γ射線和電子束輻照對(duì)風(fēng)味豆干殺菌效果及品質(zhì)的影響

徐遠(yuǎn)芳，彭 玲，張祺玲，周毅吉，郭 峰，張 勇，鄧 超，王 芊，鄧鋼橋， 李文革

(湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 湖南省核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所 湖南省農(nóng)業(yè)生物輻照工程技術(shù)研究中心生物輻照技術(shù)湖南省工程研究中心，湖南 長沙 410125)

中國是大豆生產(chǎn)和消費(fèi)的大國，也是最早利用大豆制作豆制品的國家之一，是世界公認(rèn)的傳統(tǒng)豆制品發(fā)源地[1]。我國傳統(tǒng)豆制品分為發(fā)酵豆制品和非發(fā)酵豆制品，歷史悠久，品種繁多，是我國重要的傳統(tǒng)食品[2]。豆制品具有風(fēng)味獨(dú)特、營養(yǎng)豐富以及易消化吸收等特點(diǎn)，在東方健康飲食中扮演著重要角色[3]。近年來，隨著我國休閑食品產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，休閑豆干越來越受到消費(fèi)者喜愛，成為“十一五”期間我國大豆食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的一類產(chǎn)品。在我國豆制品品牌企業(yè)前50強(qiáng)當(dāng)中，以休閑豆干為主的企業(yè)占近三分之一。休閑豆干產(chǎn)品的出現(xiàn)，使得湖南、四川、重慶等地的大豆食品行業(yè)迅速崛起，企業(yè)規(guī)模猛增，僅湖南邵陽地區(qū)在2014年豆制品產(chǎn)值就達(dá)30億元[4-5]。雖然休閑豆干產(chǎn)量逐漸增加，但由于休閑豆干水分活度高、蛋白質(zhì)和脂肪含量豐富，極易滋生微生物，影響產(chǎn)品質(zhì)量，縮短貨架期[6]。另外，我國傳統(tǒng)豆制品的生產(chǎn)工業(yè)化程度低，保質(zhì)期短、衛(wèi)生質(zhì)量差，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度低，品質(zhì)不穩(wěn)定，由微生物污染而導(dǎo)致豆制品腐敗的問題已成為制約我國傳統(tǒng)豆制品產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸[7-8]。為保障產(chǎn)品安全，延長保質(zhì)期，目前休閑豆制品生產(chǎn)大多采用熱殺菌，但高溫處理會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)硬化、彈性減小、風(fēng)味損失等，嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)，制約豆制品行業(yè)發(fā)展[9-10]。因此，研究應(yīng)用新型高效的減菌保質(zhì)技術(shù)對(duì)保證豆干的衛(wèi)生安全、延長豆干貨架期具有重要意義。

輻照是一種重要的食品非熱加工高新技術(shù)，利用高能射線(包括γ射線、10 MeV以下的電子束和 5 MeV以下的X射線)與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的物理、化學(xué)和生物效應(yīng)，對(duì)食品進(jìn)行加工處理以達(dá)到抑制發(fā)芽、延遲或促進(jìn)成熟、殺蟲殺菌、防腐或滅菌、改善品質(zhì)及延長食品貨架期等目的[11]。食品輻照技術(shù)具有安全高效、方便快捷、無二次污染以及加工過程不會(huì)使食品明顯升溫等優(yōu)勢，已被全世界 50 多個(gè)國家批準(zhǔn)和接受，廣泛應(yīng)用于食品加工與保鮮貯藏[12]。目前用于食品輻照加工的射線主要有電子束和γ射線，其中γ射線的實(shí)際應(yīng)用最為廣泛。電子束是帶有負(fù)電荷的電子，而γ射線屬于不帶電的電磁輻射，兩者作用于被輻照物質(zhì)所產(chǎn)生的輻射效應(yīng)不盡相同[13]。目前，關(guān)于γ射線和電子束輻照的研究主要集中在殺菌效果和部分品質(zhì)差異性的比較，尤其是針對(duì)輻照引起食品氧化效應(yīng)的研究已有大量報(bào)道[14-19]，但國內(nèi)外關(guān)于兩種輻照方式對(duì)豆制品殺菌效果及品質(zhì)影響的比較研究卻鮮有報(bào)道。

