不同辐照剂量对冷链包装畜禽肉品质的影响

陈佩瑶，刘寅欣，李肖梁*

浙江大学动物科学学院（杭州 310058）

辐照技术是广泛应用于食品加工的冷杀菌技术，具有无残留、无需拆除包装便能杀灭蔬菜、水果及畜禽肉中致病微生物等优点。用于食品辐照的主要有释放γ射线的60Co源和能量在10 MeV以下的电子加速器两大类型的装置[1-2]。其中，电子加速器是将电子通过线性加速器加速到光速，转移到电子束枪，电子束枪随后将高能电子传递到产品上的装置[3]。电子束是电离辐射的一种，与热加工和高压食品加工相比，电子束利用高能电子对食品进行灭菌，且不会改变加工食品的温度[4]。因此，电子束处理不需考虑由于热量引起的食品质量下降[5]。随着电子加速器束流能量和束下装置技术的提高和完善，电子束辐照在加工能力和经济效益上表现出越来越大的优势。电子加速器可控性强，无辐射源，不污染环境，对操作人员安全无害，可应用于连续化、规模化生产。电子加速器作为一种新兴的辐照手段，得到越来越多的关注和应用[6]。

随着生活水平提高，消费者对畜禽肉卫生质量要求越来越高。但畜禽肉在屠宰、分割及其他加工过程中，易被微生物污染。自新冠肺炎疫情暴发以来，食品或其包装袋不断被检测出新型冠状病毒（COVID-19）核酸阳性，均与冷冻生鲜相关[7]，因此有效对生鲜产品中有害微生物进行杀灭显得越发重要。近年来，为控制冷鲜肉卫生状况及延长其保质期，主要采取的手段有冷链、添加防腐剂等，但效果都不理想[8]。电子束辐照技术是一种能显著提高鲜肉卫生质量、延长其保质期的手段[9]，并且对鲜肉产品的致病微生物杀灭有着重要作用，如食品上的诺如病毒等均能被电子辐射有效杀灭[10]。此外，电子束辐照还是工业上一种快速可靠的杀死新型冠状病毒的方法[11]，但是在电子束处理杀菌的同时，是否会对冷鲜畜禽肉品质产生影响，是生产者和消费者共同关心的问题。因此，试验探究不同剂量电子束处理对冷鲜畜禽肉品质的影响，为其应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

市售冷鲜鸡胸肉、牛腿瘦肉、猪腿瘦肉（均为统一真空包装，采购于杭州农副产品物流中心）。

1.2 仪器与设备

10 MeV/20 KW电子直线加速器（浙江大学原子核农业科学研究所）；HunterLab ColorFlex EZ色差仪（美国HunterLab公司）；SevenCompact pH计（瑞士Mettler-Toledo公司）；TMS-PRO食品物性分析仪（美国FTC公司）。

1.3 方法

1.3.1 辐照处理

采用牛腿瘦肉、鸡胸肉、猪腿瘦肉为材料，处理过程为：从-20 ℃冰箱中取出肉样后，放入辐照流水线托盘中，输送进入辐照处理室进行不同剂量的高能电子束辐照处理后，立即取出，于室温进行肉样的化冻，待用于肉品质的测定。

每种肉类分为4组，其中每组设置3个重复样本，每个样本均为1.5 kg，厚约3 cm的肉样。

1.3.2 感官评定

由3名感官评定员对猪肉辐照异味打分，分值越大，辐照异味越大，综合得分求平均值，结果取整数。分值为 0（无），1（略有），2（较弱），3（有），4（一般），5（偏重），6（较重）和7（很重）。

1.3.3 畜禽肉肉色测定

参照NY/T 1333—2007《畜禽肉质的测定》[12]。将从-20 ℃冰箱中拿出的肉样化冻24 h后，剪裁至与玻璃样品杯口径大小一致的肉片，确保样品杯不透光，测量样品并记录数据。

