不同輻照劑量對加工用水中小龍蝦蝦黃感官品質的影響

摘 要：為探究輻照劑量對加工用水中蝦黃品質的影響，以工廠加工用水中流失的蝦黃為原料，對其進行60Co-γ射線輻照（2、4、6、8 kGy）殺菌處理，分析其菌落總數、大腸菌群數、重金屬含量等安全性指標的變化，并結合電子鼻、氣相色譜-質譜聯用技術，分析不同輻照劑量處理對加工用水中蝦黃品質和風味的影響。結果表明，較高劑量（≥4 kGy）輻照處理對菌落總數、大腸菌群有較好的抑制作用，且重金屬含量均符合國家標準。電子鼻檢測結果表明，4 種不同輻照劑量處理組中蝦黃的風味呈現明顯差異，含氮氧化合物、含硫化合物響應值隨輻照劑量的增加呈遞增趨勢。6 kGy輻照處理組揮發性風味物質數量最多，共19 種，以醛類、醇類、雜環類等為主。感官評價結果表明，4、6 kGy輻照組可接受度較高?？傮w來看，6 kGy輻照組在安全性和風味方面均優于其他組。

關鍵詞：小龍蝦副產物；蝦黃；輻照；品質；風味

Effect of Different Irradiation Doses on the Quality of Crayfish Roe from Crayfish Processing Wastewater

HUANG Qi1，2， WANG Shizhe1，2， CHEN Gehui1，2， QIAO Yu2，*， WANG Chao1，*， LI Miyou3

（1. School of Life and Health Sciences， Hubei University of Technology， Wuhan 430068， China;

2. Key Laboratory of Agricultural Products Cold Chain Logistics， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Institute of Agro-products Processing and Nuclear Agricultural Technology， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064， China;

3. Hubei Lüyiyuan Food Technology Co. Ltd.， Qianjiang 433116， China）

Abstract： In order to explore the effect of irradiation dose on the quality and flavor of crayfish roe from crayfish processing wastewater， changes in safety indexes such as total bacterial count， coliform group， and heavy metal content were analyzed after 60Co-γ ray irradiation at different doses （2， 4， 6， and 8 kGy）. Meanwhile， the flavor characteristics were evaluated by the combined use of electronic nose and gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）. The results showed that irradiation doses ≥ 4 kGy had better inhibitory effects on the total bacterial count and coliform group， and the heavy metal content in the treated sample met the national standard. The results from the electronic nose showed significant differences in the flavor of crayfish roe treated with four different irradiation doses， and the response values for nitrogen-containing oxides and sulfur-containing compounds increased with irradiation dose. The sample treated with a dose of 6 kGy had the highest amount of volatile flavor compounds （19）， the predominant ones being aldehydes， alcohols， and heterocycles. The 4 and

6 kGy irradiation groups were more acceptable in sensory evaluation. In general， 6 kGy irradiation was superior to the other doses in terms of safety and flavor.

Keywords： crayfish by-products; crayfish roe; irradiation; quality; flavor

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240921-250

中圖分類號：TS254.9" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2025）03-0056-06

引文格式：

黃琪， 王世哲， 陳戈輝， 等. 不同輻照劑量對加工用水中小龍蝦蝦黃感官品質的影響[J]. 肉類研究， 2025， 39（3）： 56-61. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240921-250." "http：//www.rlyj.net.cn

HUANG Qi， WANG Shizhe， CHEN Gehui， et al. Effect of different irradiation doses on the quality of crayfish roe from crayfish processing wastewater[J]. Meat Research， 2025， 39（3）： 56-61. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20240921-250." "http：//www.rlyj.net.cn

小龍蝦學名克氏原螯蝦（Procambarus clarkii），是我國重要的經濟養殖品種。據統計，2023年湖北省小龍蝦養殖產量124.27萬 t、加工量97.74萬 t，占全國小龍蝦加工量的69.70%。小龍蝦除去蝦肉后，會剩余大量蝦頭及蝦殼等通常不會食用的副產品[1]，僅有小部分被制成普通飼料或肥料，其余則被直接丟棄于環境中，導致副產物高值化利用率低、資源浪費和環境污染[2]。據調查，每生產1 t小龍蝦產品的平均用水量約為9.3 t，且在小龍蝦清洗、蒸煮和冷卻等環節中均產生大量廢水，其中，冷卻水中蝦黃的流失率高達60%。

