杀菌方式对红烧老鹅脂肪酸组成和挥发性风味的影响

周惠健，袁静瑶，朱 丹，李 聪，陈春梅，刘 瑞，吴满刚，葛庆丰，于 海,3,*

（1.扬州大学食品科学与工程学院，江苏 扬州 225127；2.江苏雨润肉食品有限公司，肉品加工与质量控制国家重点实验室，江苏 南京 211806；3.江苏省淮扬菜产业化工程中心，江苏 扬州 225127）

红烧老鹅是广受人们喜爱的熟肉制品，因其脂肪和蛋白质含量较高，在加工和储藏过程中容易腐败变质而影响货架期。为延长红烧老鹅的货架期，一般采用高温高压的热杀菌方式，该方法能有效地降低微生物数量，从而延长货架期，但对食品的风味、口感、色泽等方面会带来不良影响。与热杀菌方式相比，辐照可以提高食品的安全性，提升食品质量，同时保持食品原有营养[1]，因此辐照被认为是一种非常高效的冷杀菌技术，在食品保鲜领域具有很好的应用前景[2]。一定杀菌剂量不但能有效地降低食品中的微生物数量，还能保持食品原有的口感、色泽和风味[3]。目前，食品辐照主要采用γ射线和电子束，γ射线具有高穿透力，对较厚的物品有良好的杀菌效果，因此γ射线用于大多数商业工厂处理预先包装的物品[4]。Park等[4]采用电子束和γ射线在0、5、10、15、20 kGy辐照牛肉饼，结果表明，γ射线10 kGy能有效减少细菌数量，同时不影响牛肉饼的感官特征（色泽，咀嚼性及味道）和食用品质。戴妍等[5]对比了99、108、121 ℃、微波的杀菌方式对南京盐水鸭风味的影响，结果表明高温处理对鸭肉容易产生不良的风味；孙承锋等[6]研究了二次热杀菌方式对烧肉风味的影响，发现121 ℃的高温短时杀菌或85 ℃低温杀菌对产品保持较好的风味和延长货架期更有利。Stefanova等[7]研究了γ射线在7.5、10、15 kGy三种剂量下辐照牛肉，发现随着辐照剂量的增加，牛肉中不饱和脂肪酸含量减少，饱和脂肪酸含量增加。Zhang等[8]报道了1、3、5、7 kGy不同剂量的电子束对鱼肉糜脂肪酸的影响，发现5 kGy和7 kGy的电子束照射降低了不饱和脂肪酸的含量，对反式脂肪酸的含量无影响。

国内外对不同杀菌方式用于熟肉制品的应用报道较少，因此本实验研究冷杀菌（电子束、60Co-γ射线）和热杀菌（105、121 ℃）方式对红烧老鹅肉脂肪氧化硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）值、脂肪酸的含量和挥发性风味的影响，旨在为红烧老鹅以及熟肉制品的杀菌和贮藏提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

样品为本实验室已熟制并真空包装而未杀菌的红烧老鹅，装袋大小长宽高分别约为：13.0 cm×7.0 cm×5.0 cm。

2-硫代巴比妥酸、三氯乙酸、冰乙酸、乙醇、三氯甲烷等（均为分析纯） 生工生物工程（上海）股份有限公司；三氟化硼-甲醇、无水硫酸钠、正己烷、乙醚（均为优级纯） 中国医药（集团）上海化学试剂公司。

1.2 仪器与设备

1300气相色谱-ISQ LT质谱仪 美国Trace公司；FOX 4000电子鼻系统 法国Alpha M.O.S.公司；DK-S28电热恒温水浴锅 上海精宏实验设备有限公司；DZ真空包装机 瑞安联源机械厂；LDX-50KBS立式电压力蒸汽灭菌锅 上海申安医疗器械厂；60Co-γ射线辐照（剂量率667 Gy/h） 扬州辐照中心；电子束辐照（10 MeV电子加速器处理） 江苏扬州扬福科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理方式

