電子束輻照對冷鮮雞相關品質的影響研究

翟建青,韓 燕,肖 歡,高玉時,束婧婷,蔣云升,賴宏剛,曹 宏,*

(1.江蘇里下河地區農業科學研究所,江蘇揚州 225007;2.江蘇省家禽科學研究所,江蘇揚州 225125;3.揚州大學旅游烹飪學院,江蘇揚州 225127)

雞肉作為白肉的一種,因富含維生素、人體不可缺少的微量元素和肌苷酸(IMP)等鮮味物質,并具有高蛋白質、低脂肪、低熱量、低膽固醇等營養特點,已成為世界上僅次于豬肉的第二肉品[1],2013年4月因禽流感爆發,為防控禽流感疫情,許多大城市關閉部分或全部活禽交易市場,同時現宰雞在宰殺、流通及銷售過程中極易感染沙門氏菌、大腸桿菌等致病菌,熱鮮雞慢慢被冷鮮雞取代已成為雞肉消費的主要趨勢[2-3]。冷鮮雞是指檢疫后的活雞經屠宰并迅速冷卻,使雞胴體中心溫度保持在0～4 ℃,然后進行分割、修整、包裝,并在后續的貯存、運輸和銷售過程中始終保持在0～4 ℃范圍內的冷鮮雞肉[4]。冷鮮雞供應鏈包括生產商(養殖場)、供應商(屠宰場)、物流商、零售商多個冷鏈環節,屠宰后冷鮮雞,經歷僵直期、后熟期、自溶期、腐敗期,發生一系列的生化反應,導致品質發生變化[5],貨架期短成為制約其產業的技術瓶頸[6-7]。

食品輻照技術是20世紀發展起來的一種“冷殺菌”技術,在常溫下對食品進行物理殺菌的高效、節能、安全的綠色加工方法,可達到提高食品衛生質量和延長貨架期的目的[8-9]。韓燕、曹宏、Soares M等研究表明[10-12],2.5 kGy鈷源輻照處理冷鮮雞可明顯改變衛生狀況、延長保鮮期。由于冷鮮雞要求環境溫度控制在4 ℃以下,鈷源輻照處理相對時間較長,電子束輻照速度快、時間短,較易實現低溫快速批量輻照[13]。目前有關加速器輻照處理冷鮮雞報道較少,為解決冷鮮雞需低溫快速批量輻照要求,本實驗以加速器為輻照源,通過輻照后冷鮮雞在4、15 ℃下貯存與未輻照冷鮮雞4 ℃下貯存微生物變化與相關品質結果分析,以期建立品質和衛生共贏的冷鮮雞輻照滅菌工藝,為冷鮮雞商業化輻照保鮮提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷鮮雞 江蘇省家禽科學研究所提供;PE食品包裝袋 揚州包裝材料廠;平板計數培養基 青島海博生物技術有限公司;伊紅美藍瓊脂培養基 青島海博生物技術有限公司。

10 MeV/20 kW高能電子加速器 揚州揚?？萍加邢薰?PYX-DHS.500BS型隔水式電熱恒溫培養箱 上海躍進醫療器械有限公司;YX280B型手提式不銹鋼壓力蒸汽滅菌鍋 上海三申醫療器械制造有限公司;SW-CJ-1F型單人雙面凈化工作臺 蘇州凈化設備有限公司;DQB-36型多功能真空包裝機 上海青葩食品包裝機械有限公司;pHSJ5型pH計 上海雷韻實驗儀器制造有限公司;C-LM3型肌肉嫩度儀 北京天翔飛域儀器設備有限公司;YYW-2型壓力儀 上海樂傲實驗儀器有限公司;TC.PIIG型全自動色差計 北京奧依克光電儀器有限公司;UV757CRT型紫外可見分光光度計 上海精密儀器儀表有限公司;BCD-251WDBD型電冰箱 青島海爾股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 冷鮮雞樣品的預處理 活雞經放血、褪毛、凈膛后,整只光雞淋洗、瀝干,在1 h內將其中心溫度冷卻至0～4 ℃后進行真空包裝。

1.2.2 輻照處理 根據國家標準《輻照冷凍包裝畜禽肉類衛生標準》規定[14]:輻照冷凍包裝畜禽類的平均吸收劑量不大于2.5 kGy,吸收劑量的不均勻度≤2.0要求,并參考相關研究[10-12],將冷鮮雞樣品按平均吸收劑量2.5 kGy進行輻照處理。電子束輻照在揚州揚?？萍加邢薰靖吣茈娮蛹铀倨魃线M行,采用束流1600 uA、速度133 mm/s雙面輻照。