小龍蝦的蝦黃約占小龍蝦總質量的5%，具有獨特的蟹黃味，并富含不飽和脂肪酸、蛋白質與人體所需的鈣、磷、鐵等礦物質[3]。李佳文等[4]對湖北潛江小龍蝦的蝦黃進行食用安全性探討，發現蝦黃重金屬含量均符合國家安全標準，并具有高含量的氨基酸與多不飽和脂肪酸，可以作為一種水產品深加工的原料。周明珠等[5]研究指出，熟制后的蝦黃相較于蝦肉，其風味更為豐富，而黃曉嵐等[3]的研究則進一步強調了蝦黃對小龍蝦整體風味的貢獻。然而，蝦黃在回收前處于加工用水環境中，極易受到微生物的污染，導致品質降低和經濟損失。

食品輻照是一種利用電離輻射提高食品安全性的冷殺菌技術，可以殺滅肉制品中的大多數微生物，并且無放射性污染及化學殘留[6]。目前傳統的熱殺菌技術在加熱、高溫條件下對食品的外觀和口感均有影響[7]。

研究[8-9]表明，食品在10 kGy輻照劑量下是安全的，但輻照射線會促進含硫氨基酸分解，加速脂質氧化分解成醛、酮、醇等對肉制品有影響的揮發性成分，進而導致輻照味的產生。梅卡琳[10]、瞿桂香[11]等研究發現，高劑量輻照導致水產品產生的輻照味已成為影響其在水產品加工中應用的主要因素。

本研究采用不同輻照劑量（2、4、6、8 kGy）的60Co-γ射線處理加工用水中的蝦黃，通過測定菌落總數、大腸菌群數和重金屬含量確定適合蝦黃的輻照劑量，進一步通過感官評定及電子鼻和氣相色譜-質譜聯用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技術分析揮發性物質，探究輻照對加工用水中蝦黃原料的品質和揮發性風味物質的影響，為蝦黃食用安全性提供依據，提高廢棄副產物利用率，同時也為小龍蝦蝦黃的進一步開發利用提供參考，為結合其他技術手段進一步調控和優化輻照處理后的食品風味提供實踐基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

所采用的加工用水中流失的蝦黃由湖北綠億園食品科技有限公司提供（蝦黃原料基本營養成分：水分質量分數22.40%、灰分質量分數0.25%、脂肪質量分數70.65%、蛋白質量分數0.5%）。

煌綠乳糖膽鹽、結晶紫中性紅膽鹽瓊脂、平板計數瓊脂培養基、仲辛醇、乙醇、氯化鈉（均為分析純） 國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

KQ5200DE超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；JHK-A凈化工作臺 天津市中環實驗電爐有限公司；TGL-24MC臺式高速冷凍離心機 長沙平凡儀器儀表有限公司；DHG-9920A電熱鼓風干燥機 上海一恒科學儀器有限公司；GL224-1SCN分析天平（感量0.1 mg） 廣州市深華生物技術有限公司；PEN3電子鼻德國Airsense公司；EMS30恒溫水浴鍋 上海謙科儀器設備有限公司；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 武漢亨泰達儀器設備有限公司；7890A-5975C GC-MS儀"美國Agilent Techologies公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

將蝦黃分裝5 份，其中1 份設置為對照組，不進行輻照（未輻照組），其余4 組分別進行2、4、6、8 kGy 60Co-γ輻照殺菌，置于－80 ℃冷凍備用。

1.3.2 菌落總數測定

參照GB 4789.2—2022《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》平板計數法測定。

1.3.3 大腸菌群數測定

參照GB 4789.3—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 大腸菌群計數》平板計數法測定。

1.3.4 重金屬含量測定

鉛含量參照GB/T 5009.12—2023《食品安全國家標準食品中鉛的測定》方法測定；鎘含量參照GB/T 5009.15—2023《食品安全國家標準 食品中鎘的測定》方法測定；汞含量參照GB/T 5009.17—2021《食品安全國家標準 食品中總汞及有機汞的測定》方法測定；砷含量參照GB/T 5009.11—2024《食品安全國家標準 食品中總砷及無機砷的測定》方法測定；鉻含量參照GB 5009.123—2023《食品安全國家標準 食品中鉻的測定》方法測定。

