气调包装结合电子束辐照对蚌肉的保鲜效果

蒋慧亮，王正云，杨絮，展跃平，邢超，杨綮，段佳伟

（1.江苏农牧科技职业学院食品科技学院，江苏泰州 225300）

（2.中国水产科学研究院东海水产研究所，上海 200090）

河蚌是一种常见的淡水贝类，味道鲜美，新鲜蚌肉中氨基酸含量丰富，呈味氨基酸含量达44.33%，与象拔蚌接近[1]。一般蚌壳较大，取肉后的蚌壳造成一定的环境污染，若能集中取肉，制成蚌肉净菜销售，既解决了蚌壳污染问题，又方便了消费者的购买，但新鲜蚌肉含水量高，易腐败变质，不利于保存。因此研究安全有效的保鲜方式保证蚌肉的新鲜品质，可拓展蚌肉的销售途径，提高经济产值。

气调包装是采用特定的包装材料，改变包装内的气体比例，从而可以保持食品新鲜度，提高安全性，延长货架期。同时具有操作方便、成本低、效果好等优势，是食品保鲜领域的研究热点，广泛用于果蔬、肉类、水产等食品的物理保鲜[2]。气调包装若与其他保鲜方式相结合，则可以得到更好的保鲜效果。气调包装结合紫外线杀菌有效抑制罗非鱼冷藏中微生物的繁殖和脂肪氧化，延长了贮藏期[3]。微波结合气调包装保持黄皮果实原有的风味品质，延长贮藏时间[4]。真空预冷结合气调包装能进一步维持鸡肉的新鲜品质[5]。气调包装结合赤霉酸能降低青椒呼吸速率，延长货架期[6]。生物保鲜剂结合气调包装应用于苹果、西红柿以及烤鸡的保鲜研究中，并得到较好的效果[7-9]。气调包装结合低温贮藏、冰温贮藏、微冻等能更好得保证食品的新鲜品质[10,11]。电子束是利用电离辐射与物质相互作用所产生的效应以达到延长保质期目的的新兴物理保藏技术，对于水产品贮藏中微生物的繁殖等有很好的抑制作用[12,13]。电子束辐照已应用于蟹肉、泥蚶、三文鱼等水产品的保鲜研究中，并得到较好的效果[14-16]。但目前国内外使用气调包装结合电子束辐照进行保鲜研究的较少。

前期已研究了电子束辐照对蚌肉冰藏过程中品质的影响，实验表明5 kGy 电子束辐照对蚌肉的品质无不良影响，能延长蚌肉冰藏的货架期[1]，本文使用气调包装结合电子束辐照对蚌肉进行保鲜处理，采用不同气调比例对蚌肉进行气调包装，并使用5 kGy 电子束辐照，分析冰藏过程中蚌肉感官品质、菌落总数、挥发性盐基总氮（TVBN）和硫代巴比妥酸值（TBA）的变化，综合评价气调包装结合电子束辐照对蚌肉的保鲜效果，以探究更佳的物理保鲜方式。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜活河蚌（产于泰州水域，夏季，选用活力强、个体带壳重400～500 g）购于泰州市海陵区大润发超市；平板计数琼脂，北京陆桥技术股份有限公司；三氯乙酸、硼酸、乙二胺四乙酸二钠、盐酸、氧化镁、硫代巴比妥酸，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；盐酸、氢氧化钠、柠檬酸钠，优级纯，国药集团化学试剂有限公司。

SPX-25085H-Ⅱ生化培养箱，上海新苗医疗器械制造有限公司；KDN-04B 定氮仪，上海新嘉电子有限公司；紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；IS1020 直线电子加速器辐照加工系统，扬州扬福科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 蚌肉气调包装处理

新鲜河蚌去壳、去腮、去消化腺，保留可食用部分，每份蚌肉约50 g，使用PET 包装，样品随机分为7 组。按照以下气调比例（见表1），使用MAP-QT200扎口气调包装机进行标准充气包装。

表1 样品分组及气调比例Table 1 Sample grouping and air-regulated ratio

1.2.2 蚌肉电子束辐照处理

按照层冰层样品放入底部有漏水孔的泡沫箱中，封箱。将A、B、C、D、E 组及对照2 组样品冷链运至扬州扬福科技有限公司进行电子束辐照处理，剂量为5 kGy，辐照能量为10 MeV，扫描宽度为710 cm，剂量平均束流强度为1650 μA，传输速度为68.7 mm/s、每组剂量设3 个平行样。蚌肉单包排列，不重叠，辐照均匀。

