电子束辐照的熟制鲢鱼块贮藏品质分析

李美锦，黄佳珺，陈亚楠，蔡俊，李海蓝，鉏晓艳*

（1.湖北工业大学生物工程与食品学院，湖北武汉 430068）

（2.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，湖北武汉 430064）

鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix）又名白鲢，是中国主要的淡水养殖鱼类之一。2020年全国鲢鱼年产量超过380万t，约占淡水鱼总产量的15%，居淡水鱼产量第二位[1]。鲢鱼因其生长速度快、营养价值高、肉质鲜嫩等特点，备受广大消费者喜爱[2,3]。然而鲢鱼肉含水量高，容易腐败变质，降低产品品质，损失一定的商业价值。因此，选择合适的贮藏保鲜技术，延长相关产品货架期并提高产品品质十分必要[4]。

辐照是一种利用电离辐射致使微生物失活，从而延长食品保质期、改善食品安全的加工技术。电子束是食品辐照常用的三种辐照源之一，与X射线和γ射线相比具有成本低廉、操作简便、环保安全等优点，是一种良好的食品冷杀菌技术[5,6]。然而，电子束辐照对食品的杀菌效果通常受微生物种类和食品化学成分等因素的影响，且过高的辐照剂量也会影响食品的风味和色泽[7]。近年来，有关电子束辐照对食品杀菌和品质影响的研究在农畜产品中涉及较多[8-10]，而在水产品的贮藏保鲜中研究相对较少。Zhang等[11]研究了1~7 kGy电子束辐照对草鱼鱼糜脂肪酸组成和挥发性化合物的影响，结果表明，随着辐照剂量的增加，饱和脂肪酸含量上升，不饱和脂肪酸含量下降，对反式脂肪酸的含量没有影响。Qi等[12]研究发现，电子束处理对红虾（Solenoceramelantho）的杀菌效果随着辐照剂量的提高而增强，并最终确定了6 kGy为最佳辐照剂量。Xu等[13]通过电子束辐照对冷藏鲈鱼品质影响的研究表明，低辐照剂量结合冷藏可以延缓蛋白质氧化，更适合鲈鱼肉的保鲜。以上报道均未涉及电子束对鱼类熟制产品品质的影响研究。

本文以淡水鱼类-鲢鱼为对象，采用不同剂量电子束辐照及不同温度贮藏处理，分析辐照及贮藏温度对熟制鲢鱼块菌落总数（Total Viable Count，TVC）、pH值、硫代巴比妥酸（Thiobarbituric Acid，TBA）、挥发性盐基氮（Ttotal Volatile Base Nitrogen，TVB-N）和质构特性等指标的影响。以期获得有效的电子束辐照剂量，在最大限度杀灭鲢鱼块腐败菌群的同时选择适宜的贮藏温度保持其原有的风味口感，为鲢鱼电子束辐照灭菌技术的推广应用提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 实验材料

鲜活鲢鱼，购自武汉市洪山区武商量贩（农科城店），每尾重（2.0±0.5）kg，体长（55±2.5）cm。

1.1.2 实验试剂

盐酸、氧化镁、三氯乙酸、硼酸、氢氧化钠、三氯甲烷、冰乙酸、硫代硫酸钠、石油醚、无水硫酸钠、硫代巴比妥酸、酚酞（均为分析纯）购自国药集团化学试剂有限公司；平板计数琼脂培养基购自青岛海博生物技术有限公司。

1.2 仪器与设备

LRH-250生化培养箱，上海一恒有限公司；TDL-80-2B离心机，上海安亭科学仪器厂；UH5300紫外可见分光光度计，日本日立有限公司；YP1002N电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；DL-CJ- INDII超净工作台，东联哈尔有限公司；LDZX-75KB立式压力蒸汽灭菌器，上海申安医疗器械厂；TA-XTPlus质构仪，英国Stable Micro System公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品制备

