高能電子束輻照對方便食品雞丁品質及微生物的影響

摘要：目的：探討不同劑量高能電子輻照對方便食品雞丁品質及微生物的影響。方法：采用0、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0和15.0kGy劑量高能電子輻照方便食品雞丁肉包后立即置于4 ± 0.5℃下貯藏，分析輻照對方便食品雞肉微生物的殺滅效果及品質的影響。結果：高能電子輻照顯著降低了方便食品雞肉貯藏期病原微生物的滋生，且抑制效果隨著輻照劑量的增大而增加。同時，質構分析發現，與對照相比，低于5.0kGy劑量輻照能較好地維持雞肉貯藏期硬度、咀嚼性、黏聚性、彈性等參數，而高于7.0kGy劑量不利于維持雞丁質構品質。中劑量（5.0kGy和7.0kGy）輻照處理有利于維持雞丁長期貯藏中粗脂肪含量，降低揮發性鹽基氮含量，從而維持氨基酸的穩定性，保持較低的過氧化值。結論：為了維持方便食品中雞丁長期貯藏的風味，采用劑量為5.0～7.0kGy高能電子輻照比較合理。

關鍵詞：高能電子；方便食品；雞丁；品質；微生物

中圖分類號：TL99" " " 文獻標志碼：A" " " 文章編號：1008-4657（2024）04-0047-08

0" " " " 引言

方便食品（自熱和冷食）因烹制簡單、食用簡便、易于攜帶和貯藏而逐漸替代了傳統飲食，近年來得到了快速發展，市場前景廣闊［ 1-2 ］。雞肉自古以來因其細嫩多汁、味道鮮美、高蛋白、低脂肪、低膽固醇、低熱量等特點［ 3 ］，被認為是一種健康的肉類食品，尤其是在方便食品中，很受消費者的青睞。然而，方便食品中的葷菜包和素菜包多采用熱力殺菌結合化學防腐劑的方法進行保鮮［4-5］，雖然能有效保證食品的衛生安全，但熱效應會導致食品的色澤、風味及營養物質發生變化［ 6 ］，化學防腐劑的使用還會帶來健康隱患［ 7 ］。高能電子束輻照技術是一種冷殺菌技術，利用一定劑量的波長極短的電子束射線對食品進行殺菌，具有操作方便、溫度變化小、殺菌效果好等特點，因而能夠有效避免傳統食品殺菌技術所帶來的負面影響［ 8 ］。

近年來，高能電子束輻照在殺滅農產品尤其是植物性食品（水果、蔬菜及大田農作物）微生物、害蟲及改進品質等方面已有研究［ 9-12 ］，但在肉制品保鮮方面的報道較少。本文重點討論了高能電子束輻照殺菌技術對方便食品雞肉產品的感官品質和微生物的影響，以期為維持方便食品中雞肉產品的風味和延長貨架期提供理論基礎及數據支持，同時，也為食品輻照技術推廣和應用提供依據，提高輻照食品質量安全水平和市場競爭力。

1" " " " 材料與方法

1.1" " " " 材料準備

新鮮雞胸脯肉購買于超市，洗凈，分切成大小一致的雞丁（1 cm × 1 cm × 1 cm），4 ℃下腌制3 h，于沸水中焯水熟化，撈出、瀝干水分，進行真空包裝，每袋100 g，單層平鋪在冰盒里。

1.2" " " " 輻照處理

電子束輻照采用 FZ-10/15 型高能電子加速器，能量 10 MeV。根據預備實驗，為了保證雞丁輻照品質，設0、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0和15.0 kGy共8個輻照劑量處理，每個處理3次重復，每個重復15袋。經重鉻酸銀劑量計標定，實測劑量為0.0，0.9，2.8，4.9、6.8、9.5和14.8 kGy（為了簡化，下文均以設計劑量表示），輻照后將樣品放入4 ℃冷藏室貯藏。分別于輻照當天（0天），貯藏1周，2周，4周，8周，16周和32周測定各項指標，處理中出現漲袋后停止相關指標測定（失去商品價值）。