1.3.4 畜禽肉pH测定

参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》[13]。

1.3.5 畜禽肉滴水损失测定

参照NY/T 821—2019《畜禽肉质的测定》[14]。在肉样化冻后进行测定，剔除肉样筋膜和脂肪，每个肉样顺肌纤维走向取2 cm×3 cm×5 cm肉条，将肉条称质量后记为m1，铁丝挂住肉条放入保鲜袋中，保鲜袋充气以保证肉样不与保鲜袋接触并放入4 ℃冰箱；24 h后，取出用滤纸吸去肉样表面水分，称重记为m2，肉样的滴水损失值按式（1）计算。

1.3.6 畜禽肉剪切力测定

参照NY/T 1180—2006《肉嫩度的测定 剪切力测定法》[15]。肉样检测前，需将肉样放入80 ℃恒温水浴锅中加热，并用热电耦测温仪测量肉样的中心温度，待肉样中心温度达70 ℃时，将肉样取出冷却到室温20 ℃。从与肌纤维的垂直方向切取1 cm×1 cm×5 cm的肉条，并确保肉条上无结缔组织与明显缺陷。检测时，将肉样置于食品物性分析仪上，并确保仪器能垂直切割肉样的肌纤维。记录剪切力读数。

1.3.7 畜禽肉氨基酸测定

参照GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》[16]对不同辐照剂量畜禽肉的氨基酸含量进行检测。

1.3.8 数据统计和分析

采用Microsoft Office Excel 2010软件对数据进行处理；采用IBM SPSS Statistics 19软件对数据进行单因素方差分析，结果用平均值±标准差表示，显著性差异的判断标准为p＜0.05。

2 结果与分析

2.1 辐照对畜禽肉感官特性的影响

由表1可知，经不同剂量辐照后，牛腿瘦肉和猪腿瘦肉的辐照味偏轻，相对而言鸡胸肉产生较重的辐照味，从而感官评分受到影响稍大；辐照后猪腿瘦肉肉色变深，牛腿瘦肉和鸡胸肉没有变化。总体来说辐照对畜禽肉感官品质的影响较小。

表1 辐照对畜禽肉样感官特性的影响

2.2 辐照对畜禽肉肉色的影响

色泽是肉品的重要感官指标，是影响消费者是否具有购买意愿的重要影响因素之一。肌肉颜色深浅和色度取决于畜禽肉色素含量[17]。肌肉色素主要由肌红蛋白和血红蛋白及微量有色代谢物组成。肉品色泽的参数为亮度（L*）、红度（a*）、黄度（b*）。a*代表肉样红度值，该值越高说明肉颜色越好，肉样越新鲜；b*代表肉样黄度值，该值越高说明肉样越不新鲜，a*/b*比值的变化可以更直观地表示色泽强度的变化[18]。不同剂量电子束对肉样的肉色值变化如表2所示。

由表2可知，就猪腿瘦肉和牛腿瘦肉而言，辐照处理对肉样的肉色值没有显著影响（p＞0.05），辐照处理组与空白对照组间，肉样的肉色值不存在显著差异，且不同辐照剂量组间也不存在显著差异。但就鸡胸肉而言，高辐照剂量处理会显著影响其肉色值。试验数据显示，空白对照组和低剂量辐照处理组（2和4kGy）的鸡胸肉肉色值显著低于高剂量辐照处理组（7 kGy）。由此可见，辐照剂量在一定范围内不会影响鸡胸肉肉色，但高剂量的辐照处理会使鸡胸肉肉色值上升，影响其品质。

表2 不同辐照剂量对畜禽肉样肉色值的影响

2.3 辐照对畜禽肉pH的影响

引起肉类腐败变质的众多原因中，根本的原因是致腐菌作用的结果[19]。在这个过程中，肉品的pH发生相应变化。因此，通过对肉品pH的测定，可以判断肉的新鲜度。不同剂量电子束对各肉样的pH变化如表3所示。

由表3可知，对3种肉类而言，辐照处理对肉的pH没有显著的影响（p＞0.05），辐照处理组与空白对照组间，肉样的pH不存在显著差异，且不同辐照剂量组间也不存在显著差异。

表3 不同辐照剂量对畜禽肉样pH的影响

2.4 辐照对畜禽肉滴水损失的影响

滴水损失是指在不施加任何外力而只受重力作用的条件下，肌肉蛋白质系统在测定时的液体损失量。因此，滴水损失能直观地反映出肉样肌肉蛋白质系统的结构状态，对反映肉样品质有着重要意义[20]。一般来说，滴水损失值越低，说明肉样蛋白质系统结构越良好，肉样品质越好。就畜禽肉而言，正常的畜禽肉样的滴水损失值应在1.5%~10%，滴水损失值过高或过低都说明肉样的肌肉蛋白质系统被破坏，肉样的品质较差[21]。不同剂量电子束对各肉样的滴水损失值变化如表4所示。

表4 不同辐照剂量对畜禽肉样滴水损失值的影响单位：%?

