电子束辐照对冷鲜鸡相关品质的影响研究

翟建青,韩 燕,肖 欢,高玉时,束婧婷,蒋云升,赖宏刚,曹 宏,*

(1.江苏里下河地区农业科学研究所,江苏扬州 225007;2.江苏省家禽科学研究所,江苏扬州 225125;3.扬州大学旅游烹饪学院,江苏扬州 225127)

鸡肉作为白肉的一种,因富含维生素、人体不可缺少的微量元素和肌苷酸(IMP)等鲜味物质,并具有高蛋白质、低脂肪、低热量、低胆固醇等营养特点,已成为世界上仅次于猪肉的第二肉品[1],2013年4月因禽流感爆发,为防控禽流感疫情,许多大城市关闭部分或全部活禽交易市场,同时现宰鸡在宰杀、流通及销售过程中极易感染沙门氏菌、大肠杆菌等致病菌,热鲜鸡慢慢被冷鲜鸡取代已成为鸡肉消费的主要趋势[2-3]。冷鲜鸡是指检疫后的活鸡经屠宰并迅速冷却,使鸡胴体中心温度保持在0～4 ℃,然后进行分割、修整、包装,并在后续的贮存、运输和销售过程中始终保持在0～4 ℃范围内的冷鲜鸡肉[4]。冷鲜鸡供应链包括生产商(养殖场)、供应商(屠宰场)、物流商、零售商多个冷链环节,屠宰后冷鲜鸡,经历僵直期、后熟期、自溶期、腐败期,发生一系列的生化反应,导致品质发生变化[5],货架期短成为制约其产业的技术瓶颈[6-7]。

食品辐照技术是20世纪发展起来的一种“冷杀菌”技术,在常温下对食品进行物理杀菌的高效、节能、安全的绿色加工方法,可达到提高食品卫生质量和延长货架期的目的[8-9]。韩燕、曹宏、Soares M等研究表明[10-12],2.5 kGy钴源辐照处理冷鲜鸡可明显改变卫生状况、延长保鲜期。由于冷鲜鸡要求环境温度控制在4 ℃以下,钴源辐照处理相对时间较长,电子束辐照速度快、时间短,较易实现低温快速批量辐照[13]。目前有关加速器辐照处理冷鲜鸡报道较少,为解决冷鲜鸡需低温快速批量辐照要求,本实验以加速器为辐照源,通过辐照后冷鲜鸡在4、15 ℃下贮存与未辐照冷鲜鸡4 ℃下贮存微生物变化与相关品质结果分析,以期建立品质和卫生共赢的冷鲜鸡辐照灭菌工艺,为冷鲜鸡商业化辐照保鲜提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

冷鲜鸡 江苏省家禽科学研究所提供;PE食品包装袋 扬州包装材料厂;平板计数培养基 青岛海博生物技术有限公司;伊红美蓝琼脂培养基 青岛海博生物技术有限公司。

10 MeV/20 kW高能电子加速器 扬州扬福科技有限公司;PYX-DHS.500BS型隔水式电热恒温培养箱 上海跃进医疗器械有限公司;YX280B型手提式不锈钢压力蒸汽灭菌锅 上海三申医疗器械制造有限公司;SW-CJ-1F型单人双面净化工作台 苏州净化设备有限公司;DQB-36型多功能真空包装机 上海青葩食品包装机械有限公司;pHSJ5型pH计 上海雷韵实验仪器制造有限公司;C-LM3型肌肉嫩度仪 北京天翔飞域仪器设备有限公司;YYW-2型压力仪 上海乐傲实验仪器有限公司;TC.PIIG型全自动色差计 北京奥依克光电仪器有限公司;UV757CRT型紫外可见分光光度计 上海精密仪器仪表有限公司;BCD-251WDBD型电冰箱 青岛海尔股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 冷鲜鸡样品的预处理 活鸡经放血、褪毛、净膛后,整只光鸡淋洗、沥干,在1 h内将其中心温度冷却至0～4 ℃后进行真空包装。