对冷却的红烧老鹅真空（真空度0.08 MPa）包装后，分别用0、3、6、9、12 kGy电子束辐照，0、3、6、9、12 kGy60Co-γ射线辐照，105、121 ℃杀菌处理。真空包装袋材质为PET+RCPP，24.0 cm×16.0 cm，双层厚度20 丝。具体操作为将样品置于测试平台上，距离辐照源500 mm，调整设备电压、电流和时间，按照实验设计参数进行辐照处理；105 ℃杀菌15 min，121 ℃杀菌10 min。杀菌处理后样品置于4 ℃条件下保存，及时测定待测指标。将电子束3、6、9 kGy和12 kGy剂量处理组分别用D3、D6、D9、D12表示，60Co-γ射线3、6、9 kGy和12 kGy剂量处理组分别用G3、G6、G9、G12表示，0剂量处理组为对照组用CK表示。每个处理组设3 个平行样。

1.3.2 菌落总数测定

按照GB 4789.2—2016《食品微生物学检验 菌落总数测定》[9]进行测定。

1.3.3 TBARS值测定

参照Mielnik等[10]、贾倩[11]的方法。称取10.0 g研磨碎的肉样，加入30 mL 7.5%的三氯乙酸（含0.1% EDTA），用组织高速匀浆机连续均质匀浆30 s（9 000 r/min、20 ℃），用双层滤纸抽2 次。取滤液5 mL，加入5 mL 0.02 mol/L TBA溶液，95 ℃水浴中保持35 min，取出，用流动冷水冷却10 min后，移入10 mL离心管中，7 000 r/min离心5 min，取上清液，加入5 mL三氯甲烷，摇匀，静置分层，取上清液，分别在532 nm和600 nm波长处测吸光度，同时做空白对照，其结果（TBARS表示为与TBA反应的物质的质量）以每千克肉样中所含丙二醛（malondialdehyde，MDA）的质量（mg）表示，计算公式如下：

1.3.4 脂肪酸测定

参照Jo等[12]提取脂肪酸的方法稍作修改。称取2.0 g捣碎的样品与100 mL邻苯三酚、2 mL乙醇和10 mL 8.3 mol/L HCl混合，在80 ℃反应40 min。冷却后，用乙醚萃取总脂肪，并氮气把溶剂吹干。然后加入2 mL 7%三氟化硼-甲醇溶液和1 mL甲苯，在100 ℃下加热45 min将已提取的脂肪中的脂肪酸甲基化。冷却至30～40 ℃后加入12 mL色谱级异辛烷，搅拌1 min，加入4 mL饱和氯化钠溶液，涡旋振荡3 min，静置30 min；加入5.0 mL超纯水，静置20 min，取上层溶液，加入1.0 g无水硫酸钠，备用。取100 uL待测样品，加入1 mL正己烷稀释，混匀后用0.22 μm微孔滤膜过滤，用气相色谱-质谱联用仪进行测定。

气相色谱条件：TG-WAXMS石英毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；程序升温：起始温度50 ℃，保持2 min，以4 ℃/min升温至200 ℃，保持5 min，再以4 ℃/min升温至220 ℃，保持20 min；载气（He）流速1 mL/min；恒压35 kPa；分流比10∶1，进样量1 μL模式操作。

质谱条件：电子电离源，电子能量70 eV；离子源温度200 ℃；接口温度250 ℃；检测器电压450 V；发射电流150 μA；扫描范围33～500 u。

1.3.5 电子鼻检测方法

参照王琼等[13]的方法稍作修改。准确称取2.0 g样品，移入顶空萃取瓶中，加盖压紧封口，按顺序放入电子鼻的样品托盘中进行检测。检测条件为：顶空加热温度65 ℃；顶空加热时间180 s；清洗时间120 s，延滞采集时间600 s，数据采集时间160 s；采集周期1.0 s；进样量500 μL/min；载气为高纯空气，流速150 mL/min，顶空注射体积900 μL，注射速率500 μL/s。