将鲜活鲢鱼迅速敲头致死，去掉头尾、内脏、鳞、骨刺等后洗净，加工成厚度约1 cm的鱼块样品，每块质量约为（30±2.0）g，装入蒸煮袋中密封，放于锅内水煮，煮至鱼块中心温度达70 ℃。处理后的样品置于冰盒中保存，并送往武汉爱邦高能技术有限公司进行电子束辐照。预实验辐照剂量设为0、4、6、8和10 kGy，根据预实验结果，剔除对比度较低的 6 kGy组和样品汁液流失严重的10 kGy组，选择辐照剂量0、4、8 kGy进行正式实验。样品经辐照处理后保存于冰盒中送回实验室，分别贮藏于常温（25 ℃）和4 ℃下保存，并在3、5、7 d时分别对鲢鱼块进行取样检测。

1.3.2 菌落总数的测定

参照GB 4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》进行测定。称取25 g搅碎后的鲢鱼肉置于盛有225 mL生理盐水的无菌三角瓶内，摇晃均匀，制成原液样品。用1 mL无菌吸管吸取原液1 mL，沿管壁缓慢注入盛有9 mL稀释液的无菌试管中，用无菌吸管反复吹打使其混合均匀，制成10-1样品均液，按照此方法依次制得10-2、10-3样品均液。取各梯度样品均液1 mL放入无菌平板中，倒入灭菌后的PCA培养基，微微摇晃均匀，在30 ℃微生物培养箱中培养72 h，取出计数。

1.3.3 pH值的测定

取4 g鱼肉捣碎后加入40 mL蒸馏水，充分振荡后静置20 min，过滤后取滤液，pH计直接测定，实验重复3次，结果取平均值。

1.3.4 硫代巴比妥酸（TBA）值的测定

参考谢晶等[14]方法。准确称取鲢鱼块5 g，切碎放置离心管中，加入25 mL 20%三氯乙酸溶液和20 mL蒸馏水，静置1 h。采用2,000 r/min离心10 min，过滤后取滤液，用双蒸水定容至50 mL，取5 mL滤液置试管中，并加入5 mL 0.02 mol/L的硫代巴比妥酸（TBA）溶液，将试管放入沸水浴中反应20 min，取出，静置冷却，待冷却后采用分光光度计在532 nm处测得吸光度A。以蒸馏水取代滤液为空白样。硫代巴比妥酸值（B，mg/mg）的测定计算公式为：

1.3.5 过氧化值（POV）的测定

参照GB 5009.227-2016《食品中过氧化值的测定》中第一法：滴定法测定。计算结果以重复性条件下获得的3次独立测定结果的算术平均值表示。

1.3.6 挥发性盐基氮（TVB-N）的测定

参照GB 5009.228-2016《食品中挥发性盐基氮的测定》中第一法：半微量定氮法测定。实验结果以重复性条件下获得3次独立测定结果的算术平均值表示。

1.3.7 质构的测定

将鲢鱼块沿肌肉纤维方向切成1.5 cm×1.5 cm× 1.5 cm的正方体状，使用TA-XTPlus质构仪测定鲢鱼块常温和4 ℃条件下贮藏7 d时的质构特性，每组平行测定3次取平均值。参数设定[15]：探头型号P/36R，模式TPA，压缩比50%，测前、测中和返回速率均为1 mm/s，两次下压的时间间隔为5 s，下压距离6 mm，触发力设定Auto 5 g。选取回复性、内聚性、咀嚼性、胶粘性、弹性、硬度6个指标进行分析。

1.4 数据分析

采用Origin 2019软件作图，SPSS 26.0及Microsoft Office Excel 2016软件进行数据统计分析，以平均值±标准偏差（Mean±SD）表示，运用方差分析法（ANOVA）进行显著性分析，显著差异水平取P＜0.05。

