不同滅菌處理對小龍蝦品質(zhì)的影響

耿勝榮+熊光權+李新+鉏曉艷+白嬋+王康+廖濤

摘要：以熟制小龍蝦（克氏原螯蝦）（Procambarus clarkii）為原料，在真空包裝條件下進行不同劑量的輻照滅菌以及高壓滅菌與輻照滅菌的對比儲藏品質(zhì)研究。結(jié)果表明，在0～8 kGy輻照范圍內(nèi)，蝦肉水分含量、色度L*、a*、彈性、黏度呈下降趨勢，而色度b*、硬度、咀嚼性呈上升趨勢，蝦青素含量和蛋白疏水性增加，蛋白濃度下降，蝦肉的綜合品質(zhì)稍有劣變。與高壓滅菌相比，6 kGy輻照滅菌較好地抑制儲藏期蝦肉含水量下降和色澤發(fā)暗的現(xiàn)象，保證了小龍蝦儲藏期的衛(wèi)生安全、外觀色澤和質(zhì)構(gòu)品質(zhì)。儲藏期蛋白組分由于微生物降解的作用而消失，輻照滅菌在抑制80 kDa處高分子量蛋白組分下降效果尤其明顯。

關鍵詞：小龍蝦（Procambarus clarkii）；輻照滅菌；儲藏品質(zhì)；高壓滅菌

中圖分類號：TS254.4 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）12-2324-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.12.031

The Influence of Different Sterilization Methods on Quality of Crayfish

GENG Sheng-rong1，XIONG Guang-quan1，LI Xin1，ZU Xiao-yan1，BAI Chan1，WANG Kang2，LIAO Tao1

（1.Institute for Farm Products Processing and Nuclear-Agricultural Technology，Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430064，China；2.Chutian College，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430072， China）

Abstract： Taking cooked Procambarus clarkii as raw material， under the condition of vacuum package for different doses of irradiation sterilization，and comparison of the autoclave and irradiation sterilization storage quality research. The results show that the in 0～8 kGy irradiation range， shrimp meat moisture content，chroma L*，a*，elasticity， viscosity was decreased，while the color b*，hardness，chewiness showed an upward trend，increase astaxanthin content and hydrophobic protein，protein concentration decreased，shrimp meat quality slightly deterioration.Compared with the high pressure sterilization，6 kGy irradiation sterilization effectively inhibited the storage period of shrimp meat containing content decreased and the color of dark hair phenomenon，to ensure the health and safety of the storage period of crayfish，the appearance of the color and quality construction quality. In the storage protein fractions，the effect of irradiation sterilization on the inhibition of 80 kDa in the high molecular weight protein fraction was particularly evident due to the effect of microbial degradation.

Key words： shrimp； irradiation sterilization； storage quality； high pressure sterilization

小龍蝦（Procambarus clarkii）也稱克氏原螯蝦、紅螯蝦和淡水小龍蝦，1929年從日本傳入中國，并開始在南京及安徽部分地區(qū)繁衍[1]。小龍蝦肉具有獨特的鮮味，蛋白質(zhì)含量高，脂肪含量低，蝦黃具有蟹黃味，尤其鈣、磷、鐵質(zhì)含量豐富，是營養(yǎng)價值很高的動物性食品[2-4]，每年夏季，用小龍蝦作為油燜大蝦的菜肴受到消費者的廣泛青睞，近年來湖北興起的開袋即食小龍蝦產(chǎn)品，也具有較好的產(chǎn)業(yè)前景[5]。但蝦仁水分與蛋白質(zhì)含量高，特別容易滋生各種細菌，如大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌，另外由于養(yǎng)殖水域環(huán)境的不同造成的產(chǎn)品中鏈球菌、霍亂孤菌、腸炎孤菌和志賀氏菌污染問題最為突出[6]。小龍蝦在即食和貯藏過程中的細菌和寄生蟲，常造成消費者嘔吐、腹瀉等消化道反應，一定程度上限制了該產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

輻照技術是利用放射源產(chǎn)生的γ射線、電子加速器產(chǎn)生的X射線或電子束對食品進行加工處理。輻照作為一種冷滅菌技術，一方面是輻照殺滅蝦仁中病原微生物，另一方面是輻照降解蝦仁中致敏蛋白，在滅菌的同時能夠較好地保持蝦肉品質(zhì)[7-9]。具有防止微生物污染，延長貨架期，節(jié)約能源，有無殘留、無需拆除包裝、滅菌效果好、延長食品保藏期和降低成本等優(yōu)越性，可最大限度的保持食品的品質(zhì)和減少風味的損失，在蛋白類生鮮食品滅菌方面被廣泛采用。

