食品輻照技術(shù)在肉制品中的應(yīng)用研究進展

扶慶權(quán)

摘要

介紹了輻照技術(shù)的定義及作用機理，討論了輻照處理對食品感官及營養(yǎng)成分的影響，重點介紹了輻照技術(shù)在肉制品中的應(yīng)用及其檢測方法，并展望了食品輻照技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞輻照；肉制品；應(yīng)用；研究進展

中圖分類號S879.2文獻標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）36-13045-02

AbstractThe definition and the mechanism of irradiation technology were introduced， and the effect of irradiation processing on sensory quality of food and nutritional ingredients was discussed， the application of irradiation technology in meat products and its measurement methods were focused on， at last the application prospects of irradiation technology were forecasted.

Key wordsIrradiation； Meat products； Application； Research advance

輻照技術(shù)是指運用χ射線、γ射線或電子高速射線輻射食品，使食品中生物體產(chǎn)生物理或化學(xué)反應(yīng)，抑制或破壞其新陳代謝和生長發(fā)育，甚至使細胞組織死亡，從而達到消毒滅菌的目的[1]。輻照常用的輻照源是60Co和137Cs產(chǎn)生的γ射線或低能加速器放射出的高能電子束。輻照技術(shù)能有效殺滅熟肉食品中的微生物，提高熟肉制品的衛(wèi)生質(zhì)量，延長食品的保質(zhì)期。食品輻照技術(shù)與傳統(tǒng)殺菌技術(shù)相比，具有節(jié)約能源、減少污染、殺菌徹底、輻照劑量可調(diào)、保持食品原有的成分和風(fēng)味、滅菌速度快、操作簡便、加工易控制、可連續(xù)加工、衛(wèi)生安全性高、無殘留、成本低、能實現(xiàn)對成品和包裝食品的處理等優(yōu)點，因此輻照技術(shù)作為一門新興的食品技術(shù)在肉制品中具有廣闊的應(yīng)用前景。

1食品輻照機理

食品輻照保藏是利用電離輻射產(chǎn)生的γ射線或電子射線對肉品或物質(zhì)進行加工處理達到保藏目的的一種方法[2]。射線在對食品照射過程中會產(chǎn)生一系列的物理化學(xué)效應(yīng)，通過引起微生物DNA、蛋白質(zhì)、脂類等有機分子中化學(xué)鍵的斷裂或者蛋白質(zhì)與 DNA 分子交聯(lián)，從而導(dǎo)致微生物細胞的死亡[3]，進而抑制腐敗或變質(zhì)來達到延長食品保質(zhì)期。

2 輻照處理對食品感官及營養(yǎng)成分的影響

2.1 輻照處理對食品感官的影響

2.1.1

色澤。輻照真空包裝的鮮豬肉能保持穩(wěn)定的微紅色， 但若在劑量過大或有氧存在時脂肪的微紅色消失而顯示出淺黃色， 且從表面不斷深入到脂肪內(nèi)部， 使肉品顏色變?yōu)榘导t色。這是因為肉品中肌紅蛋白和脂肪被氧化， 從而導(dǎo)致肉品褪色[4]。但對于經(jīng)輻照劑量輻照的臘牛肉，感官指標(biāo)并未產(chǎn)生不良影響，相反感官指標(biāo)評分比未輻照增加，輻照對臘牛肉感官指標(biāo)產(chǎn)生了正方向的影響，經(jīng)輻照后臘牛肉色澤更為誘人，風(fēng)味更佳，所以說輻照是一種對腌臘制品更有推廣意義的且較為理想的貯藏保鮮技術(shù)。

2.1.2

氣味。輻射處理會使肉品特有的香氣損失產(chǎn)生輕微的“輻照味”， 這主要是肉品中蛋白質(zhì)和氨基酸等含氮物質(zhì)經(jīng)照射后會產(chǎn)生 NH3、CO2、H2S、酰胺等有異味的分解物。脂類物質(zhì)在輻照條件下也會發(fā)生氧化產(chǎn)生羰基化合物和過氧化物等， 從而導(dǎo)致肉品酸敗、產(chǎn)生異味。扒雞在輻照后產(chǎn)生明顯的異味，并隨著貯藏時間的延長，異味逐漸變淡[5]。但采用2.5 kGy劑量輻照預(yù)冷豬肉，可在冷凍條件下儲存135 d以上，生肉無異味，炒熟后味道仍然鮮美[6]。