1.4 数据分析

2 结果与分析

2.1 杀菌方式对红烧老鹅肉菌落总数的影响

参照GB 2726—2016《熟肉制品》[14]规定，熟肉制品检出菌落总数应不大于5（lg（CFU/g）），由图1可知，不同处理组的红烧老鹅菌落总数均小于5（lg（CFU/g）），未超出熟肉制品的安全标准。不同辐照组的菌落总数随着辐照剂量的增大而显著减小（P＜0.05），相同剂量下的60Co-γ射线处理组的菌落总数显著低于电子束处理组（P＜0.05）。105 ℃处理组的菌落总数和G9组无显著性差异（P＞0.05），D12、G12和121 ℃处理组均未检出有微生物。

图1 杀菌方式对红烧老鹅肉菌落总数的影响Fig. 1 Effect of different sterilization methods on total colony count of braised goose in brown sauce

2.2 杀菌方式对红烧老鹅肉TBARS值的影响

TBARS值是通过测定脂肪次级氧化产物（丙二醛）多少表征脂肪的氧化程度[15]。辐照处理能提高自由基的生成速度，引发自由基的链式反应，进而促进脂质的氧化，辐照剂量越高，自由基的生成量就越多，脂质的氧化就越快[16]。不同杀菌方式对红烧老鹅肉TBARS值的影响如图2所示，随电子束和60Co-γ射线辐照剂量的增加红烧老鹅肉TBARS值也表现出增加的趋势，D9和G9组辐照后的TBARS值分别为0.59 mg/kg和0.68 mg/kg。D3、G3和105 ℃杀菌组的TBARS值更趋近于对照组，其中D3组的TBARS值与CK组无显著性差异。121 ℃组的TBARS值显著高于105 ℃组（P＜0.05），与D9组无显著性差异（P＞0.05），表明121 ℃高温条件加速了脂肪的氧化。另外，电子束和60Co-γ射线在9 kGy剂量辐照组的TBARS值均显著高于12 kGy剂量组（P＜0.05），这可能与样品受到辐照剂量的大小有关，本实验结果和贾倩等[11]研究电子束和γ射线辐照素鸡的结果相似。高鹏等[17]研究了60Co-γ射线辐照对软罐头包装凤爪品质的影响，发现3 kGy辐照处理组凤爪TBARS值高于5 kGy处理组。

图2 杀菌方式对红烧老鹅肉TBARS值的影响Fig. 2 Effect of different sterilization methods on TBARS value of braised goose in brown sauce

总体来看，相同剂量60Co-γ射线辐照组的TBARS值显著高于电子束处理组（P＜0.05），表明60Co-γ射线辐照和电子束辐照对鹅肉油脂的氧化作用有不同的差异，本结果和贾倩[11]和Park等[4]的报道相符。汪昌保等[18]报道了电子束和60Co-γ射线辐照对猪油脂肪氧化的影响，认为60Co-γ射线和电子束的性质不同，60Co-γ射线是不带电荷的高能射线，电子束则携带负电荷具有一定的还原作用，其在辐照过程中短时间内产生大量自由基，可使自由基之间的耦合终止反应发生概率增加，从而阻止了油脂的进一步氧化，60Co-γ射线则不能阻止油脂的进一步氧化。因此，采用60Co-γ射线辐照产生的脂肪氧化程度要比电子束辐照的高，如图2中电子束和60Co-γ射线辐照鹅肉后TBARS值的变化与汪昌保等[18]研究结果相符。

2.3 不同杀菌方式对红烧老鹅肉脂肪酸的影响

肉类和肉类产品的脂肪含量是其保质期和储存稳定性的主要决定因素，同时也影响着其他的品质特性，如风味、口感、嫩度等。不同杀菌方式对红烧老鹅肉脂肪酸的影响如表1所示，不同杀菌方式下的红烧老鹅肉共检出15 种脂肪酸，其中饱和脂肪酸有4 种，单不饱和脂肪酸有5 种，多不饱和脂肪酸6 种。含量最多的脂肪酸依次为油酸（C18:1n9c）、棕榈酸（C16:0）、亚油酸（C18:2n6c）和硬脂酸（C18:0）。与对照组相比，从饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸的含量看，电子束和60Co-γ射线处理后两者含量均随辐照剂量的升高而呈增加的趋势，105 ℃组饱和脂肪酸含量显著高于121 ℃组（P＜0.05），而105 ℃组单不饱和脂肪含量显著低于121 ℃组（P＜0.05）；从多不饱和脂肪酸的含量看，电子束和60Co-γ射线处理组均随辐照剂量的升高而呈减少的趋势，105 ℃组显著高于121 ℃组（P＜0.05）。其中，G12组饱和脂肪含量（41.82%）显著高于其他组（P＜0.05），G12和121 ℃组单不饱和脂肪酸含量（45.68%和46.83%）显著高于其他组（P＜0.05），CK组多不饱和脂肪酸含量（22.93%）显著高于其他组（P＜0.05）。