2 结果与分析

2.1 辐照剂量及贮藏温度对鲢鱼块菌落总数的影响

将辐照鲢鱼块与未辐照组贮藏3、5、7 d后进行菌落总数的检测，如图1所示。参照GB 2726-2016《食品安全国家标准熟肉制品》标准，常温贮藏第5、7d与4 ℃贮藏第7 d，菌落总数分别为5.60、6.93、 5.26 lg cfu/g，超过熟肉制品最高安全限量5 lg cfu/g。常温贮藏条件下，相同贮藏时间，不同辐照剂量之间差异显著（P＜0.05），4 kGy辐照组菌落总数高于 8 kGy辐照组；当贮藏时间为7 d时，各辐照处理间菌落总数高于第3、5 d。4 ℃贮藏条件下，各辐照剂量菌落总数显著低于常温贮藏（P＜0.05），相同辐照剂量，不同贮藏时间菌落总数差异显著（P＜0.05），8 kGy辐照组菌落总数低于对照组和4 kGy辐照组。电子束辐照可以有效降低鲢鱼块的菌落总数，这是由于电子束辐照致使鲢鱼块中微生物细胞的DNA被电离和激发，引起细胞正常功能及代谢繁殖等功能发生不可逆的变化，从而使微生物细胞丧失繁殖能力或死亡[16]。综上所述，电子束辐照和低温可以有效抑制鲢鱼块中微生物的增长，其中8 kGy辐照剂量比4 kGy辐照剂量的杀菌效果更强。

图1 常温（a）和4℃（b）贮藏下辐照剂量对鲢鱼块TVC值的影响Fig.1 Effect of different irradiation dose on TVC value of silver carp cubes stored at room temperature (a) and 4 ℃ (b)

2.2 辐照剂量及贮藏温度对鲢鱼块pH值的影响

pH值大小在一定程度上反映了鱼肉的贮藏品质和鲜度。电子束辐照对鲢鱼块pH值的影响如图2所示。在不同贮藏温度下，鲢鱼肉的pH值处于6.2~6.9之间，无明显变化；同一辐照剂量处理后鲢鱼块pH值在不同贮藏时间皆差异显著（P＜0.05）。当贮藏时间为5 d时，各组pH值开始下降；贮藏时间为7 d时，pH值上升，4 kGy辐照组pH值达到最大值并与贮藏3 d对照组之间差异显著（P＜0.05）。pH值先降低的主要原因是肌肉无氧呼吸消耗糖原产生乳酸等酸性物质，而鱼肉中的微生物降解蛋白质等大分子物质产生碱性含氮物质造成了后期pH值的升高[17]。

图2 常温（a）和4 ℃（b）贮藏下辐照剂量对鲢鱼块pH值的影响Fig.2 Effect of different irradiation dose on pH value of silver carp cubes stored at room temperature (a) and 4 ℃ (b)

在常温贮藏第3 d与第5 d，未辐照组与4 kGy辐照组的pH值差异不显著（P＞0.05），与8 kGy辐照组的pH值差异显著（P＜0.05）。在贮藏温度为4 ℃时，相同贮藏时间，不同辐照剂量之间pH值差异显著（P＜0.05）。贮藏过程中pH值的增长速度与鱼肉腐败程度有关，上升趋势越慢说明鱼肉贮藏保鲜效果越好[18]。8 kGy辐照组在不同贮藏温度下，随着贮藏时间增加，pH增长趋势低于对照组和4 kGy辐照组。以上结果表明，贮藏温度对pH值的影响不大，不同辐照剂量对鲢鱼块影响效果有一定的差异，当辐照剂量为8 kGy时，可有效降低鲢鱼块pH值。

2.3 辐照剂量及贮藏温度对鲢鱼块TBA值的影响

TBA值是表征脂肪氧化的一个重要指标，它表示脂肪氧化酸败的程度[19]。如图3所示，在不同贮藏温度下，当贮藏时间为5d时，各组TBA值达到最高，辐照组TBA值高于未辐照组，4 kGy与8 kGy辐照组之间无显著性差异（P＞0.05），辐照组与对照组差异显著（P＜0.05）。当贮藏时间为7 d时，各组TBA值最小，对照组与4 kGy辐照组之间无显著差异 （P＞0.05），与8 kGy辐照组差异显著（P＜0.05）。自由基与氧气发生反应生成过氧化物是脂质氧化的典型过程。电子束辐照导致鱼肉中自由基含量增加从而加速了脂质自动氧化进程，使得鱼肉的TBA值上升[20]。辐照剂量越高，电子束辐照产生的自由基越多，脂质氧化速度越快[21]，这是8 kGy辐照组TBA值比4 kGy辐照组和对照组高的原因。而贮藏后期TBA值下降可能是和自由基与氧气生成的挥发性氧化物含量的减少有关[22]，这与蒋慧亮等[23]的研究结果一致。