本實(shí)驗(yàn)以湖南特色休閑食品風(fēng)味豆干為研究材料，分別探究γ 射線和電子束輻照對(duì)風(fēng)味豆干微生物存活數(shù)、營養(yǎng)成分(水分、蛋白質(zhì)、脂肪、灰分和氨基酸)、理化指標(biāo)(酸價(jià)和過氧化值)及質(zhì)構(gòu)特性(硬度、內(nèi)聚性、膠著性、咀嚼性和彈性)的影響，并著重探討兩種輻照方式引起的輻照效應(yīng)的差異性，旨在為輻照技術(shù)在休閑豆制品加工中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與儀器

1.1 材料與試劑

風(fēng)味豆干：湖南瀏陽生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園區(qū)某食品加工企業(yè)提供；營養(yǎng)瓊脂、孟加拉紅、月桂基硫酸鹽胰蛋白胨(LS)肉湯、煌綠乳糖膽鹽(BGLB)肉湯：北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；氯化鈉、石油醚、濃硫酸、硫酸鉀、鹽酸、正己烷(色譜純)：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

重鉻酸銀和重鉻酸鉀(銀)劑量計(jì)：湖南省核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所；真空充氮包裝機(jī)DZ-400/2S：諸城潤生食品機(jī)械；生化培養(yǎng)箱SPX-250B：天津泰斯特儀器有限公司；霉菌培養(yǎng)箱MJ：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；超凈工作臺(tái)FW-CJ-2FD：蘇州凈化設(shè)備有限公司；立式壓力蒸汽滅菌鍋LDZX-50KBS：上海申安醫(yī)療器械廠；全自動(dòng)氨基酸分析儀L-8900：日本日立公司；電子天平AUW220D：日本島津公司；質(zhì)構(gòu)分析儀TA-XT2i：英國StableMicrosystem公司；自動(dòng)電位滴定儀Metrohm809型：瑞士萬通公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱DHG-9246A：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；全自動(dòng)凱氏定氮儀及消化儀FOSS2300：丹麥福斯分析儀器公司。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 樣品制備

從某食品加工企業(yè)豆制品生產(chǎn)車間取當(dāng)天生產(chǎn)的滅菌前香辣味豆干，用透明PE袋進(jìn)行分裝，每袋約25 g，共27份，用于風(fēng)味豆干微生物檢測實(shí)驗(yàn)；每袋約50 g，共108份，用于風(fēng)味豆干理化指標(biāo)檢測。分裝后的樣品采用真空包裝機(jī)抽真空包裝。樣品準(zhǔn)備完成后，立即進(jìn)行輻照。

2.2 輻照

γ射線輻照在湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所湖南輻照中心進(jìn)行，放射源為60Co，單板源，放射性活度為3.14×1016Bq，采用動(dòng)態(tài)步進(jìn)方式輻照，輻照過程中貨箱自動(dòng)換面，上下貨箱自動(dòng)換層。為保證樣品輻照劑量的均勻度，樣品均放置于貨箱固定區(qū)域，平均劑量率約10 Gy/min，運(yùn)行周期約5 h，平均輻照劑量約2.5 kGy，每完成1個(gè)周期的輻照后即取出相應(yīng)的樣品，并手動(dòng)將其余樣品放置于原區(qū)域繼續(xù)輻照。輻照過程采用重鉻酸銀和重鉻酸鉀(銀)劑量計(jì)進(jìn)行劑量跟蹤，劑量計(jì)經(jīng)中國計(jì)量科學(xué)研究院國家劑量保證服務(wù)(NDAS)比對(duì)標(biāo)定。