1.3" " " " 主要儀器設備

高能電子加速器（FZ-10/15），質構儀（島津EX-Z），分光光度計（島津UV-1700），真空封口機（DZ-500/2ES），電子天平（BSAS-CW）。

1.4" " " " 測定方法

菌落總數、大腸菌群、金黃色葡萄球菌根據GB 4789-2010規定進行測定。

質構參數測定：選用厚度在8～10 mm的雞肉，用質構儀對雞肉粘性、硬度、黏聚性、彈性和咀嚼性進行測試，測試條件是：測前速率為2.0 mm/s，測試速率為1.0 mm/s，測后速率為1.0 mm/s，觸發力的大小為5.0 g，應變為50％，采用P2探頭，每項測試重復7次，去掉最高值與最低值，結果取平均值。

粗脂肪含量測定：參照GB 5009.6-2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》中的索氏抽提法進行粗脂肪含量測定。

揮發性鹽基氮含量測定：采用GB5009.228-2016《食品安全國家標準 食品中揮發性鹽基氮的測定》中規定的自動凱氏定氮法進行測定。將10 g樣品剪碎后加入100 mL去離子水，室溫下振蕩浸提30 min后過濾，取濾液5 mL加入5 mL氧化鎂（10 g·L-1）懸濁液，使用凱氏定氮儀測定。

TBARS值測定：參照古明輝等的方法稍作修改進行［ 13 ］。稱取雞肉10 g置于錐形瓶中，加入50 mL的7.5%三氯乙酸（含有0.1%的EDTA）振蕩30 min，用真空泵抽濾2次。吸取5 mL上清液于試管中，加入5 mL0.02 mol/L的2-硫代巴比妥酸溶液，100 ℃水浴30 min，冷卻后1 600 r/min離心5 min，取上清液加入5mL三氯甲烷，振蕩搖勻，靜置分層后取上清液，采用雙波長532 nm和600 nm比色法測定，結果用每千克肉中丙二醛的毫克數表示。計算公式如下：

TNARS" =" "× 72.6 × 1000

2" " 結果與分析

2.1" " 不同輻照劑量對雞丁貯藏期微生物含量的影響

有研究表明，高能電子束可以直接作用于蛋白質、脂類和核酸，使其發生斷裂、交聯、降解等一系列化學反應，改變其生物化學性質，導致其結構破壞和功能喪失，從而達到殺死微生物的目的［ 14 ］。本研究中所有處理均未檢測到大腸桿菌和金黃色葡萄球菌，說明雞丁在輻照前是符合食品安全標準的。高能電子束輻照后對雞丁微生物的殺滅效果如表1所示。

由表1可知，雞丁樣品在剛開始存放時，除了0和1.0 kGy處理外培養基上均無菌落，未輻照的雞丁在存放1周后產生大量菌落，達到2.5 × 107 CFU/g，低劑量輻照（1.0和3.0 kGy）處理下也檢測到微生物，劑量為5.0 kGy處理的雞丁在貯藏4周檢測到大量微生物，而劑量大于7.0 kGy輻照處理的雞丁貯藏整個貯藏期未檢測到微生物。

2.2" " 不同輻照劑量對即食雞丁貯藏期色差的影響

不同劑量高能電子輻照后對雞丁貯藏期色差的影響如表2所示。

從表2統計數據可以看出，與對照（0 kGy）相比，1.0～7.0 kGy電子束輻照劑量對雞丁的初始（0天）亮度值（L）和黃度值（b）無顯著影響影響，但顯著降低了雞丁的紅度值（a）。Feng X等［ 15 ］在研究電子束對冷鮮豬肉進行輻照殺菌時觀察到0～5.6 kGy輻照劑量范圍內亮度和黃度沒有規律性變化，而其紅度隨著輻照劑量的增加而色澤變深，由此說明，高能電子束輻照對肉制品色澤的影響不僅與輻照劑量有關，可能還與肉的種類和質地有關。對照處理中，雞丁貯藏至2周，色差呈現顯著下降，而經過輻照處理后，雞丁貯藏至2周，色差幾乎沒有變化，說明輻照處理有利于雞丁短期里維持色差。高劑量輻照（≥ 10.0 kGy）后在貯藏后期（16～32 周）色差值明顯低于中劑量（5.0～7.0 kGy）。可以推測，5.0～7.0 kGy電子束輻照劑量對雞丁長期貯藏顏色的維持有一定的正效應。

