电子束辐照对真空包装冷鲜猪肉品质的影响
冯晓琳 王晓拓 王丽芳 王志东(中国农业科学院农产品加工研究所 农业部农产品加工综合性重点实验室)
摘要 为研究电子束辐照对冷鲜猪肉品质的影响,以真空包装探究冷鲜猪肉用电子束(1.9,3.8,5.6 kGy)辐照后理化指标(TBARS 值、酸价、颜色、保水性)和感官特性在贮藏温度4 ℃条件下的变化情况。结果表明:随着辐照剂量的增加,真空包装冷鲜猪肉的脂肪氧化程度未发生显著变化;辐照后,冷鲜猪肉的酸价降低,感官品质优于未辐照组,然而其保水性降低,并出现明显异味。随着贮藏时间的延长,辐照异味有所降低。综合考虑各项指标,低剂量的电子束辐照对真空包装冷鲜猪肉影响较小。用1.9 kGy 的电子束辐照,真空包装冷鲜猪肉的品质最优。
关键词电子束; 真空包装; 冷鲜猪肉; 品质
目前中国畜禽肉类生产量约占世界生产总量的27%,是全球肉类产销总量最多的国家,其中猪肉占总生产量的47%。市场上销售的生猪肉主要有冷冻肉、热鲜肉和冷鲜肉。与冷冻肉、热鲜肉相比,冷鲜肉作为新型肉类品种,具有肉嫩味美、便于切割等优点, 赢得了消费者特别是城市居民的认同。冷鲜肉在屠宰、分割以及其它加工过程中,极易受到沙门氏菌、大肠杆菌、李斯特菌等致病菌污染。迫切需要寻找一种可有效杀菌以延长货架期的新型保鲜技术。
有“冷杀菌技术”之称的辐照技术,能够有效杀灭肉品内部的微生物, 被认为是提高肉及肉制品卫生安全性、延长保质期最有效的方法之一。Robert 等报道用3 kGy 辐照鲜牛肉,在4 ℃条件下可以贮藏42d,而未经辐照的鲜牛肉贮藏7 d 时已经腐败。Luchsinger 等报道3.85 kGy 的电子束辐照可有效杀灭肉中的沙门氏菌、大肠杆菌等致病微生物。实际用于辐照杀菌的射线有γ 射线和能量在10 Mev 或其以下的电子束。与γ射线相比,电子束辐照高脂、高蛋白食品时,辐照异味低。此外,由于电子束辐照具有无放射性废物、高剂量率和消费者易接受等优点,在生产中越来越受到人们的重视。
电子束辐照对肉品品质会产生一定影响。Lewis 用1.0 kGy 和1.8 kGy 电子束辐照脱骨去皮鸡肉,0 ℃条件贮藏28d 后,辐照样品的质构、风味和总体可接受程度均下降,且随着贮藏时间的延长和辐照剂量的升高,脂肪氧化程度增加。Petter 发现5 kGy 和10 kGy 电子束辐照加速了牛肉饼的脂肪氧化,牛肉饼色泽劣变严重,绿/红值降低。姚周麟研究表明电子束辐照使鱿鱼丝的酸价增加,品质变差。
为此,本研究以真空包装探究冷鲜猪肉低剂量(1.9,3.8,5.6 kGy)电子束辐照后品质的变化,为电子束辐照在冷鲜猪肉的应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
原料肉:里脊肉。
包装材料:聚乙烯包装袋,透氧率为15.5 cc/m2/24h/25 ℃/atm。
试剂:三氯乙酸、盐酸、2-硫代巴比妥酸、三氯甲烷、EDTA、乙醚、乙醇、氢氧化钾、酚酞,均为分析纯试剂。
1.2 仪器与设备
CR-400 色差计;T6 新世纪紫外-可见分光光度计,AC120S 精密天平;真空包装机;恒
温水浴锅;TGL-16M 高速台式冷冻离心机; 冰箱。
1.3 样品处理
将从肉联厂购买的冷鲜猪肉(去除筋腱、筋膜等)分别切成肉块和搅成肉糜, 采用真空包装样品,并以普通包装(空气)作为对照组。其中,真空包装聚乙烯袋的抽真空时间30 s,抽气压强0.1MPa。肉块切成5cm×3 cm×1.5 cm 大小,测定保水性、色差,并做感官评价。对肉糜进行TBARS、酸价测定。
1.4 电子束辐照
采用FZ-10/15 型高能电子加速器,能量10MeV。设计剂量为0.0,2.0,4.0,6.0 kGy,经重铬酸银剂量计标定,实测剂量为0.0,1.9,3.8,5.6 kGy。辐照后将样品放入4℃冰箱贮藏。
1.5 指标测定
1.5.1 TBARS 值 参照林若泰的方法并稍作改进。取10g肉样研细,加50 mL 17.5%三氯乙酸