電子束輻照在湖南湘華華大生物科技有限公司進(jìn)行，功率15 kW，電子束能量10 MeV。將樣品平鋪于托盤上，劑量率約1 kGy/s，運(yùn)行周期約5 min，每個(gè)周期的平均輻照劑量約2.5 kGy，每完成1個(gè)周期的輻照后即取出相應(yīng)的樣品，并手動(dòng)將其余樣品換面繼續(xù)輻照。輻照過程用劑量片(FWT-60)進(jìn)行劑量跟蹤，劑量片經(jīng)中國計(jì)量科學(xué)研究院國家劑量保證服務(wù)(NDAS)比對(duì)標(biāo)定。

實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)劑量分別為0、2.5、5.0、7.5、10.0 kGy，γ射線輻照實(shí)測劑量分別為0、3.1、5.9、8.6、11.4 kGy，電子束輻照實(shí)測劑量分別為0、2.7、5.5、8.2、10.8 kGy。以上每個(gè)劑量設(shè)3個(gè)平行。樣品輻照后均貯藏于4 ℃冰箱中待檢測，所有樣品檢測重復(fù)3次。

2.3 微生物含量測定

菌落總數(shù)：參照GB 4789.2-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定；霉菌數(shù)：參照GB 4789.15-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 霉菌和酵母計(jì)數(shù)測定；大腸菌群數(shù)：參照GB 4789.3-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 大腸菌群計(jì)數(shù)測定。

2.4 一般營養(yǎng)成分含量的測定

水分含量：參照GB 5009.3-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定；蛋白質(zhì)含量：參照GB 5009.5-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定；脂肪含量：參照GB 5009.6-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定；灰分含量：參照GB 5009.4-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測定；氨基酸含量：參照GB 5009.124-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基酸的測定。

2.5 理化指標(biāo)的測定

酸價(jià)：參照GB 5009.229-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價(jià)的測定；過氧化值：參照GB 5009.227-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定。

2.6 質(zhì)構(gòu)的測定

參考趙廷偉豆制品質(zhì)構(gòu)測定方法[20]，探頭：P/50，測試參數(shù)：測試速度為1 mm/s；壓縮比例為20%。每個(gè)樣品測試重復(fù)9次，結(jié)果取平均值。

2.7 數(shù)據(jù)分析

3 結(jié)果與分析

3.1 對(duì)風(fēng)味豆干微生物的影響

γ射線和電子束輻照對(duì)風(fēng)味豆干中微生物的影響列于表1。由表1數(shù)據(jù)結(jié)果可知，2種輻照方式對(duì)風(fēng)味豆干中污染的微生物生長均有較好的殺滅效果，不同輻照方式對(duì)不同種類微生物的抑制效果相似，其存活數(shù)變化規(guī)律一致，均隨著輻照劑量的增加抑制作用增強(qiáng)。經(jīng)一定劑量輻照處理后，菌落總數(shù)、霉菌數(shù)及大腸菌群數(shù)均可得到有效控制。在相近輻照劑量條件下，γ射線輻照處理后風(fēng)味豆干的微生物存活數(shù)要低于電子束輻照。分別以菌落總數(shù)和霉菌數(shù)的對(duì)數(shù)值對(duì)輻照劑量進(jìn)行線性回歸擬合，得到γ射線輻照風(fēng)味豆干的線性回歸方程y=-0.549 1x+5.388 8(R2=0.993 2)和y=-0.581 8x+5.556 1(R2=0.999 1)，推算出γ射線輻照雜菌和霉菌的D10值(D10指使某種微生物數(shù)量下降為原來的10%所需要的輻照劑量)分別為1.82 kGy和1.72 kGy。同理，得出電子束輻照的線性回歸方程y=-0.409 7x+5.515 9(R2=0.997 9)和y=-0.557 2x+5.507 3(R2=0.997 5)，求出電子束輻照雜菌和霉菌的D10值分別為2.44 kGy和1.79 kGy。由推算的D10值可以看出，γ射線輻照風(fēng)味豆干的D10值低于電子束輻照，表明γ射線輻照達(dá)到相同殺菌效果所需要的輻照劑量值低于電子束輻照。