1.2.2 辐照处理 根据国家标准《辐照冷冻包装畜禽肉类卫生标准》规定[14]:辐照冷冻包装畜禽类的平均吸收剂量不大于2.5 kGy,吸收剂量的不均匀度≤2.0要求,并参考相关研究[10-12],将冷鲜鸡样品按平均吸收剂量2.5 kGy进行辐照处理。电子束辐照在扬州扬福科技有限公司高能电子加速器上进行,采用束流1600 uA、速度133 mm/s双面辐照。

1.2.3 冷鲜鸡样品的贮存 将辐照后冷鲜鸡分别置于4、15 ℃下贮存待测。对照样品为未辐照处理并于4 ℃下贮存的冷鲜鸡。根据冷鲜鸡生产经营卫生规范[4]规定的保质期不超过6 d的标准,分别于1、3、6、7 d取样测定相应指标。

1.2.4 指标测定方法

1.2.4.1 菌落总数测定 在无菌室取冷鲜鸡胸部肉、腹部肉和腿部肉各100 g左右,用经过灭菌消毒过的绞肉机绞碎制成肉样,取肉样25 g置于225 mL无菌生理盐水的密闭锥形瓶中,60 r/min摇动30 min,静置1 min后吸取上清液,按平板计数法测定细菌菌落总数[15]。

1.2.4.2 大肠菌群测定 以无菌操作取肉样25 g,置于225 mL无菌生理盐水的密闭锥形瓶中,均质并稀释后进行乳糖发酵实验,将产气发酵管接种伊红美蓝琼脂培养基上,观察菌落形态并做革兰氏染色和验证实验[16]。

1.2.4.3 TVB-N值的测定 取肉样剪碎,称取10 g,置于锥形瓶中,加100 mL蒸馏水,摇荡混匀,浸渍30 min后过滤,取滤液按半微量凯氏定氮法测定[17]。

1.2.4.4 游离氨基酸的测定 委托江苏省理化测试中心依据GB/T5009.124-2003《食品中氨基酸的测定》标准进行检测。

1.2.4.5 系水力的测定 取样器取0.5～1.0 g鸡肉样,在电子分析天平(精确到0.0001 g)称重,置于2层医用纱布之间,上下各垫18层滤纸,用压力仪加压35 kg,保持5 min后再称鸡肉重[18]。系水力=(肌肉加压前重量-肌肉加压后重量)/肌肉加压前重量。

1.2.4.6 pH的测定 将pHSJ5型pH计探头插入肌肉内测定pH,每个肉样测定3次计算平均值。

1.2.4.7 嫩度的测定 以剪切力表示,取新鲜胸肌与腿肌各1块,沿肌纤维方向修成宽1.0 cm、厚0.5 cm长条肉样,在C-LM2型肌肉嫩度仪测定剪切力值,重复三次计算平均值。

1.2.4.8 色度测定 参照徐吉祥[19]、Honikel[20]的方法进行,取2 cm×1 cm×1 cm冷鲜鸡胸肉,进行L*值、a*值与b*值测定。

1.3 数据处理

采用Data Processing System软件进行数据处理、分析,显著水平取p<0.05(差异显著)。

2 结果与分析

2.1 冷鲜鸡贮存期菌落总数的变化

由表1可知,4 ℃贮存1～7 d经辐照处理后的冷鲜鸡细菌菌落总数显著低于对照,但在15 ℃贮存条件下,辐照处理的冷鲜鸡细菌菌落总数在第1～6 d略低于对照,第7 d时与对照相近。辐照剂量是影响杀菌效果的因素之一,2.5 kGy辐照剂量属于低剂量处理,该剂量可规避因辐照剂量增加带来异味的不足[22],本实验采用2.5 kGy电子加速器辐照冷鲜鸡,与韩燕、曹宏、Soares M等研究[10-12]2.5 kGy钴源辐照处理冷鲜鸡可明显改变卫生状况、延长贮存期结果相一致。