(含0.1%EDTA),振摇30 min,用双层滤纸过滤两次。取5mL 上清液,加入5 mL 0.02 mol/L 2-硫代巴比妥酸溶液,沸水浴中保温40 min,取出冷却,以2000r/min 离心5min,上清液中5 mL 氯仿,摇匀。静置分层后取上清液分别在波长532 nm和600nm 处比色,记录消光值。用以下公式计算
TBA 值。
TBA(mg/100g)=(A532-A600)/155×(1/10)×72.6×100 (1)
式中,A532———上清液在532 nm 处的吸光值;A600———上清液在600 nm 处的吸光值。
与TBA 反应的物质的质量(TBARS)以每kg肉中丙二醛(MDA)的质量(mg)来表示。
1.5.2 酸价 冷鲜猪肉中油脂的提取参照《GB/T5009.44-2003 方法》。提取的油脂酸价的测定参照《GB/T5009.37-2003》。
1.5.3 色差的测定 用CR-400 色差仪测定里脊肉表面的亮度值L*、绿/红值a*、蓝/黄值b*。其中,a* 表示有色物质的红绿偏向,a* 越大越偏向红色。
1.5.4 持水性的测定 冷鲜肉(精确称质量m1,g)置于底部垫有纱布的50 mL 离心管中,在2 000g,4 ℃下离心20 min 后称质量(m2,g)。将离心后的样品置于烘箱中105 ℃下烘制恒重, 测定除去水分后的肌肉质量(m3,g)。持水率计算公式:
持水率(%)=(m2-m3)/(m1-m3)×100% (2)
1.5.5 感官评定 邀请9 名从事本专业方向的评价员组成评价小组。将样品打乱编号,评价员对贮藏期间冷鲜肉的肉色、气味和组织状态进行评定。每部分得分采用9 分制,得分越高感官评价越好。总分27 分,由各部分相加而得。具体评分细则见表1。
表1 感官评价表
项目 | 评价指标 | 得分 |
气味 | 具有鲜猪肉正常的气味,无辐照味。 | 6~9 |
肉表层能嗅到轻微的氨味、酸味或酸霉味深层没有腐败的气味。 | 3~6 | |
深层有腐臭气味,有严重的不可接受的辐照异味。 | 0~3 | |
外观 | 表面有一层微干或微湿的外膜,成暗灰色,有光泽,切断面稍湿、不黏手。 | 6~9 |
表面有一层风干或潮湿的外膜,呈暗灰色,无光泽,切断面的色泽较暗,有黏性。 | 3~6 | |
表面外膜极度干燥,呈灰色或淡绿色,发黏并有霉变现象,切断面暗灰或淡绿色。 | 0~3 | |
质地 | 切断面上的肉是致密的,手指压下去的小窝可以迅速恢复原状。 | 6~9 |
肉质较柔软,手指压下去小窝不能立即恢复原状。 | 3~6 | |
失去弹性,有不同程度的腐烂,手指可穿刺。 | 0~3 | |
总分 | 0~27 |
1.6 数据分析
每组试验均重复3 次,取平均值,结果以“平均值±标准差”的形式表示。使用SAS(9.2)软件对数据进行统计分析,采用LSD 法做多重比较。
2 结果与分析
2.1 电子束辐照对脂肪氧化的影响
如图1 所示:在真空条件下,辐照组冷鲜里脊肉的MDA 含量低于0 kGy 时的MDA 含量。随着辐照剂量增加,MDA 含量未发生明显的变化(P>0.05)。这可能是因为电子束是高能电子流,带负电荷,具有一定还原性,自身的还原作用抑制了脂肪的氧化,使得辐照组冷鲜肉脂肪氧化程度低于未辐照肉。此外,辐照诱导脂肪产生自由基,自由基的产生需要有氧的参与。真空的条件下氧气含量几乎为零,这使辐照对冷鲜里脊肉脂肪氧化影响不明显。对照组,随着辐照剂量的增加,脂肪氧化程度加深。贮藏3d 后,对照组冷鲜肉脂肪氧化程度显著高于真空包装(P<0.05)。1.9 kGy 的辐照剂量,脂肪氧化程度最浅,冷鲜猪肉品质最佳。
2.2 电子束辐照对冷鲜里脊肉脂肪酸价的影响