表1 γ射線和電子束輻照對(duì)風(fēng)味豆干中微生物的影響Table 1 Effects of γ ray and electron beam irradiation on the microbial diversity of flavor dried bean curd

3.2 對(duì)風(fēng)味豆干一般營養(yǎng)成分的影響

γ射線和電子束輻照對(duì)風(fēng)味豆干一般營養(yǎng)成分的影響列于表2。由表2數(shù)據(jù)結(jié)果可知，不同輻照劑量條件下，γ射線和電子束輻照對(duì)風(fēng)味豆干中3種一般營養(yǎng)成分(水分、蛋白質(zhì)和灰分)的含量均沒有明顯的影響(P>0.05)，在相近劑量輻照條件下，2種輻照方式對(duì)3種營養(yǎng)成分的含量無顯著差異(P>0.05)。脂肪的含量與對(duì)照組(輻照劑量=0 kGy)相比均出現(xiàn)下降，所有輻照樣品中脂肪含量均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，經(jīng)相近劑量輻照后，2種輻照方式產(chǎn)生的結(jié)果也有差異。結(jié)果表明，γ射線和電子束輻照均不會(huì)對(duì)風(fēng)味豆干中水分、蛋白質(zhì)和灰分的含量產(chǎn)生顯著的影響，但2種輻照方式均會(huì)引起風(fēng)味豆干脂肪含量明顯減少。

表2 γ射線和電子束輻照對(duì)風(fēng)味豆干一般營養(yǎng)成分的影響Table 2 Effects of γ ray and electron beam irradiation on main nutritional composition of flavor dried bean curd

注：不同小寫字母代表在不同輻照方式和輻照劑量條件下差異顯著(P<0.05) 。下表同。

3.3 對(duì)風(fēng)味豆干中氨基酸的影響

γ射線和電子束輻照對(duì)風(fēng)味豆干氨基酸含量的影響列于表3。由表3數(shù)據(jù)結(jié)果可知，不同輻照方式和輻照劑量條件下，對(duì)風(fēng)味豆干中8種必需氨基酸和8種非必需氨基酸含量的影響有一定的異同性。在不同輻照劑量條件下，γ射線輻照對(duì)風(fēng)味豆干中氨基酸各組分的含量影響均無顯著差異(P>0.05)。而不同劑量的電子束輻照對(duì)不同氨基酸含量的影響不同，電子束輻照在5.5 kGy劑量條件下，Val、Phe、Pro、Gly、Ala、Tyr等6種氨基酸的含量明顯高于對(duì)照組(P<0.05)，其余10種差異不顯著(P>0.05)；但在10.8 kGy劑量條件下，所有氨基酸的含量與對(duì)照相比差異均不顯著(P>0.05)。在相近輻照劑量條件下，僅5.9 kGy劑量的γ射線輻照與5.5 kGy劑量的電子束輻照對(duì)Val含量的影響有顯著差異(P<0.05)，2種輻照處理方式對(duì)風(fēng)味豆干中其余氨基酸各組分含量的影響均沒有明顯的差異(P>0.05)。結(jié)果表明，γ射線輻照不會(huì)對(duì)風(fēng)味豆干中氨基酸各組分的含量產(chǎn)生明顯的影響，而電子束輻照會(huì)對(duì)其中部分氨基酸的含量有一定的影響。

表3 γ射線和電子束輻照對(duì)風(fēng)味豆干氨基酸含量的影響Table 3 Effects of γ ray and electron beam irradiation on amino of flavor dried bean curd