本研究以小龍蝦為原料，采用不同的輻照劑量進行滅菌，并以高壓滅菌為對照，研究蝦肉理化指標（色澤、質(zhì)構(gòu)特性、水分含量）與蛋白質(zhì)性質(zhì)（表面疏水性、蛋白質(zhì)濃度、相對分子質(zhì)量）的變化，評估輻照方法的可行性，從而完善小龍蝦輻照滅菌的工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小龍蝦，購于湖北省農(nóng)業(yè)科學院生鮮超市。8-苯氨基-1-萘磺酸、丙酮、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、丙烯酰胺、異丁醇，均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

TA-XTPlus氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司；CR-400色差儀，柯尼卡美能達株式會社；LDZM-80KCS立式壓力蒸汽滅菌器，上海申安醫(yī)療器械廠；PL2002電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；LXJ-IIB低速大容量離心機，上海安亭（飛鴿）；DYY-12電泳儀，北京六一儀器廠。

1.3 小龍蝦的加工工藝

小龍蝦→清洗分揀→蒸煮熟制→真空包裝→不同滅菌方式（高壓滅菌、輻照）處理→品質(zhì)檢驗→儲藏期試驗。

1.4 試驗設計

最優(yōu)輻照劑量試驗：本試驗輻照源為60Co？酌射線，裝源量30萬居里，平均動態(tài)劑量率60 Gy/min。5個輻照劑量處理：0，2、4、6、8 kGy。以硫酸亞鐵劑量率跟蹤實際吸收劑量。輻照處理后，測定了樣品的水分含量、質(zhì)構(gòu)、肉色澤、蛋白疏水性、蛋白組分、蛋白濃度。根據(jù)測定的指標確定最優(yōu)的輻照劑量。

貯藏試驗：儲藏期試驗以不滅菌樣品為對照組，將高壓滅菌組樣品與最優(yōu)輻照劑量樣品一同放置于4 ℃下冷藏，在儲藏第0、7、14、21、28天時，測定水分含量、質(zhì)構(gòu)、肉色澤、肉中蝦青素、蛋白組分、蛋白濃度、微生物含量（菌落總數(shù)）。

1.5 指標測定方法

1.5.1 水分含量的測定 水分含量采用烘箱干燥法（GB6435-1986）。

1.5.2 色度測定 色差測定參照CIE-L*a*b*法。用便攜式色差儀直接測定樣品蝦肉表面的亮度值L*、紅度a*、黃度b*。色度計在使用前用白板進行校準，同一份樣品測定3次取平均值。

1.5.3 質(zhì)構(gòu)特性的測定 取不同的蝦仁樣品，用TA-XTPlus質(zhì)構(gòu)儀進行測定。探頭：P36R，模式：TPA，測試前速度：1.0 mm/s，測試速度：1.0 mm/s，測試后速度：1.0 mm/s，強度：50%。

1.5.4 蛋白指標的測定 ①蝦肉蛋白粗提液的制備：蝦仁輻照后，稱取一定量的肌肉，剁碎，置于燒杯中，加入4倍體積的冷丙酮（-20 ℃預冷過夜），攪拌1 min，置于4 ℃冰箱中靜置30 min，棄去丙酮，再重復丙酮操作2次，棄去丙酮后，將燒杯置于通風處使丙酮揮發(fā)，待丙酮揮發(fā)完后，加入2倍體積的0.1 mol/L磷酸鹽緩沖溶液，攪拌30 min后，置于4 ℃冰箱中過夜。第2天將其取出，4 ℃、12 000 r/min離心30 min，上清液即為蛋白粗提液。②蛋白濃度的測定：取20 μL蝦肉蛋白提取液溶液，加入裝有2 mL考馬斯亮藍G-250和180 μL H2O的試管中，將溶液混勻2 min后于595 nm處測定其光密度值，以檢測濃度的變化。③蛋白質(zhì)表面疏水性變化的測定：取2 mL蛋白提取液，加入15 μL的8-苯氨基-1-萘磺酸（ANS）液混勻，室溫放置2 h，激發(fā)波長為385 nm，做發(fā)射波長在390～550 nm的熒光強度掃描，通過熒光強度的變化反映蛋白質(zhì)疏水性的變化。④蛋白組分的測定：采用聚丙烯胺凝膠電泳（SDS-PAGE）分析法。12%分離膠，4%積層膠。50 μL蛋白提取液、50 μL水和100 μL上樣緩沖液混合后沸水浴5 min，冷卻至室溫，取10 μL混合溶液上樣。

