辐照技术在猪肉加工制品中的应用

姚 涛 沈韫韬 徐 琰 张 娜

1.海盐县食品药品检验检测中心 浙江嘉兴 314300 2.浙江省平湖技师学院 浙江嘉兴 314200

辐照是一种新型的灭菌技术，是指利用射线对食品或者食品原材料进行照射，从而达到延迟食品某些生理变化的发展，如发芽和成熟，或者是对食品进行杀虫、灭菌等处理，以达到延长食品的保存时间，稳定并提高食品质量的目的[1]。

辐照技术的优点如下。

(1)辐照食品可以在常温或者低温下进行，且处理的整个过程中，食品本身的温度提升很小，这样有利于保持食品的质量。

(2)射线的穿透力强，可以在包装及不解冻的情况下对食品进行辐照，杀灭深藏在食品内部的寄生虫和微生物。

(3)辐照过的食品不会留下任何残留物。

(4)与其他的食品保存方法相比，辐照技术的能源消耗更小[2]。

(5)可以改进某些食品的工艺和质量。

目前辐照技术应用在多个食品领域，如水果、蔬菜、肉类、香辛料、干果果脯等，截止到2017年底，我国的辐照加工市场规模达到了1 093.5亿元，未来的规模还会进一步扩大[3]。辐照技术在猪肉加工制品生产上的使用比较普遍，辐照会对猪肉制品的组成成分、风味、气味等产生影响。

1 辐照对猪肉加工制品品质的影响

1.1 辐照对猪肉加工制品感官的影响

1.1.1 对猪肉加工制品气味的影响

辐照会改变食品的理化性质，鲜猪肉在经过辐照灭菌以后，会产生一些令人不适的辐照异味，这会影响到猪肉的感官品质。这是由于经过辐照处理后，鲜猪肉会产生含硫挥发性化合物，而这些含硫的化合物来源主要是来自于肌肉组织。肌肉组织中含有大量的含硫蛋白，这些蛋白质经过辐照以后侧链会发生氧化，且蛋白骨架会发生断裂，或者这些蛋白质发生交联作用，从而产生了甲硫醇、硫化氢等物质，进而形成了辐照异味[4]。

猪肉加工制品的主要成分就是猪的肌肉组织与脂肪组织等，虽然这些影响同样存在于猪肉加工制品中，但是降低辐照量和辐照时间会有效地减少辐照异味的产生。猪肉加工制品在加工过程中使用不超过国家标准GB14891.1-1997中规定的剂量限制与照射要求，同时控制其他的辐照条件，就只会产生出极其微量的辐照异味，对原制品的口感和风味几乎不产生影响[5]。

1.1.2 对猪肉加工制品色泽的影响

由于肌肉组织在经过辐照以后，会产生自由基，从而催化肌红蛋白发生反应，所以新鲜的猪肉经过辐照以后会呈现亮红色[6]。猪肉加工制品是猪肉经过一系列加工后的产品，其内部的肌红蛋白在加工过程中已经发生了变性，所以在经过辐照以后，猪肉加工制品的色泽变化不明显，呈深红色。在同样未经过辐照处理的猪肉加工制品中，随着时间的推移，经过辐照处理的猪肉加工制品色泽比未经过辐照处理的猪肉加工制品色泽变化小。

1.2 辐照对猪肉加工制品中蛋白质的影响

辐照会使猪肉加工制品中的蛋白质发生脱氨、脱氢、交联、降解、硫氢键氧化等一系列反应，在经过这一系列反应后，蛋白质的稳定性会变差，容易失去生物活性，但是在蛋白质总量上并不会发生较大的改变[7]。研究表明，使用低于50kGy以下的剂量去照射食品，对比前后的蛋白质总量与成分未发现明显变化。这是因为蛋白质拥有多级结构，低剂量的辐照对蛋白质的总体影响不大。

1.3 辐照对猪肉加工制品中脂肪的影响

猪肉加工制品使用的原料是猪肉，猪肉中含有较多的脂肪，脂肪也比较容易受到辐照影响，经过辐照后脂肪会发生氧化、脱羟、脱氢等反应，但是反应的程度取决于脂肪的种类、辐照的剂量等外在的条件。但是随着辐照剂量的增加，脂肪的氧化程度在不断加深，这可以从猪肉加工制品的过氧化值的检测中得到[8]。由于猪肉中含有大量饱和脂肪酸，这种脂肪酸比较稳定，对辐照的敏感程度不高，所以辐照对猪肉加工制品的过氧化值虽然有影响，但是影响比较有限。在采用真空包装后，这种情况更加能得到控制。