2.2 輻照處理對食品營養(yǎng)成分的影響

2.2.1

輻照對蛋白質(zhì)的影響。

蛋白質(zhì)分子經(jīng)輻照后會發(fā)生一定程度的變性，使原有蛋白的生物學(xué)功能喪失或食品的功能性質(zhì)發(fā)生改變。對輻照食品中蛋白質(zhì)的研究表明，經(jīng)7 kGy輻照劑量輻照的臘牛肉，其蛋白質(zhì)的損失僅為0.2%[7]；對經(jīng)過3 kGy劑量輻照的雞腿肉研究表明，輻照大大促進了蛋白質(zhì)氧化[8]。

2.2.2

輻照對脂類的影響。脂肪分子經(jīng)輻照后會發(fā)生氧化、脫氫等作用，產(chǎn)生典型的氧化產(chǎn)物、過氧化物和還原產(chǎn)物。哈益明等用1.1～4.4 kGy的輻照劑量處理冷卻肉后，其脂肪的過氧化值普遍都急劇升高，說明輻照處理會加速冷卻肉脂肪的氧化，輻照劑量越高，脂肪氧化程度越大[9]。

2.2.3

輻照對碳水化合物的影響。對于糖類化合物，在大劑量輻照過程中發(fā)生的變化主要是降解作用。輻照糖類可產(chǎn)生融點降低和旋光性改變等變化。輻解產(chǎn)物有氫氣、一氧化碳、二氧化碳、水、甲烷、甲醛、乙醛、丙酮、丙醛等[10]。輻照低聚糖和多糖，除了上面提及到的反應(yīng)外，還發(fā)生糖苷鍵的斷裂。

2.2.4

輻照對維生素的影響。

不論是水溶性維生素還是脂溶性維生素都對輻照很敏感，脂溶性維生素尤其維生素E和維生素K則更加敏感。維生素的損失程度主要取決于輻照劑量、氧氣、溫度以及食物類型等。一般說來，低溫缺氧條件和低溫密封狀態(tài)都能減少維生素的損失[11]。純維生素溶液對輻照很敏感，若與食品中其他物質(zhì)復(fù)合存在時，其敏感性也會降低。

2.2.5

輻照對水分的影響。

由于各類食品中水分含量均較高，輻照引起的其他組分的物理或化學(xué)變化，很多都是這些組分與水相互作用而產(chǎn)生的結(jié)果。輻照純水后，水的輻解中間產(chǎn)物與大部分芳香族化合物、羧酸、醛、酮、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、色素等反應(yīng)[12]，因此水分輻照后的成分是食品中最重要的因素。

3 輻照技術(shù)在肉制品中的應(yīng)用

畜禽經(jīng)宰殺、成熟和分割等不同工序產(chǎn)生的新鮮肉中，各種酶的活性較高，會出現(xiàn)自我降解現(xiàn)象。加工過程中細菌在肉表面生長繁殖，極易造成肉的腐敗。各種不同的西式和中式肉制品，如切片火腿、早餐腸、鹽水鴨、宣威火腿、金華火腿等，營養(yǎng)極其豐富，但新鮮產(chǎn)品的貨架期一般都很短[13]。近年來，人們開始對輻照在肉制品中的應(yīng)用進行大量的研究，使用低劑量輻照可以對肉制品進行有效的殺菌和抑菌，延長產(chǎn)品的貨架期。

3.1輻照技術(shù)在冷卻肉中的應(yīng)用

鮮肉營養(yǎng)豐富，在消費市場上為主打產(chǎn)品，但由于營養(yǎng)豐富，容易滋長微生物引起鮮肉的敗壞。研究表明，輻照冷卻肉具有良好的抑菌效果。白艷紅等采用電子束輻照對冷卻豬肉進行殺菌保鮮研究，結(jié)果表明，經(jīng)電子束輻照的冷卻豬肉樣品在4 ℃條件下貯藏，貨架期比對照樣品延長12 d左右；在7～10 ℃條件下保存，貨架期比對照延長9 d左右[14]。研究結(jié)果表明，電子束輻照對冷卻豬肉具有殺菌保鮮作用。Lewiss等用電子束輻照無骨無皮雞脯肉，劑量為1.0、1.8 kGy，0 ℃可貯藏28 d[15]。試驗結(jié)果表明，輻照使細菌總數(shù)降低，但隨著貯藏時間和劑量的增加，其品質(zhì)下降。