3.4 對(duì)風(fēng)味豆干理化性質(zhì)的影響

γ射線和電子束輻照對(duì)風(fēng)味豆干理化性質(zhì)的影響列于表4。由表4數(shù)據(jù)結(jié)果可知，γ射線和電子束2種輻照方式以及不同劑量輻照對(duì)風(fēng)味豆干的酸價(jià)和過氧化值的影響效果有所異同。在不同劑量條件下，γ射線輻照對(duì)風(fēng)味豆干酸價(jià)的影響隨劑量的增加呈無規(guī)律波動(dòng)，5.9 kGy和11.4 kGy劑量輻照時(shí)與對(duì)照組差異顯著(P<0.05)，而3.1 kGy和8.6 kGy劑量輻照與對(duì)照組無明顯差異(P<0.05)，風(fēng)味豆干酸價(jià)的變化與輻照劑量沒有明顯的線性關(guān)系。經(jīng)不同劑量γ射線輻照后，各處理的過氧化值均低于對(duì)照組，達(dá)到顯著水平(P<0.05)。經(jīng)不同劑量的電子束輻照后，風(fēng)味豆干的酸價(jià)均明顯高于對(duì)照組(P>0.05)；2.7 kGy劑量的電子束輻照后，過氧化值升高(P<0.05)，5.5 kGy及以上劑量輻照不會(huì)對(duì)其過氧化值產(chǎn)生明顯影響(P>0.05)。在相近劑量輻照條件下，2種輻照處理方式對(duì)其中的酸價(jià)和過氧化值的影響均有顯著的差異(P<0.05)。結(jié)果表明，γ射線和電子束2種輻照方式對(duì)風(fēng)味豆干的酸價(jià)和過氧化值均有明顯的影響。

3.5 對(duì)風(fēng)味豆干質(zhì)構(gòu)特性的影響

γ射線和電子束輻照對(duì)風(fēng)味豆干質(zhì)構(gòu)特性的影響列于表5。由表5數(shù)據(jù)結(jié)果可知，2種不同輻照方式在不同劑量條件下對(duì)風(fēng)味豆干的質(zhì)構(gòu)特性(硬度、內(nèi)聚性、膠著性、咀嚼性、彈性)的影響有所差異。在不同劑量輻照條件下，經(jīng)γ射線輻照的風(fēng)味豆干的硬度、內(nèi)聚性、膠著性、咀嚼性和彈性與對(duì)照組相比均沒有顯著差異(P>0.05)。經(jīng)不同劑量電子束輻照樣品的硬度、內(nèi)聚性和膠著性與對(duì)照組相比沒有明顯的變化(P>0.05)，2.7 kGy劑量輻照不會(huì)對(duì)其咀嚼性和彈性產(chǎn)生明顯的影響，但當(dāng)輻照劑量高于5.5 kGy時(shí)，咀嚼性和彈性會(huì)明顯下降(P<0.05)。在相同劑量輻照條件下，γ射線和電子束輻照對(duì)風(fēng)味豆干質(zhì)構(gòu)特性的影響也存在一定的差異性。結(jié)果表明，γ射線輻照對(duì)風(fēng)味豆干的質(zhì)構(gòu)特性沒有明顯的影響，電子束輻照對(duì)硬度、內(nèi)聚性和彈性的影響不顯著，但5.5 kGy以上劑量輻照會(huì)對(duì)其咀嚼性和彈性產(chǎn)生明顯影響。

表4 γ射線和電子束輻照對(duì)風(fēng)味豆干理化性質(zhì)的影響Table 4 Effects of γ ray and electron beam irradiation on physicochemical property of flavor dried bean curd

表5 γ射線和電子束輻照對(duì)風(fēng)味豆干質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 5 Effects of γ ray and electron beam irradiation on texture property of flavor dried bean curd