1.2.3 冷鮮雞樣品的貯存 將輻照后冷鮮雞分別置于4、15 ℃下貯存待測。對照樣品為未輻照處理并于4 ℃下貯存的冷鮮雞。根據冷鮮雞生產經營衛生規范[4]規定的保質期不超過6 d的標準,分別于1、3、6、7 d取樣測定相應指標。

1.2.4 指標測定方法

1.2.4.1 菌落總數測定 在無菌室取冷鮮雞胸部肉、腹部肉和腿部肉各100 g左右,用經過滅菌消毒過的絞肉機絞碎制成肉樣,取肉樣25 g置于225 mL無菌生理鹽水的密閉錐形瓶中,60 r/min搖動30 min,靜置1 min后吸取上清液,按平板計數法測定細菌菌落總數[15]。

1.2.4.2 大腸菌群測定 以無菌操作取肉樣25 g,置于225 mL無菌生理鹽水的密閉錐形瓶中,均質并稀釋后進行乳糖發酵實驗,將產氣發酵管接種伊紅美藍瓊脂培養基上,觀察菌落形態并做革蘭氏染色和驗證實驗[16]。

1.2.4.3 TVB-N值的測定 取肉樣剪碎,稱取10 g,置于錐形瓶中,加100 mL蒸餾水,搖蕩混勻,浸漬30 min后過濾,取濾液按半微量凱氏定氮法測定[17]。

1.2.4.4 游離氨基酸的測定 委托江蘇省理化測試中心依據GB/T5009.124-2003《食品中氨基酸的測定》標準進行檢測。

1.2.4.5 系水力的測定 取樣器取0.5～1.0 g雞肉樣,在電子分析天平(精確到0.0001 g)稱重,置于2層醫用紗布之間,上下各墊18層濾紙,用壓力儀加壓35 kg,保持5 min后再稱雞肉重[18]。系水力=(肌肉加壓前重量-肌肉加壓后重量)/肌肉加壓前重量。

1.2.4.6 pH的測定 將pHSJ5型pH計探頭插入肌肉內測定pH,每個肉樣測定3次計算平均值。

1.2.4.7 嫩度的測定 以剪切力表示,取新鮮胸肌與腿肌各1塊,沿肌纖維方向修成寬1.0 cm、厚0.5 cm長條肉樣,在C-LM2型肌肉嫩度儀測定剪切力值,重復三次計算平均值。

1.2.4.8 色度測定 參照徐吉祥[19]、Honikel[20]的方法進行,取2 cm×1 cm×1 cm冷鮮雞胸肉,進行L*值、a*值與b*值測定。

1.3 數據處理

采用Data Processing System軟件進行數據處理、分析,顯著水平取p<0.05(差異顯著)。

2 結果與分析

2.1 冷鮮雞貯存期菌落總數的變化

由表1可知,4 ℃貯存1～7 d經輻照處理后的冷鮮雞細菌菌落總數顯著低于對照,但在15 ℃貯存條件下,輻照處理的冷鮮雞細菌菌落總數在第1～6 d略低于對照,第7 d時與對照相近。輻照劑量是影響殺菌效果的因素之一,2.5 kGy輻照劑量屬于低劑量處理,該劑量可規避因輻照劑量增加帶來異味的不足[22],本實驗采用2.5 kGy電子加速器輻照冷鮮雞,與韓燕、曹宏、Soares M等研究[10-12]2.5 kGy鈷源輻照處理冷鮮雞可明顯改變衛生狀況、延長貯存期結果相一致。

表1 冷鮮雞菌落總數隨貯存時間的變化lg(CFU/g))Table 1 Changes of TVC in cold fresh chicken during storage(lg(CFU/g))

2.2 冷鮮雞貯存期大腸菌群菌落總數的變化

由表2可知,未經輻照處理的冷鮮雞在第1 d大腸菌群為680 MPN/g,電子束輻照后的冷鮮雞在第1 d大腸菌群已為<3 MPN/g(未檢出),在整個貯存期內,未經輻照處理的冷鮮雞大腸菌群在不斷增加,電子束輻照后4、15 ℃貯存冷鮮雞大腸菌群均未檢出,說明2.5 kGy輻照劑量對冷鮮雞大腸菌群有殺滅效果。這與哈益明等[23]研究,γ射線輻照冷卻雞,劑量為1.2 kGy時,大腸桿菌致死率達99.74%,殺滅較高含菌量的大腸桿菌也只需較低的輻照劑量結果相一致。

表2 冷鮮雞大腸菌群隨貯存時間的變化(MPN/g)Table 2 Changes of coliform group in cold fresh chicken during storage(MPN/g)