表1 冷鲜鸡菌落总数随贮存时间的变化lg(CFU/g))Table 1 Changes of TVC in cold fresh chicken during storage(lg(CFU/g))

2.2 冷鲜鸡贮存期大肠菌群菌落总数的变化

由表2可知,未经辐照处理的冷鲜鸡在第1 d大肠菌群为680 MPN/g,电子束辐照后的冷鲜鸡在第1 d大肠菌群已为<3 MPN/g(未检出),在整个贮存期内,未经辐照处理的冷鲜鸡大肠菌群在不断增加,电子束辐照后4、15 ℃贮存冷鲜鸡大肠菌群均未检出,说明2.5 kGy辐照剂量对冷鲜鸡大肠菌群有杀灭效果。这与哈益明等[23]研究,γ射线辐照冷却鸡,剂量为1.2 kGy时,大肠杆菌致死率达99.74%,杀灭较高含菌量的大肠杆菌也只需较低的辐照剂量结果相一致。

表2 冷鲜鸡大肠菌群随贮存时间的变化(MPN/g)Table 2 Changes of coliform group in cold fresh chicken during storage(MPN/g)

2.3 冷鲜鸡贮存期挥发性盐基氮的变化

挥发性盐基氮(TVB-N)值是反映生肉食品中碱性挥发性含氮物含量的一项指标,富含蛋白质的食品在贮存过程中会因为微生物和内源酶的共同作用,出现蛋白质分解而产生胺类以及氨等碱性含氮物质,TVB-N值升高,降低肉品新鲜度的现象。我国的食品安全标准规定其限值为≤15 mg/100 g[21]。从表3可知,三种不同处理方式冷鲜鸡贮存期TVB-N值,均有升高趋势。经电子束辐照处理后,4 ℃贮存时,TVB-N值升高趋势相对缓慢,第7 d仅为7.1 mg/100 g。经电子束辐照处理后,15 ℃贮存时,与未辐照4 ℃贮存冷鲜鸡TVB-N值相比差异不显著,第7 d时均接近我国的食品安全标准规定其限值,第3 d开始与电子束辐照处理4 ℃贮存条件相比TVB-N值明显增加,且差异显著。

表3 冷鲜鸡挥发性盐基氮随贮存时间的变化(mg/100 g)Table 3 Changes of TVB-N value in cold fresh chicken during storage(mg/100 g)

2.4 辐照对冷鲜鸡氨基酸含量的影响

表4为4 ℃贮存冷鲜鸡委托江苏省理化测试中心第3 d检测结果。与对照组相比,经过辐照处理的冷鲜鸡肉中多种游离氨基酸明显增加,氨基酸总量增加了62.75%,说明辐照处理会使附在蛋白质上的氨基酸剥离为游离氨基酸。但含硫氨基酸(胱氨酸、蛋氨酸)的含量并没有出现明显的变化,辐照并没有引起鸡肉中含硫氨基酸的分解或者氧化,这与Ahn D U[24]认为含硫氨基酸侧链反应可能是辐照异味的主要来源的结果不一致,可能因为低温、低剂量电子加速器辐照处理等原因,这一问题仍有待于进一步的探究。

表4 冷鲜鸡辐照后氨基酸含量的变化Table 4 Effect of E-beam irradiation on contents of amino acid in cold fresh chicken during storage

苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、亮氨酸和组氨酸这8种人体必需的氨基酸的含量均有所增加,其中苏氨酸、蛋氨酸增幅较明显。天门冬氨酸、组氨酸和谷氨酸这些与鲜度有关的氨基酸均明显增加。从氨基酸营养学角度分析,电子束辐照处理,能够使鸡肉中的多种游离氨基酸总量增加,且与鲜度有关的氨基酸含量明显增加。这说明电子束辐照在提高冷鲜鸡卫生状况时,还能提高冷鲜鸡肉的营养价值,并提高鸡肉的鲜度。