表1 杀菌方式对红烧老鹅肉脂肪酸的影响Table 1 Effects of different sterilization methods on fatty acid composition of braised goose in brown sauce%

脂质氧化是一个相当复杂的过程，与脂肪酸的不饱和程度密切相关，其中氢过氧化物和其他氧化产物由多不饱和脂肪酸氧化产生[19]。由于辐射，不饱和脂肪酸转化为脂肪酸氢过氧化物进而影响脂肪酸的组成[7]，高能量辐照对脂质的直接影响或通过形成自由基加速三酰基甘油中不饱和脂肪酰基的自动氧化，致使脂质发生氧化。而脂质氧化速率取决于双键的数量和位置，脂肪酸的不饱和度越高，辐射处理时对脂质氧化的敏感性就越高[20-21]。Bhattacharjee等[22]研究表明辐射处理后，饱和脂肪酸总量的增加可能是由于不饱和脂肪酸的氧化。由表1可知，电子束或γ射线辐照后多不饱和脂肪酸的含量随着辐照剂量的增加而表现出减少的趋势，其中亚油酸的含量变化较为显著。亚油酸分子中9、10与12、13位碳原子之间各有一个双键的多不饱和脂肪酸，由于含有较多的不饱和键，易自动氧化或受单线态氧的进攻形成过氧化物[23-24]。Gecgel[25]研究了不同剂量的γ射线辐照肉丸，饱和脂肪酸的含量随辐照剂量的增加而增加，多不饱和脂肪酸含量则随辐照剂量的增加而表现出降低，此结果与本研究相一致。

2.4 电子鼻对红烧老鹅的挥发性风味分析

将不同方式杀菌的样品通过电子鼻检测分析，利用电子鼻设备中配备的18 个传感器检测得到的气味信号，通过电子鼻自带的软件对获得的气味信号分析得到信号数据进行PCA。由图3可知，PC1和PC2的贡献率分别为95.75%和2.27%，两者累计贡献率为98.02%，大于85%，表明PC1和PC2包含的信息量基本能够反映样品的整体信息特征。PCA图中横坐标或纵坐标的方差贡献率越大，样品间在横坐标或纵坐标上的距离越大，其差异也越大[13,26]。图3中主成分1的方差贡献率远大于主成分2的方差贡献率，样品间在横坐标上的距离越大，其差异也就越大。

D6、G6、D12和D9、G9、G12在横坐标上间隔较远，说明这两者在风味上有一定的差异。D3、G3、105 ℃和CK处理组的样品相距接近，说明这4 个处理组的样品挥发性风味可能相差不大，然而由图2可知，这4 个处理组TBARS值大小也比较接近，由此可见，这4 个处理组的风味可能与TBARS值变化有关。脂质氧化会产生一系列的次级产物，导致氢过氧化物的降解和各种化合物的形成，包括TBARS值和挥发性化合物，其中一些挥发性醛，如己醛或2,4-癸二烯醛，对肉品风味的变化起到重要作用[19,27]。而脂质氧化容易产生多不饱和脂肪酸，氧化程度与辐照剂量呈正比，不饱和脂肪酸经辐照后形成的自由基和氢过氧化物易攻击氨基酸侧链，产生挥发性羰基类化合物[28]。此外，辐照会促使肉品中蛋白质侧链氧化或骨架断裂产生挥发性化合物，如羰基、硫醇、亚砜类化合物[2]，辐照也能促使氨基酸降解产生挥发性风味物质，其对氨基酸的降解不仅发生在侧链，而且发生在氨基和羧基上[29-30]。Feng等[31]研究表明，辐照碱性基团的氨基酸会产生乙醛，乙醇和乙酸乙酯等挥发性化合物，辐照含硫氨基酸基团会产生乙硫醇、乙酸甲酯、2-丙酮和丙酸甲酯等挥发性化合物，这些反应可能是肉品经不同剂量辐照后风味有所不同的重要原因。121 ℃处理组的鹅肉在PCA图的位置离其他样品较远，这可能是高温处理下，红烧老鹅肉的风味发生失真的变化，与其他样品差异比较大。戴妍等[5]研究了不同杀菌温度对南京盐水鸭产品风味变化，表明108 ℃组的鸭肉更接近盐水鸭的原有风味，而121 ℃组的盐水鸭感官评分较低，偏离盐水鸭原有风味，其研究结果与本研究相符。