1.3.5 電子鼻測定

參考Zhou Mingzhu等[12]的方法并稍作修改。稱取2.00 g蝦黃和4 mL 0.18 g/L NaCl溶液于20 mL（22.5 mm×75.5 mm）頂空瓶中，置于50 ℃磁力攪拌水浴鍋中平衡30 min，上機測定。每個樣品重復測定3 次。測定條件：清洗時間100 s，測定時間180 s，內流速300 mL/min，注射流速300 mL/min。電子鼻的10 個傳感器對應名稱及性能描述如表1所示。

1.3.6 揮發性成分測定

采用固相微萃?。╯olid phase microextraction，SPME）法測定揮發性化合物，參考Zhou Mingzhu等[13]的方法并稍作修改。稱取2 g樣品置于20 mL頂空瓶中，加入4.0 mL 0.18 g/mL NaCl溶液和50 μL內標（0.86 mg/mL仲辛醇）。將頂空瓶放置在磁力攪拌器中，于60 ℃攪拌20 min。用SPME纖維頭（DVB/CAR/PDMS，50/30 μm，2 cm）在60 ℃條件下提取揮發性化合物40 min。將涂層纖維在250 ℃條件下解吸5 min。每個樣本重復3 次。采用GC-MS系統進行測定。使用DB-WAX毛細管柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm）分離揮發性化合物，載氣：氦氣，流速1 mL/min，升溫程序：初始溫度40 ℃，以5 ℃/min速率升至100 ℃，再以2 ℃/min速率升至180 ℃，最后以8 ℃/min升至250 ℃，保持3 min。MS在70 eV的電子電離模式下運行，離子源溫度230 ℃，傳輸線溫度280 ℃，全掃描模式。

1.3.7 感官評定

稱取10 g樣品，隨機編號并以隨機順序發放，由10 名經過訓練的人員組成感官評價小組，根據氣味、色澤、狀態3 個方面對不同輻照劑量的蝦黃進行綜合評分，評分細則如表2所示。

1.4 數據處理

所得結果均以平均值±標準差表示，采用SPSS統計分析軟件檢驗組間差異顯著性（P＜0.05），對電子鼻響應值進行主成分分析（principal component analysis，PCA）。采用Origin 2021軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同輻照劑量對加工用水中蝦黃菌落總數、大腸菌群數的影響

菌落總數是衡量水產品新鮮程度和加工過程衛生狀況的微生物指標之一，也是評估食品安全品質的重要指標[14]。

研究[15-16]表明，蝦類產品菌落總數≤5（lg（CFU/g））為一級鮮度；菌落總數在5.0～5.7（lg（CFU/g））之間為二級鮮度；菌落總數＞6（lg（CFU/g））則認為蝦類產品已腐敗，不可接受，與《農產品安全質量無公害水產品安全要求》中針對水產品的菌落總數應不超過6.0（lg（CFU/g））規定一致。如表3所示，經過60Co-γ射線輻照后加工用水中的蝦黃微生物數量明顯減少，整體呈下降趨勢，當輻照劑量≥6 kGy時，蝦黃均處于一級鮮度。

大腸菌群數是評估腸道傳染病風險的關鍵指標之一，是衡量食品安全性與衛生條件的重要參考。未經輻照和經過輻照蝦黃的大腸菌群數均未超過安全限值10 CFU/g[17]，但隨著輻照劑量的增加，大腸菌群數逐漸減少，且在輻照劑量≥4 kGy時，蝦黃中均未檢出大腸菌群。綜合菌落總數和大腸菌群數的結果，60Co-γ射線輻照在輻照劑量≥4 kGy時有較好的滅菌效果。