2.3" " 不同輻照劑量對雞丁貯藏期質構的影響

粘附性是模擬探頭與樣品接觸時用以克服兩者表面間吸引力所必需的力。不同劑量高能電子輻照后對雞丁貯藏期粘性的影響如表3所示。

由表3可知，真空包裝雞丁粘性隨著輻照強度的增加呈現顯著增加的趨勢，與對照相比，貯藏0天，7.0 kGy、10.0 kGy和1.05 kGy處理分別增加1.37、1.78和2.24 g·sec，而隨著貯藏時間的延長，低劑量輻照（≤ 3 kGy）粘性下降較快，高劑量輻照（≥ 5 kGy）粘性下降較慢，當貯藏的2周時，5.0 kGy和7.0 kGy處理分別下降了0.8%和7.4%，遠低于對照處理的34.60%，說明5.0～7.0 kGy在短期貯藏，能顯著延緩雞丁粘性下降，從穩定雞丁粘性的角度分析，輻照劑量維持在5.0～7.0 kGy較為合理。雞丁貯藏至32周時，其粘性最大值出現在15.0" kGy輻照處理樣品中，說明高劑量輻照處理，對長期貯藏維持雞丁粘性有一定的作用。

硬度測量值是使物體達到形變所需要的最大力。不同劑量高能電子輻照后對雞丁貯藏期硬度的影響如表4所示。

從表4不難看出，與對照相比（0 kGy），輻照降低了雞丁的硬度，且降低的幅度與輻照強度存在正相關，相對而言，低劑量輻照和高劑量輻照后對維持雞丁貯藏期硬度效果不明顯，而5.0～7.0 kGy輻照有利于雞丁硬度的保持。在貯藏過程中，雞丁硬度呈明顯下降趨勢，如對照處理貯藏2周后，雞丁的硬度下降了1 157.56 g，僅僅相當于貯藏0天時的59.30%，5.0 kGy和7.0 kGy兩種處理能很好的維持雞丁的硬度，貯藏至32周時，其硬度依然為1 883.39 g和1 927.29 g。

表5反映了不同劑量高能電子輻照后對雞丁貯藏期咀嚼性的影響。

由表5可知，高能電子輻照顯著降低了雞丁的咀嚼性，低于5.0 kGy輻照后，咀嚼性變化較小，高劑量（15.0 kGy）輻照后貯藏初期，咀嚼性下降較快，貯藏1周后，咀嚼性低于300，基本失去了雞丁本身的咀嚼價值，雞丁經5.0～7.0 kGy輻照后，即使貯藏32周，咀嚼性仍然保持在450以上。

不同劑量高能電子輻照后對雞丁貯藏期彈性的影響如表6所示。

由表6可知，與對照相比，除了15.0 kGy高能電子輻照顯著提高雞丁彈性外，其它劑量處理對雞丁彈性影響不顯著。隨著貯藏時間的延長，雞丁彈性不斷增加，對照（0 kGy）雞丁貯藏兩周后彈性增加了33.62%，7.0 kGy輻照處理后雞丁貯藏至32周，此時彈性相對于貯藏初始值僅僅增加了12.68%。

2.4" " 不同輻照劑量對雞丁貯藏期粗脂肪含量的影響

高能電子輻照對雞丁貯藏期脂肪含量的影響如圖1所示。

通過圖1可知，高劑量輻照顯著降低了雞丁初始粗脂肪含量，10.0 kGy和15.0 kGy處理后粗脂肪含量在貯藏0天時分別為12.36%和11.65%，顯著低于對照處理的15.17%，說明高劑量輻照不利于雞丁粗脂肪的積累。當貯藏至2周時，對照樣品中粗脂肪含量下降至9.10%，而經不同劑量高能電子束輻照后的樣品粗脂肪含量依然為11.19%～13.57%，從粗脂肪含量的角度來看，輻照處理有利于雞丁短期貯藏粗脂肪的保持，隨著貯藏時間的推移至32周，粗脂肪含量有所下降，5.0 kGy、7.0 kGy、10.0 kGy和15.0 kGy處理的樣品粗脂肪含量依次為9.91%，9.97%，10.01%和10.54%。