3.2輻照技術(shù)在熟肉制品中的應(yīng)用

熟肉制品的輻照可以延長貨架期，特別是低溫肉制品。劉弘等在輻照對糟制熟食的研究中發(fā)現(xiàn)，6.0 kGy輻照可使其保質(zhì)期延長10 d，8.0 kGy輻照可使保質(zhì)期延長14 d以上[16]。肖蓉等對經(jīng)7.0 kGy輻照劑量輻照的臘牛肉在輻照前后主要營養(yǎng)成分、食鹽、酸價、過氧化值及揮發(fā)性鹽基氮等理化指標(biāo)進行測定，并未產(chǎn)生不良影響，且輻照前后風(fēng)味和品質(zhì)無顯著差異，輻照后臘牛肉色澤更為理想，微生物指標(biāo)大幅度降低，延長了臘牛肉的保質(zhì)期[7]。陳秀蘭等研究表明，用大于6.0 kGy的劑量輻照采用鋁箔復(fù)合包裝并經(jīng)4 ℃低溫預(yù)處理的鹽水鵝，其貨架期可達2個月以上[17]。王克勤等研究發(fā)現(xiàn)，輻照劑量在4.0～6.0 kGy范圍內(nèi)時，經(jīng)輻照處理的碗型包裝醬汁肘的保鮮期常溫下可達2個月[18]。

4 輻照肉制品的檢測方法

4.1 氣相色譜-質(zhì)譜法

在肉品輻照中，甘油三酸酯中的酰氧鍵發(fā)生斷裂導(dǎo)致形成2環(huán)丁酮。氣象色譜-質(zhì)譜法即是在用GC法分離后，用MS法檢測輻照衍生物2環(huán)丁酮。目前，未經(jīng)輻照的食物中未能檢測出2環(huán)丁酮。GCMS法已被成功地用于檢測輻照生雞肉和豬肉品質(zhì)。

4.2 電子自旋共振波譜法

電子自旋共振波譜法主要是通過檢測輻照產(chǎn)生的自由基來對輻照食品進行鑒定。自由基的壽命很短，但如食品中存在骨頭或碎骨、纖維素等固態(tài)或干硬物成分，自由基則能為其所捕獲而穩(wěn)定。含有骨或碎骨的禽肉和魚肉輻照后在電子自旋共振光譜中能觀測到相似的信號。

4.3高效液相色譜法

常用于輻照食品檢測的鄰位酪氨酸法。一般情況下，雞肉、豬肉、牛肉和金槍魚在10.0 kGy以下劑量輻照過的產(chǎn)品可被檢測出來。雞肉在-20 ℃保藏3個月后使用10.0 kGy劑量輻照仍能測得。目前這種檢測法僅用于檢測10.0 kGy輻照的冷凍肉類。

4.4ATP快速發(fā)光檢測法

生物發(fā)光法檢測技術(shù)是20世紀80年代以來誕生的一種新型的安全檢測技術(shù)，由于速度快、靈敏度高、設(shè)備簡單以及具有極好的可擴展性，得到了快速發(fā)展。生物發(fā)光檢測方面，主要的方法為ATP酶法。ATP存在于從微生物到高等動物的所有生物體中，它在細胞體內(nèi)主要作用是提供能量。鑒于ATP存在于所有生物體中，所以通過檢測ATP，可以間接證明生物體的存在。目前這一技術(shù)己經(jīng)應(yīng)用于雞肉、豬肉、牛肉的菌落數(shù)估算等。