图3 常温（a）和4 ℃（b）贮藏下辐照剂量对鲢鱼块TBA值的影响Fig.3 Effect of different irradiation dose on TBA value of silver carp cubes stored at room temperature (a) and 4 ℃ (b)

2.4 辐照剂量及贮藏温度对鲢鱼块POV值的影响

POV值是脂肪一级氧化产物的衡量指标，能表征脂肪初期氧化的程度[24]。图4表明，不同贮藏温度下各辐照组POV值随贮藏时间的增加而增加，且同一辐照剂量在不同贮藏时间下差异显著（P＜0.05）。4 ℃组POV值显著低于常温组（P＜0.05），说明低温可以有效减缓鲢鱼块氧化速度。除4 ℃贮藏第5天外，4 kGy和8 kGy辐照对鱼块POV值的影响均不显著 （P＞0.05）。贮藏第7d时，常温各剂量组相比第3天的POV值分别上升了0.69、0.54、0.57 g/100 g，4 ℃各剂量组相比于第3天的POV值分别上升了0.54、0.44、0.46 g/100 g；表明虽然经辐照处理后鲢鱼块POV值上升，但相较于未辐照组上升缓慢。在4 ℃贮藏时，鲢鱼块经4 kGy辐照能更好的抑制POV值的上升。而POV值与图4中TBA值在贮藏时间为7 d时的趋势不一致，原因可能与POV值不产生挥发性氧化物有关。综上，电子束辐照对鲢鱼块POV值的上升起到一定减缓作用，且采用4 kGy电子束辐照配合4 ℃贮藏其保鲜效果最佳。

图4 常温（a）和4 ℃（b）贮藏下辐照剂量对鲢鱼块POV值的影响Fig.4 Effect of different irradiation dose on POV value of silver carp cubes stored at room temperature (a) and 4 ℃ (b)

2.5 辐照剂量及贮藏温度对鲢鱼块TVB-N值的影响

肉类蛋白质被自身的酶或腐败微生物分解而产生氨或胺类等碱性含氮物质会影响TVB-N值的大小，TVB-N值含量越高说明腐败程度越大[25,26]。根据GB 10136-2015《食品安全国家标准动物性水产制品》规定，鲢鱼肉的TVB-N值≤限定值30 mg/100 g）。由 图5可知，未辐照常温组在贮藏第7天时TVB-N值达到了32.15 mg/100 g，已经超出可食用标准。在不同的贮藏温度下，4 ℃贮藏TVB-N值低于常温贮藏，辐照组相较于未辐照组其TVB-N值显著降低 （P＜0.05），但不同辐照剂量间TVB-N值差异不显著（P＞0.05）。汪经邦等的研究结果表明，微生物是食品贮藏过程中引起TVB-N值升高的主要原因，低温可有效抑制微生物的生长与繁殖从而降低鱼肉的TVB-N值[27]。随着贮藏时间的增加，各组TVB-N值均上升，但辐照组上升速度明显低于未辐照组，说明辐照可以有效抑制鲢鱼块TVB-N值的上升；该结果与郭红霞等[28]电子束辐照处理对三文鱼品质影响的研究结果相符。

图5 常温（a）和4 ℃（b）贮藏下辐照剂量对鲢鱼块TVB-N值的影响Fig.5 Effect of different irradiation dose on TVB-N value of silver carp cubes stored at room temperature (a) and 4 ℃ (b)