1.2.3 贮藏试验与样品处理

带冰蚌肉均置于生化培养箱（3±0.5） ℃贮藏，适时加冰，贮藏前期每隔2 d 取样，对照1 组贮藏10 d、对照2 组贮藏16 d、气调组贮藏24 d 后每隔1 d 取样，每次随机取样3 份，分别进行感官评价、菌落总数测定、TVBN 测定和TBA 测定。

1.2.4 感官评价

参照GB/T 37062-2018 水产品感官评价指南[17]，由10 名（5 男5 女）食品专业人员组成评价小组，按照表2，从蚌肉的体表、气味、肌肉等进行感官评定。分为高品质期、较好品质期、货架期、腐败期4 等级。

表2 蚌肉感官评价标准Table 2 Criteria for sensory evaluation

表3 不同比例气调包装结合电子束辐照处理蚌肉冰藏中感官品质的变化Table 3 Changes in sensory quality of mussel meat treated by different proportion of modified atmosphere packaging combined with electron beam irradiation during ice storage

1.2.5 菌落总数测定

参照GB 4789.2-2016[18]中平板倾注法测定。

1.2.6 TVBN 测定

参照GB 5009.228-2016[19]中半微量凯氏定氮法进行测定。

1.2.7 TBA 测定

参照GB 5009.181-2016[20]中分光光度法测定。

1.3 数据处理

采用SPSS 进行数据统计分析，各指标测定设3次平行，数据以“平均值±标准偏差”表示。

2 结果与讨论

2.1 不同比例气调包装结合电子束辐照对蚌肉冰藏中感官品质的影响

由表3 可知，对照1 组和对照2 组蚌肉分别于贮藏12 d 和24 d 达到感官拒绝接受值，可见电子束辐照能较好得保持蚌肉的新鲜品质。在电子束辐照的基础上结合气调包装，蚌肉的新鲜品质期有效延长，较对照2 组，气调包装组蚌肉分别再延缓了5、5、3、1 和4 d 达到感官拒绝接受值。但高浓度的CO2会影响蚌肉的色泽，造成产品包装塌陷等问题，而少量O2的融入却可以促进氧和肌红蛋白的生成，保持蚌肉新鲜的颜色[21]，因此E 组较C 组，虽CO2含量相同，但由于E组中含有O2，其感官品质优于C 组。孙路[22]等同样研究发现高氧气调包装能更好得保证鸡肉的新鲜品质。

2.2 不同比例气调包装结合电子束辐照对蚌肉冰贮藏中菌落总数的影响

图1 不同比例气调包装结合电子束辐照处理蚌肉冰藏中菌落总数的变化Fig.1 Changes in total number of colonies of mussel meat treated by different proportion of modified atmosphere packaging combined with electron beam irradiation during ice storage

不同比例的气调包装结合电子束辐照对蚌肉冰藏中菌落总数的影响结果如图1 所示。经5 kGy 的电子束辐照后各组蚌肉中初始菌落总数降至≤10 CFU/g，电子束辐照有效杀灭了蚌肉中的部分微生物。由图1可知，贮藏过程中各气调包装组蚌肉的菌落总数一直小于对照2 组，更远小于对照1 组，在达到感官拒绝接受时，各气调包装组蚌肉的菌落总数分别为4.32、5.31、5.18、6.09 和5.74 log(CFU/g)，均小于各对照组，及水产品微生物限量标准7 log(CFU/g)[23]。气调包装在电子束辐照的基础上进一步抑制了微生物的生长，吴燕燕[24]等研究发现CO2减小了鲈鱼片中的腐败菌丰度，延缓腐败菌的生长，延长产品货架期。Var Isil[25]研究发现40%以上含量的CO2即可有效控制食品中微生物的生长。本论文中各气调包装中CO2的含量越高，对微生物增长的抑制效果越好（p＜0.05）。张建友[26]等同样发现气调包装中CO2的含量越高，毛虾贮藏的稳定性越高。这可能是因为引起蚌肉腐败的微生物主要为需氧菌，CO2造成无氧环境，抑制了大多数腐败菌的生长，同时CO2改变细胞膜的结构，加快氧化磷酸化的反应速率，抑制微生物的生长[27]。但当CO2含量超过50%时，其对微生物的抑制效果相差不显著（p＞0.05）。