1.4 对猪肉加工制品中碳水化合物的影响

碳水化合物在辐照条件下是比较稳定的，要使碳水化合物发生氧化或者降解，需要的辐照剂量远远超过国家规定的辐照剂量。但大剂量的辐照会使碳水化合物辐解，产生的变化主要包括糖苷键的断裂、融点降低、旋光性发生改变等[9]。碳水化合物的辐解产物主要有氢气、一氧化碳、二氧化碳、水、甲烷、甲醛、丙酮等。这其中的一些物质是会对人体产生伤害的，控制猪肉加工制品生产过程中碳水化合物的添加量，而且使用符合国家标准的辐照剂量，并不会对猪肉加工制品的食用安全性产生影响。

1.5 对猪肉加工制品中维生素的影响

维生素分为水溶性维生素和脂溶性维生素，但是不管哪种维生素都对辐照比较敏感，这其中以脂溶性的维生素E和维生素K,水溶性的维生素B和维生素C尤为明显[10]。猪肉加工制品中的B族维生素含量比较丰富，所以辐照会破坏其中的维生素，但是水溶性的维生素如果是处于一个复合状态时，会减小对辐照的敏感度。并且辐照的剂量、温度等都会影响到维生素的破坏程度,所以辐照会使猪肉加工制品中的水溶性维生素受到损失，但是总的来说影响有限。

2 辐照对猪肉加工制品保存效果的影响

2.1 辐照灭菌的原理

食品的辐照灭菌是指利用电离辐射产生的γ射线或电子加速器产生的电子束去照射需要处理的食品，这些射线对微生物会产生直接或者间接的作用[11]。直接的作用是使微生物的组成物质发生电离或者电子进入激发态，形成离子、激发态的原子或者打碎分子，来杀伤微生物。间接的作用是使微生物生存的外界环境发生改变，特别是水发生辐解生成自由基和过氧化氢，这2种物质会影响微生物的正常生命活动，从而导致微生物死亡。

2.2 猪肉加工制品辐照灭菌的影响因素

2.2.1 辐照剂量

在食品中，不同剂量的辐照与微生物生长的量呈现反比关系，也就是说辐照剂量越大，对微生物的杀灭效果越好。但是不同的微生物对辐照的敏感度不同，以食品中常见的微生物为例，耐辐照性为芽孢菌>酵母菌>霉菌>革兰氏阳性菌>革兰氏阴性菌[12]。而且芽孢的耐辐照性更为强大，所以要杀灭食品中所有微生物需要的照射剂量要根据食品中可能会有的微生物来进行调整。

2.2.2 初始含菌量

猪肉加工制品在加工过程中会从原料、作业人员、生产线等处带入微生物，有大量的研究表明，食品中初始的含菌量越大，所需要的辐照也就越大[13]。从某种角度上讲，初始含菌量直接决定了所需要的辐照灭菌剂量。所以从整个猪肉加工制品的生产过程中入手，减少微生物带入的风险，就可以有效地降低后期猪肉加工制品灭菌所需要的辐照剂量。

2.2.3 微生物种类

电离辐射杀灭微生物一般以杀灭90%微生物所需的剂量(Gy)来表示，即残存微生物数下降到原菌数10%时所需用的Gy剂量，并用D10值来表示。不同种类微生物的D10值不同，一般的微生物D10值都在10kGy以下，但是一些病毒或者芽孢D10值就会比较大，比如口蹄疫病毒O型在20%蛋白胨介质中的D10值为36.0kGy。总的来说，对辐照的敏感度是真菌>细菌>病毒[14]。

2.2.4 环境温度

在常温环境下，辐照灭菌的效果和温度的关系不大，但是在低温环境下，可以有效地抑制辐照异味的产生，保证产品原有的风味不发生太大的改变[15]。同时，绝大多数微生物的繁殖能力会随着温度的降低而下降，所以在低温下辐照能减少营养物质的流失，也延长了产品的货架期。同样在低温环境下，猪肉加工制品中产生辐照异味的化学反应会减慢，辐照异味也会在低温辐照条件下大大减小。

3 结论

猪肉加工制品灭菌普遍使用的是高温高压灭菌的传统技术，由于使用的温度是超过100℃，会引起猪肉加工制品中某些蛋白质发生变性，从而影响产品的风味与口感。辐照加工中使用的辐照剂量大多控制在10kGy以下，根据研究结果表明，用10kGy以下辐照剂量处理过的食品，其风味、色泽，内部的蛋白质、脂肪和维生素等基本保持稳定[16]，同时可以有效地延长猪肉加工制品的保存期,所以使用辐照技术来延长猪肉加工制品的保存期是安全的，并且可靠。