图3 不同杀菌方式的红烧老鹅肉挥发性风味成分的PCA图Fig. 3 PCA plot of volatile flavor components of braised goose in brown sauce treated with different sterilization methods

不同杀菌方式下的11 个样品，将电子鼻中18 个不同传感器对气味的响应值制成雷达图谱，观察不同样品在同一个传感器上的差异，传感器对气味的响应值较高，响应值差异越大，对挥发性气味的区分效果越好。由图4可知，不同杀菌样品在同一传感器上表现出显著差异，尤其是传感器P30/2、P40/2、P30/1、PA/2、T70/2、P40/1、P10/2、P10/1、TA/2、T30/1。结合表2可知，传感器P30/2、P40/2、P30/1、T70/2、P40/1、P10/1、T30/1对应的敏感物质为硫化氢、酮、氨、乙醇、甲苯、二甲苯、氯化氢等，这些传感器对红烧老鹅的挥发性气味的响应值较高，且差异也比较明显，因此能较好反应不同杀菌方式对红烧老鹅挥发性气味的差异，可以作为红烧老鹅挥发性气味差异的特征传感器。而传感器PA/2、P10/2、TA/2对应的敏感物质为乙醇、氨、胺类、碳氢化合物等，这些传感器对挥发性气味的响应值较低，在一定程度上对不同杀菌方式挥发性气味变化的影响起到辅助作用。

表2 传感器及其对应敏感物质类型[32]Table 2 Types of sensors and corresponding sensitive compounds

图4 不同杀菌方式下红烧老鹅的电子鼻数据雷达图Fig. 4 Radar fi ngerprinting of electronic nose data with different sterilization methods

3 结 论

不同杀菌方式对真空包装的红烧老鹅肉的脂肪酸和挥发性风味有显著影响，高剂量的电子束和60Co-γ射线以及高温能加速红烧老鹅肉脂质的氧化，9 kGy剂量的60Co-γ射线对红烧老鹅TBARS值的影响最为显著；与对照组相比，饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸的含量随电子束或60Co-γ射线辐照剂量的增加而增加，105 ℃组饱和脂肪酸含量显著高于121 ℃组，而105 ℃组单不饱和脂肪含量显著低于121 ℃组；多不饱和脂肪酸的含量则随电子束或60Co-γ射线辐照剂量的增加而减少，105 ℃组多不饱和脂肪酸含量显著高于121 ℃组；电子束3 kGy、60Co-γ射线3 kGy和105 ℃组与空白组的风味差异较小，电子鼻传感器P30/2、P40/2、P30/1、T70/1、P40/1、P10/1、T30/1对红烧老鹅的挥发性气味的响应值较高，且差异也比较明显，能较好反映不同杀菌方式对红烧老鹅挥发性气味的差异，可以作为红烧老鹅挥发性气味差异的特征传感器。因此，低剂量（＜6 kGy）电子束，60Co-γ射线辐照和105 ℃处理对红烧老鹅肉脂肪酸和挥发性风味的影响较小，可为红烧老鹅产品选择不同的杀菌方式提供可行性依据。