4.5革蘭氏陰性菌法

該方法是通過微生物篩選輻照的食品，主要檢測樣品中的革蘭氏陰性菌含量和樣品中菌體毒素含量。該方法已成功應(yīng)用于新鮮的整禽或胸脯、腿、翅膀等器官的鑒別。

5 展望

食品工業(yè)是整個工業(yè)中與國計民生關(guān)系最重大的產(chǎn)業(yè)，是世界各國銷售額最大的產(chǎn)業(yè)之一，尤其肉類工業(yè)在我國國民經(jīng)濟中占有重要位置。食品安全是人類生存永恒的主題，是人民生活質(zhì)量提高的標(biāo)志。一方面要加強輻照食品的宣傳，提高輻照食品的接受性，加快制定行業(yè)標(biāo)準和法規(guī)，以便更好地推廣和應(yīng)用食品輻照技術(shù)；另一方面加強行業(yè)自身規(guī)劃和管理，為輻照食品發(fā)展創(chuàng)造良好條件，使科研在輻照食品技術(shù)應(yīng)用中發(fā)揮更有效的作用。輻照食品的衛(wèi)生安全性已被世界公認，而且輻照能殺死肉制品中的各種致病菌，對肉制品的營養(yǎng)成分破壞小，在降低食品貯藏中的損耗、延長食品的貨架期等方面已經(jīng)顯示出其優(yōu)越性，故輻照技術(shù)在畜禽肉制品中的應(yīng)用研究方興未艾。隨著國民食品安全意識的提高，輻照食品在我國的市場前景將十分廣闊。

參考文獻

[1]

劉言寧，楊瑞金，伍玉潔.熟制對蝦蝦仁的輻照保鮮[J].貯運與保鮮，2005，31（9）：113-117.

[2] 徐昆龍，肖蓉.輻照保鮮技術(shù)及其在動物性食品中的應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技，2005，26（5）：179-181.

[10] ICGFI Training Manual on Operation of Food Irradiation Facilities[M].Vienna，1992.

[11] 王鋒，哈益明，周洪杰，等.輻照對食品營養(yǎng)成分的影響[J].食品與機械，2005，21（5）：45-48.

[12] 李承華.輻射技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：原子能出版社，1988.

[13] 周麗萍，牛廣財，李鉉軍，等.輻照技術(shù)在食品中的應(yīng)用[J].延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)學(xué)報，2004，26（1）：54-57.

[14] 白艷紅，李全順，毛多斌，等.電子束輻照對冷卻豬肉殺菌保鮮效果的研究[J].輻射研究與輻射工藝學(xué)報，2009，27（2）：89-93.

[15] LEWIS S J，VELASQUEZ A，CUPPETT S L，et al.Effect of electron beam irradiation on poultry meat safety and quality[J].J of Poultry Science，2002，81（6）：896-903.

[16] 劉弘，陳敏，徐志成.輻照糟制熟食保鮮的效果研究[J].上海預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，1998（9）：405-407.

[17] 陳秀蘭，曹宏，包建忠，等.鵝肉制品的輻照保質(zhì)研究[J].核農(nóng)學(xué)報，2005，19（5）：371-374.

[18] 王克勤，陳靜萍，李文革，等.碗形包裝醬汁豬肘方便菜的輻射保藏[J].核農(nóng)學(xué)報，2005，19（4）：301-303.

[3] 楊學(xué)先.核農(nóng)學(xué)大事記[J].核農(nóng)學(xué)通報，1995，16（2）：96-99.

[4] 韓晶，李開雄，李麗華.食品輻照技術(shù)的特性及在肉制品中的應(yīng)用研究[J].肉類研究，2009（1）：57-62.

[5] 胡鵬，張奇志，鄧鵬，等.輻照對扒雞氨基酸及感官品質(zhì)的影響[J].核農(nóng)學(xué)報，2011，25（3）：506-509.

[6] 宮春波，謝麗源.輻照肉類保質(zhì)的研究進展[J].肉類工業(yè)，2002（8）：31-33.

[7] 肖蓉，徐昆龍，彭偉國，等.輻照保鮮對臘牛肉品質(zhì)影響的初探[J].食品科技，2004（8）：74-76.

[8] XIAO S，ZHANG W G，LEE E J，et al.Effects of diet，packaging，and irradiation on protein oxidation，lipid oxidation，and color of raw broiler thigh meat during refrigerated storage[J].Journal of Food Science，2004，76：612-617.

[9] 哈益明，王鋒，李淑榮，等.輻照處理對冷卻肉脂肪氧化影響的研究[J].食品科學(xué)，2004，25（11）：303-306.