酸价可衡量油脂中游离脂肪酸的含量,反映油脂品质的优劣。肉制品中的游离脂肪酸主要来自于脂肪的水解以及脂肪氧化过程中产生的一些低分子脂肪酸。从图2可以看出,贮藏3d 后,与未辐照0 kGy 相比,冷鲜肉电子束辐照后酸价明显较低,即油脂质量优于普通包装的未辐照样品。贮藏到第9 天时,对照组经0,1.9,3.8 kGy 电子束辐照,冷鲜里脊肉的酸价分别是4.84,4.12,3.32mg/g, 而同剂量条件下真空包装冷鲜猪肉的酸价分别是2.50,2.57,2.46 mg/g。可见经电子束辐照后,真空包装油脂的品质得到改善。

图1 电子束辐照剂量对冷鲜猪肉贮藏期间MDA 的影响
2.3 电子束辐照对冷鲜里脊肉颜色的影响
电子束辐照后,冷鲜猪肉的亮度值L* 和黄度值b* 没有规律性变化,而其绿/红值a* 如表2 所示:在试验范围,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。这可能是因为肉色的变化主要由冷鲜肉中肌红蛋白分子决定。肌红蛋白分子,特别是铁原子对环境变化和能量增大非常敏感。电子束处理剂量越高,传递给冷鲜肉的能量就越高,肉色变化越明显。在贮藏时间、辐照剂量相同的条件下,真空包装冷鲜猪肉的a* 高于对照组,可见这种鲜艳的红色可能不是氧合型肌红蛋白所致,这是因为真空包装下袋内的氧分压很低。Nam KC 等研究表剂量明肉的辐照可降低氧化-还原电位(ORP),并产生气体成分CO,可作为肌红蛋白的第6位配位基。辐照增加红度值a* 主要是因为ORP 值的降低和羧基肌红蛋白的形成。

图2 电子束辐照剂量对冷鲜猪肉贮藏期间酸价的影响
2.4 电子束辐照对冷鲜肉保水性的影响
两种包装方式下,与未辐照冷鲜肉相比,辐照降低了肉的保水性。这与Mehio 的研究结果一致。这可能是因为辐照改变了肌肉蛋白质的二级和三级结构,从而影响肌肉组织的保水能力。真空包装的条件下,电子束辐照后,冷鲜猪肉的保水性随着辐照剂量的增加逐渐降低。用1.9 kGy 和3.8 kGy电子束辐照后, 冷鲜猪肉的保水性未随着贮藏时间的延长发生显著变化(P>0.05)。
表2 电子束辐照剂量对冷鲜猪肉贮藏期间a* 的影响
包装方式 | 剂量/kGy | 贮藏时间/d | |||
0 | 3 | 6 | 9 | ||
真空 | 0 | 13.17±0.35cA | 13.74±0.18aA | 12.37±0.65bA | 13.53±0.90aA |
1.9 | 13.45±0.63bcB | 15.49±0.14aA | 13.63±0.10abAB | 14.87±0.12aB | |
3.8 | 14.19±0.13aA | 14.28±0.16aA | 12.83±0.14abB | 14.02±0.40aA | |
5.6 | 15.59±0.14aA | 14.66±0.75aA | 14.44±0.74aA | 14.69±0.02aA | |
普通 | 0 | 10.66±0.35bA | 11.76±0.14aA | 10.97±0.68bA | 11.93±0.17aA |
1.9 | 11.37±0.36bA | 11.41±0.12aA | 12.70±0.13abA | 11.65±0.38aA | |
3.8 | 11.96±0.17abA | 13.67±0.16aA | 13.56±0.66aA | 11.99±0.24aA | |
5.6 | 13.17±0.48aA | 13.50±0.75aA | 13.60±0.05aA | 12.02±0.15aA |
注:每列不同小写字母代表在5%水平下差异显著,每行不同大写字母代表在5%水平下差异显著。
表3 电子束辐照剂量对冷鲜猪肉贮藏期间保水性(%)的影响
包装方式 | 剂量/kGy | 贮藏时间/d | |||
0 | 3 | 6 | 9 | ||
真空 | 0 | 81.82±0.38aA | 86.99±1.37aA | 80.98±0.01aA | 82.15±0.21aA |
1.9 | 79.59±0.39abA | 79.33±1.14bA | 77.23±1.24abA | 75.06±0.19bA | |