2.5 冷鲜鸡贮存期系水力的变化

肌肉中水分主要以结合水、不易流动水及自由水三种形式存在,度量肌肉的系水力主要取决于肌细胞内,肌原纤维及膜之间的不易流动水。系水力直接影响肌肉的熟肉率、风味、营养成分、多汁性等食用品质,低系水力意味鲜肉的液体外流,养分和风味的损失[25]。由表5可以看出,未辐照4 ℃贮存、电子束辐照后15 ℃贮存冷鲜鸡系水力随贮存期延长而下降,鸡肉结构因为微生物作用发生酶性分解,致使肌纤维的形态改变,结构松散,引起系水力下降所致。辐照后4 ℃贮存系水力保持不变,与辐照后15 ℃贮存冷鲜鸡系水力相比差异不显著,与未辐照4 ℃贮存冷鲜鸡系水力相比除第3 d外差异均显著,推测微生物活动是引起系水力下降的主要因素,电子束辐照后4 ℃贮存微生物变化不大,系水力比较稳定。

表5 冷鲜鸡系水力随贮存时间的变化Table 5 Changes of water holding capacity in cold fresh chicken during storage

2.6 冷鲜鸡贮存期pH的变化

pH是判断肉品新鲜度的一项重要指标,冷鲜肉鲜度标准:pH超过6.7是变质肉,pH6.3～6.6是次鲜肉,pH5.8～6.2是新鲜肉[26]。因蛋白质在细菌的作用下被分解成氨和胺类等碱性物质,温度高,也会促进含氮物质分解,使pH不断上升。表6可以看出,由于实验期短仅为7 d,在贮存期内不同处理方式冷鲜鸡间pH差异不大,变化范围在5.69～5.95,符合新鲜肉要求。

表6 冷鲜鸡pH随贮存时间的变化Table 6 Changes of pH value in cold fresh chicken during storage

2.7 冷鲜鸡贮存期嫩度的变化

肉的嫩度决定肉在食用时的口感,是反映肉质地的指标,通常以剪切力值来表示嫩度。剪切力值越低,表示肌肉越嫩。由表7中数据可以看出,不同处理方式随贮存期延长嫩度均有下降趋势,可能是鸡肉自溶导致剪切力值减小的原因;在第1 d电子束辐照后的冷鲜鸡剪切力值为1.34 kg·f,低于未辐照冷鲜鸡1.48 kg·f,这种差异在整个贮存期,电子束辐照后的冷鲜鸡剪切力值均低于未辐照冷鲜鸡差异显著,这说明辐照有提高冷鲜鸡肉质的嫩度的作用。

表7 冷鲜鸡嫩度随贮存时间的变化(kg·f)Table 7 Changes of shearforce in cold fresh chicken during storage(kg·f)

2.8 冷鲜鸡贮存期色泽的变化

肉品颜色决定了消费者对肉及肉制品的第一印象,直接影响着肉的商品价值,肉的色泽主要取决于肌肉中的肌红蛋白与血红蛋白等有色物质的含量,肌红蛋白约占肉中色素的80%～90%[28]。明度L*越大,说明肉的光泽度越好。a*代表红绿轴上颜色的饱和度,其中-a*为绿,+a*为红[26];b*代表蓝黄轴上颜色的饱和度,其中-b*为蓝,+b*为黄[26]。