1.5.5 菌落總數(shù) 菌落總數(shù)根據(jù)GB/T 4789.2-2010測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 熟蝦肉輻照滅菌的工藝優(yōu)化

2.1.1 不同輻照劑量對熟蝦肉品質(zhì)的影響 真空包裝熟蝦肉經(jīng)過0、2、4、6、8 kGy輻照處理后品質(zhì)變化見表1。由表1可見，熟蝦肉輻照后水分含量略有下降，2～6 kGy處理的差異不大。L*值代表蝦肉亮度值，該值越大說明蝦肉光澤度越好；a*代表蝦肉紅度值，該值越高說明蝦肉顏色越好，蝦肉越新鮮；b*值代表蝦肉黃度值，該值越高說明蝦肉越不新鮮。輻照會使蝦肉的紅度和黃度降低，而亮度呈先上升至6 kGy后有下降趨勢。原因可能是輻照會導致蝦肉中血紅素降解，使產(chǎn)品色澤劣變。輻照劑量6 kGy時，蝦肉的亮度L*略有上升，但紅度a*、黃度b*均顯著降低。當輻照劑量大于6 kGy時，蝦肉L*、a*與b*值進一步減少。蝦肉輻照后硬度、黏性、咀嚼性都有所升高，而彈性與黏聚性變化不大，隨著輻照劑量的增加，硬度逐步增加，而彈性、咀嚼性在達到 6 kGy后有下降的趨勢，原因可能為蝦肉中有大量的水分，水輻解生成的活性自由基（如羥自由基與氫自由基）與蝦肉中蛋白質(zhì)發(fā)生諸如脫氨、脫羥、交聯(lián)、降解、硫氫鍵氧化等一系列復雜的化學反應，使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，表觀上表現(xiàn)出蝦仁的質(zhì)構(gòu)特性變化。

由表1可知，在0～8 kGy輻照范圍內(nèi)，隨著劑量的增加，蝦肉水分含量、色度L*、a*、彈性、黏度呈下降趨勢，而色度b*、硬度、咀嚼性呈上升趨勢，蝦肉綜合品質(zhì)變差。

2.1.2 不同輻照劑量對熟蝦肉生化特性的影響 蝦青素是一種廣泛存在于生物體的紅色素，屬類胡蘿卜素類，自然界主要由植物和微藻產(chǎn)生，蝦不能合成類胡蘿卜素，通過食物鏈從植物和藻類中獲得。蝦青素具有抗氧化作用，動物飼料添加蝦青素，可提高免疫力和繁殖力。不同劑量輻照后蝦殼中蝦青素、蝦肉蛋白提取液中蛋白濃度和疏水性變化見表2。通過丙酮萃取蝦殼蝦青素，蝦殼中的蝦青素最高吸光值在470～474 nm范圍波動，輻照2 kGy時，蝦青素含量增加到最高值，隨著劑量的進一步加大，蝦青素含量下降，當劑量增加至8 kGy時，蝦青素含量低于對照。這表明0～6 kGy的輻照可增加蝦殼的蝦青素含量，2 kGy時含量最高。蛋白濃度隨劑量的增加呈下降趨勢，當輻照劑量達到6 kGy時，蛋白濃度約為未輻照的50%。輻照后蛋白疏水性略有增加，與劑量增加的變化趨勢不明顯。

2.2 熟蝦肉滅菌的儲藏期品質(zhì)變化

2.2.1 菌落總數(shù)的變化 對照組（不滅菌）、高壓滅菌組和輻照滅菌組3個處理在儲藏第0、7、14、21、28天時菌落總數(shù)的變化見圖1。由圖1可知，在4 ℃儲藏條件下，未滅菌的蝦肉菌落總數(shù)第0天為62 CFU/g，隨著儲藏時間的增加菌落總數(shù)快速增加，儲藏28 d時，為起始細菌總數(shù)的76.42倍。高壓滅菌的蝦肉第0天低于30 CFU/g，在第7～21天的菌落總數(shù)增長速度明顯低于對照，第21天菌落總數(shù)已超過1 000 CFU/g，超過食用標準。輻照滅菌的蝦肉菌落總數(shù)在儲藏第21天仍符合食用標準，并且效果明顯優(yōu)于高壓滅菌?？梢?，與對照和高壓滅菌相比，6 kGy輻照滅菌較好地抑制儲藏7～21 d菌落總數(shù)的上升，保持小龍蝦儲藏期衛(wèi)生品質(zhì)安全。