2.3 不同比例气调包装结合电子束辐照对蚌肉冰藏中TVBN 值的影响

挥发性盐基氮（TVBN）是衡量鲜冻动物性水产品鲜度的重要指标。不同比例气调包装结合电子束辐照后各组蚌肉在冰藏中的TVBN 值变化趋势如图2 所示，经5 kGy 电子束辐照后，蚌肉中产生TVBN 的速率降低，而不同比例的气调包装对TVBN 的影响不一样，D 组蚌肉中TVBN 值的增长与对照2 组相差不大（p＞0.05），B、C 组和E 组对TVBN 的影响效果相差不大（p＞0.05），而A 组蚌肉中的TVBN 增长相对较缓慢。这可能是因为CO2对微生物生长的抑制，导致蚌肉贮藏中产生的TVBN 减少。各气调组蚌肉在达到感官拒绝接受时，蚌肉中的TVBN 值分别为13.77、14.62、15.21、15.53、14.46 mg/100 g，达到冷冻贝类中TVBN 限值15 mg/100 g 左右[28]。结合感官评价以及菌落总数测定结果，对照1 组、对照2 组以及各气调包装组蚌肉的冰藏货架期分别为12、24、29、29、27、25 和28 d，气调包装结合电子束辐照有效延长了冰藏蚌肉货架期13～17 d。

图2 不同比例气调包装结合电子束辐照对蚌肉冰藏中TVBN 值的影响Fig.2 Changes in TVBN of mussel meat treated by different proportion of modified atmosphere packaging combined with electron beam irradiation during ice storage

2.4 不同比例气调包装结合电子束辐照对蚌肉冰藏中TBA 值的影响

脂肪氧化是引起水产品腐败变质的重要原因，因此TBA 值也可以反映水产品贮藏中的鲜度。不同比例气调包装结合电子束辐照后各组蚌肉在冰藏中的TBA 值变化趋势如图3 所示，电子束辐照诱导加速脂质的氧化，导致蚌肉中TBA 值上升[29]，因此对照2组蚌肉在冰藏中产生的TBA 远高于对照1 组。而气调包装组中由于CO2和N2的加入，造成了厌氧或者低氧的环境，在一定程度上减缓了由于电子束辐照产生的脂肪氧化。M Milijasevic[30]的研究表明气调包装可以通过抑制产品中的脂肪氧化、腐败菌的生长等以达到延长货架期的目的。由图3 可见，各气调包装组蚌肉的TBA 值变化较缓和，其最大值远小于对照1组和对照2 组。且CO2含量越高，对TBA 值的降低效果越明显（p＜0.05）。在冰藏前期，蚌肉中脂类物质氧化，引起TBA 值上升，随着贮藏的进行，挥发性氧化产物逐渐减少，因此各组蚌肉中的TBA 值在达到最大值后呈下降趋势。由于E 组中含有20%的O2含量，因此对TBA 值的抑制效果弱于其他气调包装组，但是整个贮藏期间的TBA 值远低于对照2 组，且各组蚌肉至货架期终点时其TBA 值均未超过水产品一级鲜品TBA 限值5 mg/g[29]。

图3 不同比例气调包装结合电子束辐照处理蚌肉冰藏中TBA 值的变化Fig.3 Changes in TBA of mussel meat treated by different proportion of modified atmosphere packaging combined with electron beam irradiation during ice storage

综上，100% CO2气调包装、70% CO2+30% N2气调包装、50% CO2+50% N2气调包装、30% CO2+70%N2气调包装和50% CO2+30% N2+20% O2气调包装结合电子束辐照相较于对照2 组，在电子束辐照保鲜的基础上冰藏蚌肉货架期分别再延长了5、5、3、1 和4 d，各气调包装组冰藏蚌肉货架期分别为29、29、27、25 和28 d。当CO2含量高于50%时，对冰藏蚌肉货架期的影响差距不明显（p＞0.05），同样新鲜鳕鱼等在40%～50% CO2环境下得到的保鲜效果最佳[31]。20%O2的存在，可缓和由于高CO2造成的蚌肉色泽暗沉、外形凹陷问题，提高蚌肉的色泽度，E 组蚌肉在贮藏过程中的色泽、形态方面优于其他气调包装组。有报道高氧含量的气调包装能有效保持火鸡香肠及猪肉香肠的新鲜品质[32]。因此综合各项指标，50% CO2+30%N2+20% O2气调包装结合电子束对蚌肉的保鲜效果较优，蚌肉冰藏货架期为28 d。奉琳娜[11]研究也发现50%CO2+10% N2+40% O2气调包装的罗非鱼片在微冻环境下，保鲜期可达30 d，与本文研究结论类似。

3 结论

电子束辐照能杀灭蚌肉中的微生物，气调包装可有效延缓微生物的增长，气调包装结合电子束辐照能更好得抑制蚌肉中的微生物的增长，减少蚌肉中挥发性盐基氮的产生，同时气调包装能有效减缓由于电子束辐照引起的脂肪氧化，降低蚌肉中TBA 值。本研究初步探索了气调包装结合电子束对蚌肉的保鲜效果，50% CO2+30% N2+20% O2气调包装结合电子束处理后蚌肉的冰藏货架期达28 d，延长了16 d，为蚌肉的物理保鲜奠定了理论基础。