2.2 不同輻照劑量對加工用水中蝦黃重金屬含量的影響

水產品在人類飲食中約占10%，是人類攝取重金屬的主要途徑[18]。而小龍蝦重金屬污染物多富集在蝦頭、蝦殼等副產物中，小龍蝦蝦黃中常見的重金屬污染主要有鉛、鎘、鉻、砷、汞。根據GB 2762—2022《食品安全國家標準 食品中污染物限量》中對水產品的規定（Pb≤0.5 mg/kg、Cd≤0.5 mg/kg、Hg≤0.5 mg/kg、Cd≤0.5 mg/kg、As≤0.5 mg/kg、Cr≤2.0 mg/kg），如表4所示，未經輻照的蝦黃重金屬含量未超過國家標準，輻照后蝦黃中鉻、鉛的含量總體低于未輻照蝦黃，說明輻照可以分解重金屬，輻照對其他3 種重金屬含量的影響無明顯差異，并且輻照后蝦黃中重金屬含量變化與輻照劑量大小無顯著線性關系。經60Co-γ射線輻照后的蝦黃重金屬含量均符合國家標準，無重金屬含量超標風險，可能是由于小龍蝦養殖環境與技術的提升，并未出現蝦頭中重金屬大量富集的情況[19]。

2.3 不同輻照劑量對加工用水中蝦黃氣味特征的影響

如圖1a所示，未輻照組和4 個輻照處理組在每個傳感器上的響應值從強到弱的變化均為8 kGy組＞6 kGy組＞4 kGy組＞2 kGy組＞未輻照組，其中W1W傳感器（對硫化物靈敏）響應值最強，其次為W5S（對氮氧化合物靈敏）和W2W（對芳香成分、有機硫化物靈敏）傳感器，說明蝦黃具有上述幾類物質的特征風味。隨著輻照劑量的增大，傳感器W1W、W5S的響應值明顯增加，說明硫化物和氮氧化合物含量增加，可能是由于輻照促進蛋白質氧化，破壞了蛋白骨架及氨基酸水解[20]，導致氮氧化合物增加。Brewer[21]研究表明，引起輻照異味的原因可能是含氮化合物的增加。馮敏等[22]研究發現，經過輻照后的鴨肉產品，W1W和W5S傳感器的響應值最大，與本研究結果一致。

如圖1b所示，PC1貢獻率為86.2%，PC2貢獻率為10.7%，累計貢獻率達到96.9%，說明可以代表不同輻照劑量處理后蝦黃的整體信息。結果表明，未輻照組與輻照組相隔較遠，說明輻照后產生了明顯的不同風味，且隨著輻照劑量的增加，與未輻照組的距離也隨之增加。4 組輻照樣品的揮發性風味物質存在明顯差異，其中經4、6 kGy后的樣品相距較近，2 個樣品之間的風味物質相似。

2.4 不同輻照劑量對加工用水中蝦黃揮發性風味物質的影響

采用GC-MS法從未輻照和經輻照處理的蝦黃中共檢出22 種揮發性風味成分，其中未輻照組10 種、2 kGy組12 種、4 kGy組17 種、6 kGy組19 種、8 kGy組17 種（表5）。如圖2所示，加工用水中的蝦黃揮發性成分以醛類和醇類為主，輻照蝦黃的揮發性物質種類與含量的增加與輻照劑量有關，且隨著輻照程度的加深，脂肪氧化加速，產生的氫過氧化物和自由基可分解形成醛、醇、酮、烷烴和酯等具有不同風味特征的低分子質量產物[23-24]，

而這類物質可能是引起輻照味的主要因素，這與電子鼻的結果一致。

增加的醇類主要有1-戊醇、1-辛烯-3-醇、1-十一醇等，其中1-辛烯-3-醇是亞油酸自動氧化降解的產物[25]，具有蘑菇味和肉味[26]，對蝦黃的腥味具有一定的修飾作用。在4～8 kGy輻照組中，1-戊醇、1，3-丙二醇、1-己醇和異戊醇含量隨著輻照劑量的增加呈降低趨勢，有研究[27]證明，1-己醇和1-戊醇具有腥味，說明高輻照劑量產生的輻照味對風味具有一定的影響。