2.2.2 水分含量的變化 熟蝦各處理儲藏期水分含量變化見圖2。由圖2可知，3個處理蝦肉水分含量隨儲藏期延長而下降。輻照滅菌的蝦肉起始水分含量與對照相近，在儲藏第7天，對照含水量下降幅度大于輻照滅菌。這可能因為對照微生物活動的作用，導致蛋白、脂肪快速降解、氧化，細胞膜破壞，水分流失快。高壓滅菌操作破壞了蝦肉肌肉組織，使汁液流失，起始含水量僅約77.78%，明顯低于輻照滅菌蝦肉的79.57%含水量，整個儲藏期含水量始終低于對照及輻照滅菌處理的蝦肉。

2.2.3 色度的變化 3種處理的蝦肉亮度值L*和紅度值a*隨著儲藏時間的增加均呈平穩(wěn)下降趨勢，且相同儲藏期的輻照滅菌組L*大于高壓滅菌組，a*低于未滅菌組和高壓滅菌組（表3）。原因可能為輻照會導致蝦肉中血紅素發(fā)生降解，使產(chǎn)品色澤發(fā)生劣變；在黃度值方面，3組隨儲藏時間增加均呈上升趨勢?？梢妰Σ仄谖r肉亮度下降、紅度下降，而黃度升高，蝦肉色澤變暗。與高壓滅菌相比，輻照在抑制亮度下降和紅度升高方面有積極作用。

2.2.4 儲藏期間熟蝦肉蛋白濃度、疏水性和組分的變化 圖3為三種處理在0～28 d儲藏期內(nèi)蝦肉的蛋白濃度和疏水性變化，各處理標記見圖例。蛋白濃度隨著儲藏時間的延長逐漸下降，輻照滅菌組的蛋白濃度最高，其次為對照，高壓滅菌組最低。高壓滅菌在處理過程中就有汁液流失，分析可能流失了部分蛋白組分，故蛋白濃度低于對照，輻照后蝦肉中蛋白濃度下降與肌原纖維蛋白質(zhì)輻照降解和交聯(lián)有關。

由圖4可知，對照（第2泳道）僅在第46～30 kDa之間、23～17 kDa之間出現(xiàn)明顯的2條帶，高壓滅菌處理在80 kDa、46～30 kDa之間、23～17 kDa之間出現(xiàn)3條帶，并且顏色比對照深。輻照滅菌與高壓滅菌出現(xiàn)條帶位置一致，顏色進一步加深。這說明，輻照、高壓和對照的蛋白含量依次下降，對照僅存2種分子量蛋白組分，由于微生物活動造成的蛋白分解，在80 kDa處的蛋白全部分解。輻照滅菌的微生物殺滅效果優(yōu)于高壓滅菌，蛋白組分含量高于高壓滅菌。

綜上所述，蝦肉蛋白在儲藏期間濃度下降，疏水性先升高后下降，呈上升趨勢。蛋白組分中約80 kDa處高分子量蛋白由于微生物降解的作用而消失。滅菌處理有抑制蛋白濃度下降幅度，減少微生物降解造成的蛋白分解程度，輻照滅菌的效果更優(yōu)。

3 結(jié)論

1）在0～8 kGy輻照范圍內(nèi)，隨著劑量的增加，蝦肉水分含量、色度L*、a*、彈性、黏度呈下降趨勢，而色度b*、硬度、咀嚼性呈上升趨勢，蝦肉綜合品質(zhì)變差。

2）在0～6 kGy的輻照范圍內(nèi)，蝦殼的蝦青素含量和蛋白疏水性隨劑量的增加而增加，蛋白濃度呈下降趨勢。

3）與對照和高壓滅菌相比，6 kGy輻照滅菌較好地抑制儲藏7～21 d菌落總數(shù)的上升和整個儲藏期期含水量下降，尤其是起始含水量。抑制蝦肉色澤發(fā)暗，保證了小龍蝦儲藏期的衛(wèi)生安全和外觀品質(zhì)。

4）蛋白組分中約由于微生物降解的作用而消失。滅菌處理有抑制蛋白濃度下降幅度，尤其是80 kDa處高分子量蛋白，減少微生物降解造成的蛋白分解程度，輻照滅菌的效果更優(yōu)。

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