3.8 | 77.83±0.34abA | 73.84±0.76cA | 75.67±0.05bA | 76.20±0.13bA | |
5.6 | 69.96±0.17bBC | 65.34±0.15dc | 70.76±0.18cB | 76.00±0.47bA | |
普通 | 0 | 89.36±1.58aA | 85.26±0.18aAB | 84.30±0.30aAB | 82.04±0.26aB |
1.9 | 76.84±0.95bB | 77.06±0.77aAB | 83.30±0.95aB | 76.4±0.29aB | |
3.8 | 78.87±0.16bA | 76.51±0.69aA | 81.30±1.62aA | 75.41±0.24aA | |
5.6 | 77.17±3.2bAB | 77.84±0.36aAB | 75.53±0.18aB | 83.06±0.55aA |
注:每列不同小写字母代表在5%水平下差异显著,每行不同大写字母代表在5%水平下差异显著。
2.5 电子束辐照对冷鲜里脊肉感官的影响
从表4 可以看出,在贮藏初期,冷鲜肉经低剂量(1.9,3.8,5.6 kGy)电子束辐照后,辐照异味有所增加,这是影响冷鲜肉感官评分相对于未辐照冷鲜肉较低的重要原因。随着贮藏时间的延长,辐照异味逐渐降低,贮藏到第6 天时,无论是真空包装还是对照组,经电子束辐照后冷鲜猪肉的感官评分均超过未辐照肉。用1.9 kGy 的电子束辐照真空包装冷鲜肉,贮藏期间的感官评分均高于其它剂量组及对照组。贮藏9 d 时其感官评分高于对照组贮藏6 d 时相同剂量下的感官评分。这说明经合适剂量的电子束辐照, 真空包装冷鲜猪肉的品质有所改善。
表4 各组在贮藏期间感官评分
包装方式 | 剂量/kGy | 贮藏时间/d | |||
0 | 3 | 6 | 9 | ||
真空 | 0 | 25.1±0.8Aa | 21.3±1.2aB | 17.1±0.6cC | 16.8±0.8aC |
1.9 | 22.0±1.6abA | 22.0±0.6aA | 21.0±0.6aAB | 18.3±1.1aB | |
3.8 | 20.3±1.5bA | 20.4±0.2aA | 19.8±1.1abA | 19.2±0.9aA | |
5.6 | 21.0±0.5bA | 19.5±1.3aA | 18.7±1.1bA | 19.0±1.6aA | |
普通 | 0 | 24.5±0.6aA | 20.1±0.4bB | 15.2±0.2bc | 11.5±0.4cD |
1.9 | 21.5±0.4bA | 21.5±0.2aA | 18.0±0.6aB | 16.7±0.8bC | |
3.8 | 20.1±0.8cA | 20.1±0.1aA | 18.7±0.2aB | 17.3±0.7abB | |
5.6 | 18.5±0.4dA | 18.4±0.4cA | 18.0±0.6aA | 18.7±0.7aA |
注:每列不同小写字母代表在5%水平下差异显著,每行不同大写字母代表在5%水平下差异显著。
3 结论
1)电子束辐照可以提高冷鲜猪肉贮藏期间的油脂品质,并且随着贮藏时间的延长,真空包装冷鲜猪肉电子束辐照后油脂品质优于对照组。其酸价降低,冷鲜猪肉颜色更加鲜艳,出现异味,然而均优于对照组。
2)低剂量电子束辐照未加速真空包装冷鲜猪肉的脂肪氧化,其中1.9 kGy 剂量的电子束辐照冷鲜猪肉的品质最优。
3)贮藏初期,随着辐照剂量增高,冷鲜猪肉的异味增加。随着贮藏时间的延长,辐照异味逐渐降低。电子束辐照后,冷鲜猪肉的感官品质逐渐优于未辐照肉的感官品质, 且真空包装冷鲜猪肉的感官评分明显高于对照组。辐照异味的产生与变化不仅与脂肪氧化有关, 还可能与蛋白质在辐照及贮藏期间的变化相关, 这需要探究辐照异味产生的机理。
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