2.5" " 不同輻照劑量對雞丁貯藏期揮發性鹽基氮含量的影響

高能電子輻照對雞丁貯藏期揮發性鹽基氮含量的影響如圖2所示。

從圖2可以看出，高能電子輻照顯著增加了雞丁初始揮發性鹽基氮含量，其中以10.0 kGy劑量輻照增加的幅度最大，其次為7.0 kGy劑量輻照的樣品。從貯藏期的角度來看，隨著貯藏時間的延長，雞丁揮發性鹽基氮含量呈顯著增加的趨勢，當對照樣品貯藏2周時，揮發性鹽基氮含量達到10.78 mg/100g，相當于初始值的8.58倍，而經過輻照后的雞丁揮發性鹽基氮含量僅為初始值的1.79～4.11倍，說明雞丁貯藏前輻照處理，在短期內可以維持貯藏期氨基酸結構和含量。Dril A A等［ 16 ］研究發現，在試驗輻照劑量（3～9 kGy） 范圍內電子束輻照殺菌會將蛋白質降解成氨基酸，提高蘑菇中游離氨基酸的含量。當輻照雞丁貯藏至32周時，揮發性鹽基氮含量最小值出現在5.0 kGy輻照樣品中，但也達到13.57 mg/100g，明顯高于對照樣品貯藏2周時的揮發性鹽基氮含量。

2.6" " "不同輻照劑量對雞丁貯藏期TBARS值的影響

高能電子輻照對兔丁貯藏期過氧化值（TBARS）的影響如圖3所示。

從圖3可以觀察到，10.0 kGy和15.0 kGy輻照處理后，雞丁初始過氧化值分別達到了0.45 mg MDA/kg和0.47 mg MDA/kg，相比較于對照處理，分別增加了33.98%和39.90%，而低劑量處理與對照比較差異無統計學意義，說明高劑量輻照加速了雞丁的氧化，對品質的維持存在負面效應。有研究表明，輻照殺菌產生的自由基會引起自由基的鏈式反應，加速食品脂肪氧化的過程，從而使輻照食品的酸價、過氧化值和羰基價增大［ 17 ］。當雞丁貯藏2周時，對照樣品的過氧化值為1.08 mg MDA/kg，相當于貯藏0天時的3.26倍，而輻照處理的樣品隨著處理劑量的不同而呈現不同趨勢，與各自初始值比較，過氧化值為貯藏0天時的0.83～1.18倍；當樣品貯藏至32周時，中劑量（5.0 kGy和7.0 kGy）低于對照處理樣品貯藏2周時的過氧化值，而高劑量（10.0 kGy和15.0 kGy）高于對照處理樣品貯藏2周時的過氧化值。

3" " 結論與討論

方便食品中雞丁包經過高于7.0 kGy以上劑量電子束輻照處理，可有效殺滅微生物，同時對雞丁長期貯藏顏色的維持有一定的正效應，但高劑量輻照不利于維持雞丁質構品質，而低于5.0 kGy劑量輻照能較好地維持雞肉貯藏期硬度、咀嚼性、黏聚性、彈性等參數。輻照處理后，雞丁在貯藏前期有一些輻照味，但貯藏1周后，異味就會消失。對雞丁貯藏期粗脂肪和揮發性鹽基氮含量以及過氧化值（TBARS）研究結果表明，中劑量（5.0 kGy和7.0 kGy）輻照處理有利于維持雞丁長期貯藏中粗脂肪含量，降低揮發性鹽基氮含量，從而維持氨基酸的穩定性，保持較低的過氧化值。綜合來看，為了保持方便食品中雞丁在長期貯藏中的風味，可采用劑量為5.0～7.0 kGy電子束輻照作殺菌處理。

參考文獻：

［1］Gauthier I，Fiestan G. Individual differences in the recognition of prepared food［J］. Journal of Vision，2022，22（14）：4101.

［2］李冬梅，張雪迪，畢景然，等.中式預制菜肴產業的傳承與創新［J］.中國食品學報，2022，22（10）：1-8.

［3］邢素霞，王九清，陳思，等.基于K-means-RBF的雞肉品質分類方法研究［J］.食品科學技術學報，2018，36（4）：93-99.

［4］Wang Zhouli，Cai Rui，Yang Xiandong，et al. Changes in aroma components and potential Maillard reaction products during the stir-frying of pork slices［J］. Food Control，2021，123：107855.