2.6 辐照剂量及贮藏温度对鲢鱼块质构的影响

将对照组和辐照后的鲢鱼肉在不同贮藏温度下贮藏7 d后进行质构的测定，从表1可以看出，4 kGy辐照组与未辐照组相比，硬度、弹性、咀嚼性、回复性、胶粘性差异均不显著（P＞0.05），8 kGy辐照组与未辐照组相比，硬度、咀嚼性、回复性、胶粘性差异均不显著（P＞0.05）。内聚性反映样品分子或各结构要素间的结合作用的强弱及抵抗受损保持自身完整的能力，内聚性越高，鱼肉总体越完整，咀嚼时越细腻，其口感也越好[29,30]。4 kGy辐照组内聚性低于未辐照组和8 kGy辐照组，说明未辐照组和8 kGy辐照组鲢鱼块的口感优于4 kGy辐照组。肉的硬度、咀嚼性等与肉品嫩度呈负相关[31]。8 kGy辐照组硬度、咀嚼性、低于4 kGy辐照组，说明8 kGy辐照组嫩度大于4 kGy辐照组；而8 kGy辐照组的内聚性、硬度、咀嚼性和未辐照组差异不显著（P＞0.05），综上，常温贮藏下辐照前后鲢鱼块质构品质差别不大。

由表2可知，相较于未辐照组，辐照处理对鲢鱼块质构的影响较大；辐照组间大部分指标差异显著 （P＜0.05）。硬度、弹性、咀嚼性随着辐照剂量的增加而显著增加（P＜0.05），由此可知4 kGy辐照组鲢鱼块嫩度高于8 kGy辐照组，口感更好。回复性反映样品在压缩状态下恢复原形状的能力[32]，不同辐照剂量间回复性指标没有显著性差异（P＞0.05）。鲢鱼肌肉间结合力的大小可由胶粘性来体现，胶粘性越大，剪切食物时最先感触到的抵抗力越大。胶粘性呈现出先降低后升高的趋势，8 kGy辐照组胶粘性大于4 kGy辐照组。鉏晓艳等[33]发现咀嚼度、弹性及胶粘性可作为评价电子束辐照对鱼肉样品影响的重要指标。结合表1、2可知，与常温贮藏相比，4 ℃贮藏条件下辐照剂量为4 kGy时鱼块硬度、咀嚼性、胶粘性较小，弹性较高，鱼块质地更优。因此就本实验结果而言，4 ℃、4 kGy为鲢鱼块最佳贮藏温度和最适辐照剂量。

表1 常温贮藏7 d不同辐照剂量对鲢鱼块质构的影响Table 1 Effects of different irradiation doses on the texture of silver carp cubes stored at room temperaturefor 7 days

表2 4 ℃贮藏7 d不同辐照剂量对鲢鱼块质构的影响Table 2 Effects of different irradiation doses on the texture of silver carp cubes stored at 4 ℃ for 7 days

3 结论

本文在不同辐照剂量及不同贮藏温度下处理熟制鲢鱼块，并通过测定菌落总数、pH值、TBA值、POV值、TVB-N值及质构特性等来评价其贮藏保鲜效果。结果表明，辐照可有效减少鲢鱼块中微生物的数量，且随着辐照剂量的增加灭菌效果越显著。辐照剂量为8 kGy时会降低鲢鱼块的pH值，8 kGy辐照组pH值低于4 kGy辐照组，贮藏时间为7 d时4 kGy辐照组pH值达到最高。电子束辐照处理会促进鲢鱼块TBA值的增加，抑制POV值、TVB-N值的上升，但不同辐照剂量之间差异不大。通过对鲢鱼块质构的影响可以发现，不同辐照剂量在常温贮藏下对鲢鱼块质构影响不明显；在4 ℃、4 kGy贮藏条件下，鱼块质构品质优于常温贮藏鱼块。不同贮藏温度对pH值和TBA值的影响不显著，而在4 ℃贮藏条件下，鱼肉POV值、TVB-N值、菌落总数及质构特性指标更好。综上所述，选择4 ℃、4 kGy辐照剂量为鲢鱼块最佳贮藏保鲜条件，研究结果可为水产品辐照贮藏保鲜提供理论依据。