醛類物質是脂質降解的主要產物，對整體風味的影響較大，呈脂肪味，但高含量時會產生一股油脂酸敗的哈喇味[28]。未輻照組和輻照組檢測到的醛類物質主要有正庚醛、正己醛、巴豆醛、（E，E）-2，4-庚二烯醛，且除正己醛外，其他醛類物質含量隨著輻照劑量的增加呈先上升后下降的趨勢。正己醛是花生四烯酸的分解產物，它是加工用水中蝦黃的主要氧化產物，低含量時具有水果味和青草味，高含量時具有一股刺鼻的油脂酸敗味[29]。

經輻照后，烴類化合物含量顯著增加（P＜0.05），且新增癸烷、2，4-二甲基己烷、正癸烯。輻照后產生的烷烴類、烯烴類物質主要源于脂肪酸的氧化分解，因其閾值較高，對風味無明顯影響，但作為醇類和酮類物質的前體影響整體風味[30-31]。

雜環類和酯類主要是通過蛋白質和硫胺素氧化分解及脂質氧化得到的產物[32]。蝦黃在輻照后產生雜環類和酯類物質，其中2-正戊基呋喃呈現出焦糖香味，對肉的風味形成有重要貢獻。然而有研究[33]證明，吲哚和三甲胺被認為是不良風味物質，且帶有刺鼻的腥臭味，從而導致水產品的感官品質變差。如圖2所示，6 kGy組中雜環類化合物相對含量最低。

2.5 不同輻照劑量對蝦黃感官品質的影響

如圖3所示，輻照對氣味和色澤感官的影響較大，該結果與鉏曉艷等[34]的研究結果一致。在樣品狀態上，各組之間差異不明顯，說明輻照對蝦黃的組織結構破壞較小，這與黃業傳等[26]研究的輻照殺菌對臘肉品質影響的結果一致。在氣味方面，隨著輻照劑量的增加，評分也隨之增加，這與電子鼻和GC-MS的結果一致，腥臭味會隨著輻照劑量的增加而減弱，輻照味隨之增強。而在色澤上，未輻照組評分優于輻照組，這是輻照后蝦黃的脂質氧化導致的。從總體評價來看，8 kGy組的總評分最高，但輻照味相較于其他組更明顯。未輻照組和6 kGy組的總感官評分較為相近，但未輻照組的菌落總數不符合國家標準，而6 kGy輻照組的大腸菌群數及一些促進整體風味的揮發性物質含量均優于未輻照組。

3 結 論

本研究選用60Co-γ射線輻照對回收蝦黃進行殺菌處理，通過測定菌落總數、大腸菌群數、重金屬含量、揮發性物質含量和感官評分等指標，探討不同輻照劑量對加工用水中蝦黃品質和揮發性風味物質的影響。研究結果表明，隨著輻照劑量的增加，微生物數量和重金屬含量均被有效抑制，且6 kGy輻照組達到蝦制品的一級鮮度。由于輻照樣品會發生各種化學反應，產生新的揮發性風味物質，需進一步通過電子鼻和GC-MS技術測定、評價蝦黃的品質，結果表明，輻照后會產生更多的硫化物、氮氧化合物，如醇類、醛類、雜環類等，這是產生輻照味的原因，且4 kGy輻照組中揮發性風味物質含量最高，其雜環類化合物相對含量相較于6 kGy組更高，說明不良氣味比6 kGy組更強烈。總體感官評分表明，6 kGy輻照組的可接受度較高，因此在后續針對加工用水中蝦黃開發利用的研究中，應將6 kGy輻照劑量60Co-γ射線輻照考慮其中，并結合其他技術手段對蝦黃的品質和風味進行調控和優化，提高蝦黃產品附加值。

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收稿日期：2024-09-21

基金項目：湖北省揭榜制科技項目（2024BEB030）；湖北省科技創新人才計劃-科技人才服務企業項目（2023DJC100）

第一作者簡介：黃琪（1999—）（ORCID： 0009-0004-1022-4312），女，碩士研究生，研究方向為水產品加工與貯藏。E-mail： 834499415@qq.com

*通信作者簡介：喬宇（1981—）（ORCID： 0000-0002-1366-4856），女，研究員，博士，研究方向為農產品加工與貯藏。E-mail： qiaoyu412@sina.com

汪超（1978—）（ORCID： 0000-0002-5984-0851），男，教授，博士，研究方向為農產品加工與貯藏。E-mail： 312415976@qq.com