2.3 冷鮮雞貯存期揮發性鹽基氮的變化

揮發性鹽基氮(TVB-N)值是反映生肉食品中堿性揮發性含氮物含量的一項指標,富含蛋白質的食品在貯存過程中會因為微生物和內源酶的共同作用,出現蛋白質分解而產生胺類以及氨等堿性含氮物質,TVB-N值升高,降低肉品新鮮度的現象。我國的食品安全標準規定其限值為≤15 mg/100 g[21]。從表3可知,三種不同處理方式冷鮮雞貯存期TVB-N值,均有升高趨勢。經電子束輻照處理后,4 ℃貯存時,TVB-N值升高趨勢相對緩慢,第7 d僅為7.1 mg/100 g。經電子束輻照處理后,15 ℃貯存時,與未輻照4 ℃貯存冷鮮雞TVB-N值相比差異不顯著,第7 d時均接近我國的食品安全標準規定其限值,第3 d開始與電子束輻照處理4 ℃貯存條件相比TVB-N值明顯增加,且差異顯著。

表3 冷鮮雞揮發性鹽基氮隨貯存時間的變化(mg/100 g)Table 3 Changes of TVB-N value in cold fresh chicken during storage(mg/100 g)

2.4 輻照對冷鮮雞氨基酸含量的影響

表4為4 ℃貯存冷鮮雞委托江蘇省理化測試中心第3 d檢測結果。與對照組相比,經過輻照處理的冷鮮雞肉中多種游離氨基酸明顯增加,氨基酸總量增加了62.75%,說明輻照處理會使附在蛋白質上的氨基酸剝離為游離氨基酸。但含硫氨基酸(胱氨酸、蛋氨酸)的含量并沒有出現明顯的變化,輻照并沒有引起雞肉中含硫氨基酸的分解或者氧化,這與Ahn D U[24]認為含硫氨基酸側鏈反應可能是輻照異味的主要來源的結果不一致,可能因為低溫、低劑量電子加速器輻照處理等原因,這一問題仍有待于進一步的探究。

表4 冷鮮雞輻照后氨基酸含量的變化Table 4 Effect of E-beam irradiation on contents of amino acid in cold fresh chicken during storage

蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、亮氨酸和組氨酸這8種人體必需的氨基酸的含量均有所增加,其中蘇氨酸、蛋氨酸增幅較明顯。天門冬氨酸、組氨酸和谷氨酸這些與鮮度有關的氨基酸均明顯增加。從氨基酸營養學角度分析,電子束輻照處理,能夠使雞肉中的多種游離氨基酸總量增加,且與鮮度有關的氨基酸含量明顯增加。這說明電子束輻照在提高冷鮮雞衛生狀況時,還能提高冷鮮雞肉的營養價值,并提高雞肉的鮮度。

2.5 冷鮮雞貯存期系水力的變化

肌肉中水分主要以結合水、不易流動水及自由水三種形式存在,度量肌肉的系水力主要取決于肌細胞內,肌原纖維及膜之間的不易流動水。系水力直接影響肌肉的熟肉率、風味、營養成分、多汁性等食用品質,低系水力意味鮮肉的液體外流,養分和風味的損失[25]。由表5可以看出,未輻照4 ℃貯存、電子束輻照后15 ℃貯存冷鮮雞系水力隨貯存期延長而下降,雞肉結構因為微生物作用發生酶性分解,致使肌纖維的形態改變,結構松散,引起系水力下降所致。輻照后4 ℃貯存系水力保持不變,與輻照后15 ℃貯存冷鮮雞系水力相比差異不顯著,與未輻照4 ℃貯存冷鮮雞系水力相比除第3 d外差異均顯著,推測微生物活動是引起系水力下降的主要因素,電子束輻照后4 ℃貯存微生物變化不大,系水力比較穩定。

表5 冷鮮雞系水力隨貯存時間的變化Table 5 Changes of water holding capacity in cold fresh chicken during storage

2.6 冷鮮雞貯存期pH的變化

pH是判斷肉品新鮮度的一項重要指標,冷鮮肉鮮度標準:pH超過6.7是變質肉,pH6.3～6.6是次鮮肉,pH5.8～6.2是新鮮肉[26]。因蛋白質在細菌的作用下被分解成氨和胺類等堿性物質,溫度高,也會促進含氮物質分解,使pH不斷上升。表6可以看出,由于實驗期短僅為7 d,在貯存期內不同處理方式冷鮮雞間pH差異不大,變化范圍在5.69～5.95,符合新鮮肉要求。