由表8中可以看出,L*值随着贮存期的延长有增加趋势,这可能是因为本实验检测最长贮存期只有7 d,同时经过真空处理,减少了高铁肌红蛋白的形成。4 ℃贮存第1 d,电子束辐照冷鲜鸡L*值58.64显著高于未辐照冷鲜鸡L*值52.27,说明辐照显著提高了冷鲜鸡L*值,与吴庆等[13]研究辐照导致火腿L*值增加结果相一致。在同一贮存期电子束辐照都比未辐照冷鲜鸡L*值高且差异显著;同样经过电子束辐照4 ℃贮存比15 ℃贮存冷鲜鸡的L*值高且差异显著,这可能受到鸡肉因各种生化反应及微生物分泌的水溶性或脂溶性色素致使肉品样色发生变化[27],及微生物作用发生酶性分解,致使肌纤维的形态改变,结构松散的影响。

表8 冷鲜鸡色泽L*值随贮存时间的变化Table 8 Changes of L* value in cold fresh chicken during storage

由表9中可以看出,4 ℃贮存第1 d,电子束辐照冷鲜鸡a*值4.15显著高于未辐照冷鲜鸡a*值1.23,说明辐照显著提高了冷鲜鸡a*值。在同一贮存期,电子束辐照处理过冷鲜鸡a*值均显著高于未辐照冷鲜鸡,随着贮存时间的增加,未辐照、电子束辐照15 ℃贮存冷鲜鸡的a*值呈下降趋势,而电子束辐照4 ℃贮存冷鲜鸡a*值却呈上升趋势。

表9 冷鲜鸡色泽a*值随贮存时间的变化Table 9 Changes of a* value in cold fresh chicken during storage

由表10中可以看出,电子束辐照处理过冷鲜鸡b*值都显著高于未辐照冷鲜鸡,随着贮存时间的增加,未辐照、电子束辐照4 ℃贮存冷鲜鸡b*值呈上升趋势,电子束辐照15 ℃贮存冷鲜鸡却呈先上升后下降趋势。说明辐照处理使一氧化碳与肌红蛋白分子比与铁-卟啉之间结合更牢固,会使鸡肉的色泽达到最佳的鲜红状态,在贮存过程中鲜红色泽基本保持稳定[28],而电子束辐照15 ℃贮存冷鲜鸡a*值呈下降趋势,b*值呈先上升后下降趋势,主要是受贮存温度的影响。

表10 冷鲜鸡色泽b*值随贮存时间的变化Table 10 Changes of b* value in cold fresh chicken during storage

3 结论

本研究表明,2.5 kGy低剂量电子束辐照使冷鲜鸡的起始菌数量显著(p<0.05)降低、大肠菌群未检出,冷鲜鸡肉中氨基酸总量比未辐照增加62.75%,pH不同处理冷鲜鸡均在新鲜肉要求范围内;电子束辐照冷鲜鸡4 ℃贮存时TVB-N值、系水力、嫩度、色度均显著(p<0.05)好于未辐照4 ℃贮存冷鲜鸡,其中TVB-N值在第7 d时,电子束辐照冷鲜鸡4 ℃贮存为7.1 mg/100 g,电子束辐照15 ℃贮存、未辐照4 ℃贮存冷鲜鸡均接近食品安全标准规定限值15 mg/100 g。研究结果可对有效延长冷鲜鸡保鲜期具有一定指导作用。

[1]谌素华,王维民,吕强.冷鲜鸡肉保鲜期的研究[J].食品科学,2009,30(s1):123-127.

[2]崔可琦,李静怡,冯赛祥,等.冰鲜鸡生产链中沙门氏菌的分离鉴定及PFGE分型研究[J].中国畜牧兽医,2014,41(12):62-66.

[3]余伟,陈海仪,何楚珺,等.冷鲜鸡供应的风险因素调研分析[J].物流工程与管理,2015,37(3):131-133.

[4]上海市食品药品监督管理局.DB 31/2022-2014.食品安全地方标准 冷鲜鸡生产经营卫生规范[S].

[5]叶藻,谢晶,高磊.工厂实测冷鲜鸡冷却贮存过程品质的变化[J].食品工业科技,2015,36(19):332-335.