［5］Jildeh Z B，Wagner P H，Sch？ning M J. Sterilization of objects，products，and packaging surfaces and their characterization in different fields of industry：the status in 2020［J］. Physica Status Solidi，2021，218（13）：2000732.

［6］Gynter Kotrri，Gerhard Fusch，Celia Kwan，et al. Validation of correction algorithms for Near-IR analysis of human milk in an independent sample set-effect of pasteurization［J］. Nutrients，2016，8（3）：119.

［7］Zhang Mengna，Pan Xinglu，Dong Fengshou，et al. Distribution，migration and changes of typical chemical preservatives on orange during storage and processing［J］. Food Chemistry，2023，415：135728.

［8］Yang Jun，Wei Wenjing，Holman B W B，et al. Effects of low-energy electron beam irradiation on the shelf-life and quality of vacuum-packaged beef steaks during chilled storage［J］. Meat Science，2022，193：108932.

［9］Aisala H，Nygren H，Sepp？覿nen-Laakso T，et al. Comparison of low energy and high energy electron beam treatments on sensory and chemical properties of seeds［J］. Food Research International，2021，148：110575.

［10］Zhang Xinxia，Wang Li，Chen Zhengxing，et al. Effect of high energy electron beam on proteolysis and antioxidant activity of rice proteins［J］. Food amp; Function，2020，11（1）：871-882.

［11］Bhat R，Sridhar K R. Nutritional quality evaluation of electron beam-irradiated lotus（Nelumbo nucifera） seeds［J］. Food Chemistry，2008，107（1）：174-184.

［12］喜梅花，候妤婕，沈荷玉，等.電子束輻照預處理對核桃青皮活性物提取及其抑菌活性的影響［J］.食品與發酵工業，2022，48（14）：55-62.

［13］古明輝，楊澤莎，馬萍，等.超聲波輔助在羊肉多次凍融中保持理化特性及減少蛋白損失的作用［J］.中國農業科學，2021，54（18）：3970-3983.

［14］Zhang Yifan，Huber N，Moeller R，et al. Role of DNA repair in Bacillus subtilis spore resistance to high energy and low energy electron beam treatments［J］. Food Microbiology，2020，87：103353.

［15］Feng X，Wang X，Wang L，et al. Effects of electron-beam irradiation on fresh pork quality in vacuum-packaged［J］. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology，2015，15（2）：126-131.

［16］Dril A A，Mayurnikoval A，Rozhdestvenskaya L N. The influence of ionizing radiation on free protein content and microorganisms’ growth in oyster mushrooms［J］. IOP Conference Series：Earth and Environmental Science，2021，640（3）：032060.

［17］Akhter R，Masoodi F A，Wani T A，et al. Synergistic effect of low dose γ-irradiation， natural antimicrobial and antioxidant agents on quality of meat emulsions［J］.Radiation Physics and Chemistry，2021，189（1）：109724.

The Influence of High-energy Electron Beam Irradiation

on Chicken Quality and Microorganism of Convenient Food

LU" Yunmei

（College of Biological Engineering， Jingchu University of Technology， Jingmen 448000， China）

Abstract：The effects of irradiation at different doses on the microbial load and quality of the diced chicken were investigated. The chicken convenience foods were irradiated with 0， 1.0， 3.0， 5.0， 7.0， 10.0 and 15.0 kGy doses of high-energy electron irradiation and stored at 4±0.5 ℃ immediately after irradiation to analyze the effect of irradiation on the microbial killing and the quality effect of the chicken convenience food. The results showed that high-energy electron irradiation significantly reduced the breeding of pathogenic microorganisms during the storage period， and the inhibition effect increased with the increase of the irradiation dose. Compared with the control， the dose of irradiation lower than 5.0 kGy could better maintain the hardness， chewiness， cohesion， springiness and other parameters during the storage period， while the dose higher than 7.0 kGy was not conducive to maintain the texture quality of chicken. In the long-term storage， medium dose （5.0 kGy and 7.0 kGy） irradiation helps to maintain crude fat content and reduce volatile base nitrogen content， thus maintaining the amino acid stability and the low peroxide values. In comprehensive evaluation， in order to maintain flavor of diced chicken of convenient food during the long-term storage， high-energy electron irradiation of 5.0 ～ 7.0 kGy is reasonable.

Key words：high-energy electron; convenience foods; diced chicken; quality; microbe