品的色泽和肌肉组织，可以保持产品固有的营养价值，且冻干鸡肉丁在密封条件下具有较长的保鲜期（大于180 d）。

4 结论

电子束和60Coγ射线两种辐照方式对于宠物食品冻干鸡肉丁杀菌效果显著。电子束可以有效减缓脂肪氧化，且覆盖范围较好，所以在杀菌和保持冻干鸡肉丁风味品质方面要优于60Coγ射线。