[6]尹秀莲,游庆红,马春山.复合天然保鲜剂对冷鲜鸡肉的保鲜效果[J].江苏农业科学,2014，42(6):248-249,286.

[7]Hinton A J R,Cason J A,Ingram K D.Enumeration and identification of yeasts associated with commercial poultry processing and spoilage of refrigerated broiler carcasses[J]. Journal of Food Protection,2002,65(6):993-998.

[8]曹宏,翟建青,韩燕,等.辐照对酱鸭保质期和营养品质的影响[J].核农学报,2010,24(5):996-1000.

[9]曹宏,肖欢,翟建青,等.发酵香肠保质研究[J].江苏农业学报,2012,28(3):657-661.

[10]韩燕,肖欢,翟建青,等.冷鲜鸡辐照延长保鲜期的研究[J].农产品加工,2016,(19):10-12.

[11]曹宏,蒋云升,赖宏刚,等.辐照综合保鲜对冷鲜鸡货架期的影响[J].核农学报,2017,31(9):174-1752.

[12]Soares M,Franco R,Monteiro A,et al. Effect of gamma irradiation(Co60)in the control of Campylobacter sp. in chilled chicken(Gallus gallus)heart[J].African Journal of Microbiology Research,2016,10(40):1715-1719.

[13]吴庆,孔秋莲,戚文元,等.γ射线和电子束辐照对意式风干火腿色泽和脂质氧化的影响[J].上海农业学报,2013,29(2):38-42.

[14]中华人民共和国卫生部.GB 14891.7-1997 辐照冷冻包装畜禽肉类卫生标准[S].北京:中国标准出版社,1998.

[15]中华人民共和国卫生部. GB 4789.2-2010食品微生物检验 菌落总数的测定[S].北京:中国标准出版社,2010.

[16]中华人民共和国卫生部.GB 4789.3-2010 食品微生物学检验 大肠菌群计数[S].北京:中国标准出版社,2010.

[17]中华人民共和国卫生部.GB/T5009.44-2003肉与肉制品卫生标准的分析方法[S].北京:中国标准出版社,2003.

[18]Martinez O,Salmeron J,Guillen M D,Casas C. Texture profile analysis of meat products treated with commercial liquid smoke flavourings[J]. Food Control,2004,15(6):457-461.

[19]徐吉祥,楚炎沛.色差计在食品品质评价中的应用[J]. 现代面粉工业,2010,(3):43-45.

[20]Honikel K O.Reference methods for the assessment of physical characteristic of meat[J].Meat Science,1998,49(4):447-457.

[21]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 16869-2005鲜、冻禽产品[S].北京:中国标准出版社,2006.

[22]尚姬斌.电子束和γ射线辐照对冷鲜肉品质影响的差异及作用机制研究[D].北京:中国农业科学院,2013.

[23]哈益明,居华,王锋,等.γ射线辐照控制冷却鸡肉中的致病菌及贮藏期变化研究[J].辐射研究与辐射工艺学报,2009,27(5):275-279.

[24].Ahn D U,Nam K C. Double-packaging is effective in reducing lipid oxidation and off-odor volatiles of irradiated raw turkey meat[J].Poultry Science,2003,82:1468-1474.

[25]邹剑敏,屠云洁,束婧婷,等.不同杂交组合优质冷鲜鸡屠宰性能和肉品质比较[J].中国畜牧杂志,2017,53(3):49-52.

[26]郇延军,许伟,赵雅娟,等.冷鲜肉品质评价指标的探讨[J].食品科学,2012,33(21):107-110.

[27]朱民望,李建鲲,向延建,等.冷冻保藏对鸡肉保鲜效果的研究[J].肉类工业,2012,(1):41-44.

[28]冯晓琳,王晓拓,王丽芳,等.电子束辐照对真空包装冷鲜猪肉品质的影响[J].中国食品学报,2015,15(2):126-130.