表6 冷鮮雞pH隨貯存時間的變化Table 6 Changes of pH value in cold fresh chicken during storage

2.7 冷鮮雞貯存期嫩度的變化

肉的嫩度決定肉在食用時的口感,是反映肉質地的指標,通常以剪切力值來表示嫩度。剪切力值越低,表示肌肉越嫩。由表7中數據可以看出,不同處理方式隨貯存期延長嫩度均有下降趨勢,可能是雞肉自溶導致剪切力值減小的原因;在第1 d電子束輻照后的冷鮮雞剪切力值為1.34 kg·f,低于未輻照冷鮮雞1.48 kg·f,這種差異在整個貯存期,電子束輻照后的冷鮮雞剪切力值均低于未輻照冷鮮雞差異顯著,這說明輻照有提高冷鮮雞肉質的嫩度的作用。

表7 冷鮮雞嫩度隨貯存時間的變化(kg·f)Table 7 Changes of shearforce in cold fresh chicken during storage(kg·f)

2.8 冷鮮雞貯存期色澤的變化

肉品顏色決定了消費者對肉及肉制品的第一印象,直接影響著肉的商品價值,肉的色澤主要取決于肌肉中的肌紅蛋白與血紅蛋白等有色物質的含量,肌紅蛋白約占肉中色素的80%～90%[28]。明度L*越大,說明肉的光澤度越好。a*代表紅綠軸上顏色的飽和度,其中-a*為綠,+a*為紅[26];b*代表藍黃軸上顏色的飽和度,其中-b*為藍,+b*為黃[26]。

由表8中可以看出,L*值隨著貯存期的延長有增加趨勢,這可能是因為本實驗檢測最長貯存期只有7 d,同時經過真空處理,減少了高鐵肌紅蛋白的形成。4 ℃貯存第1 d,電子束輻照冷鮮雞L*值58.64顯著高于未輻照冷鮮雞L*值52.27,說明輻照顯著提高了冷鮮雞L*值,與吳慶等[13]研究輻照導致火腿L*值增加結果相一致。在同一貯存期電子束輻照都比未輻照冷鮮雞L*值高且差異顯著;同樣經過電子束輻照4 ℃貯存比15 ℃貯存冷鮮雞的L*值高且差異顯著,這可能受到雞肉因各種生化反應及微生物分泌的水溶性或脂溶性色素致使肉品樣色發生變化[27],及微生物作用發生酶性分解,致使肌纖維的形態改變,結構松散的影響。

表8 冷鮮雞色澤L*值隨貯存時間的變化Table 8 Changes of L* value in cold fresh chicken during storage

由表9中可以看出,4 ℃貯存第1 d,電子束輻照冷鮮雞a*值4.15顯著高于未輻照冷鮮雞a*值1.23,說明輻照顯著提高了冷鮮雞a*值。在同一貯存期,電子束輻照處理過冷鮮雞a*值均顯著高于未輻照冷鮮雞,隨著貯存時間的增加,未輻照、電子束輻照15 ℃貯存冷鮮雞的a*值呈下降趨勢,而電子束輻照4 ℃貯存冷鮮雞a*值卻呈上升趨勢。

表9 冷鮮雞色澤a*值隨貯存時間的變化Table 9 Changes of a* value in cold fresh chicken during storage

由表10中可以看出,電子束輻照處理過冷鮮雞b*值都顯著高于未輻照冷鮮雞,隨著貯存時間的增加,未輻照、電子束輻照4 ℃貯存冷鮮雞b*值呈上升趨勢,電子束輻照15 ℃貯存冷鮮雞卻呈先上升后下降趨勢。說明輻照處理使一氧化碳與肌紅蛋白分子比與鐵-卟啉之間結合更牢固,會使雞肉的色澤達到最佳的鮮紅狀態,在貯存過程中鮮紅色澤基本保持穩定[28],而電子束輻照15 ℃貯存冷鮮雞a*值呈下降趨勢,b*值呈先上升后下降趨勢,主要是受貯存溫度的影響。

表10 冷鮮雞色澤b*值隨貯存時間的變化Table 10 Changes of b* value in cold fresh chicken during storage

3 結論

本研究表明,2.5 kGy低劑量電子束輻照使冷鮮雞的起始菌數量顯著(p<0.05)降低、大腸菌群未檢出,冷鮮雞肉中氨基酸總量比未輻照增加62.75%,pH不同處理冷鮮雞均在新鮮肉要求范圍內;電子束輻照冷鮮雞4 ℃貯存時TVB-N值、系水力、嫩度、色度均顯著(p<0.05)好于未輻照4 ℃貯存冷鮮雞,其中TVB-N值在第7 d時,電子束輻照冷鮮雞4 ℃貯存為7.1 mg/100 g,電子束輻照15 ℃貯存、未輻照4 ℃貯存冷鮮雞均接近食品安全標準規定限值15 mg/100 g。研究結果可對有效延長冷鮮雞保鮮期具有一定指導作用。

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