由表4可知，就猪腿瘦肉、牛腿瘦肉和鸡胸肉而言，辐照处理对肉样的滴水损失值没有显著的影响（p＞0.05），辐照处理组与空白对照组间，肉样的滴水损失值不存在显著差异， 且不同辐照剂量组间也不存在显著差异。由此可见，辐照处理不会影响肉样滴水损失值。

2.5 辐照对畜禽肉剪切力的影响

肌肉嫩度是评价肉品食用品质的一项重要指标，同时也是消费者评价肉质量高低的标准[22]。剪切力值是表示嫩度的一个指标，它反映肉品内部结构，并在一定程度上反映肌肉中肌原纤维、结缔组织以及肌肉脂肪的含量、分布和化学结构的状态[23]。正常肉品剪切力值与嫩度成反比，值越小，肉品越嫩，品质越好。就畜禽肉而言，肉样剪切力值越小，表示肉样嫩度越高，肉品质越好[24]。

由表5可知，就猪腿瘦肉和牛腿瘦肉而言，辐照处理对肉的剪切力值没有显著的影响（p＞0.05），辐照处理组与空白对照组间，肉样的剪切力值不存在显著差异，且不同辐照剂量组间也不存在显著差异。但就鸡肉而言，辐照处理会显著影响其剪切力值。试验数据显示，空白对照组的鸡胸肉剪切力显著低于辐照处理组，且随着辐照剂量加大这种影响更为明显，即高辐照剂量处理组（4和7 kGy）的肉样剪切力值显著高于低辐照剂量处理组（2 kGy）。由此可见，辐照处理会使鸡胸肉嫩度降低，对其品质造成影响。

表5 不同辐照剂量对畜禽肉样剪切力的影响单位：N

2.6 辐照对畜禽肉氨基酸的影响

由表6可知，辐照处理后猪瘦腿肉中氨基酸的含量有一定变化，辐照组与空白对照组之间差异显著，经电子束处理后必需氨基酸苯丙氨酸和胱氨酸的含量显著下降（p＜0.05）。由表7可知，辐照处理后鸡胸肉中必需氨基酸亮氨酸和精氨酸的含量有一定变化，辐照组与空白对照组之间差异显著降低（p＜0.05）。由表8可知，辐照处理后牛瘦腿肉中氨基酸的含量有一定变化，高剂量辐照处理会显著影响其氨基酸含量，试验数据显示，高剂量辐照处理组（7 kGy）中的必需氨基酸赖氨酸、苏氨酸的含量显著低于空白对照组和低剂量辐照组（2和4 kGy），高剂量辐照处理组（7 kGy）中的非必需氨基酸谷氨酸含量也显著低于低剂量处理组（2和4 kGy）。经辐照处理后对畜禽肉的总游离氨基酸也有影响，可显著降低总游离氨基酸含量。

表6 不同辐照剂量对猪腿瘦肉氨基酸组成的影响 单位：g/100 g

表7 不同辐照剂量对鸡胸肉氨基酸组成的影响 单位：g/100 g

表8 不同辐照剂量对牛腿瘦肉氨基酸组成的影响 单位：g/100 g

接表8

3 讨论与结论

结果显示，冷链真空包装的畜禽肉经不同剂量辐照技术处理后，感官品质、pH变化不大，但高剂量的辐照会显著提高鸡胸肉的肉色值和剪切力值，经辐照处理的畜禽肉氨基酸含量下降，这可能是因为辐照处理过程中产生自由基或水合离子引起蛋白质分解酶活性的降低，减少了蛋白质的降解，使游离氨基酸含量降低，但其中具体机制有待进一步研究。