4 討論

4.1 電子束與γ射線輻照對(duì)風(fēng)味豆干的殺菌作用

本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，γ射線和電子束2種輻照方式均可對(duì)風(fēng)味豆干起到較好的殺菌作用，隨著輻照劑量增加，風(fēng)味豆干微生物指標(biāo)均明顯下降，經(jīng)一定劑量輻照后，菌落總數(shù)、霉菌及大腸菌群數(shù)均可得到有效控制。在相近劑量輻照條件下，γ射線輻照后風(fēng)味豆干中的微生物存活數(shù)和D10值均低于電子束輻照的樣品，表明γ射線輻照對(duì)風(fēng)味豆干的殺菌效果要強(qiáng)于電子束輻照。Park等[21]采用電子束(2.5 MeV)和γ射線對(duì)牛肉香腸進(jìn)行輻照，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在相同劑量條件下γ射線比電子束對(duì)菌落總數(shù)具有更好的控制效果。賈倩等[18]研究比較了電子束和γ射線輻照對(duì)素雞的殺菌效果，并通過D10值表征兩種輻照形式的殺菌效果，結(jié)果表明，γ射線輻照對(duì)素雞菌落總數(shù)的D10值為0.43 kGy，而電子束輻照的D10值為0.48 kGy，表明γ射線輻照素雞的殺菌效果比電子束更好，但兩者差異不顯著(P≥0.05)。劉福莉等[22]研究比較了γ射線和電子束輻照(10 MeV)對(duì)豬肉火腿腸細(xì)菌總數(shù)的影響，結(jié)果表明，γ射線輻照的樣品細(xì)菌總數(shù)顯著小于經(jīng)電子束輻照的樣品，這與本研究的結(jié)論一致。肖歡等[19]研究比較了60Co γ射線和電子束輻照對(duì)冷鮮雞微生物含量的影響，結(jié)果表明，2種射線均可以起到較好的殺菌作用，在相同劑量條件下，電子束輻照對(duì)冷鮮雞殺菌效果較60Co γ射線顯著，但兩者對(duì)大腸菌群的殺滅效果差異不顯著。李新等[23]研究發(fā)現(xiàn)60Co γ射線與電子束輻照對(duì)豬肉細(xì)菌總數(shù)抑制效果明顯，在相同劑量條件下，電子束對(duì)豬肉輻照殺菌效果較γ射線顯著。王晶晶等[13]研究對(duì)比發(fā)現(xiàn)電子束和γ射線輻照對(duì)象拔蚌都可以起到有效的殺菌作用，并且2種射線在相近的劑量下對(duì)菌落總數(shù)的抑制效果并無顯著差異。白嬋等[24]研究發(fā)現(xiàn)不同劑量率60Co源與電子加速器輻照可明顯抑制魚肉中微生物的生長，對(duì)于60Co γ射線輻照，相同劑量下，低劑量率與高劑量率γ射線輻照對(duì)菌落總數(shù)的影響沒有顯著差異。對(duì)于電子束輻照，其對(duì)細(xì)菌的抑制效果明顯優(yōu)于60Co γ射線輻照，這與本研究結(jié)論不一致。究其原因，無論是γ射線輻照還是電子束輻照，其殺菌效果都與加工能力(放射源活度、電子束能量與功率)、輻射劑量率、輻照方式、食品自身屬性、包裝形式、污染微生物的種類等因素密切相關(guān)。

4.2 電子束與γ射線輻照對(duì)風(fēng)味豆干常規(guī)理化性質(zhì)的影響

豆制品是高蛋白食品，蛋白質(zhì)的含量在一定程度上可以作為衡量豆制品營養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)，而含水量反映其保水能力，保水能力的高低直接影響風(fēng)味豆干的風(fēng)味、質(zhì)地和口感等感官品質(zhì)。因此，輻照對(duì)水分、蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)成分的影響是風(fēng)味豆干輻照研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。王晶晶等[13]研究表明，電子束和γ射線輻照對(duì)象拔蚌蛋白質(zhì)、灰分、脂肪和水分含量無顯著影響。程述震等[17]研究表明，電子束和γ射線輻照后冷鮮豬肉脂肪、蛋白質(zhì)和灰分與對(duì)照組相比無顯著差異。王若蘭等[25]采用γ射線、電子束處理大豆、小麥及其制品，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩種射線對(duì)蛋白質(zhì)的含量影響不明顯，而隨著輻照劑量增大，脂肪的含量有一定程度的上升。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，γ射線和電子束輻照均對(duì)風(fēng)味豆干水分、蛋白質(zhì)和灰分含量沒有明顯的影響，但脂肪的含量與對(duì)照組相比均顯著下降，這與上述結(jié)果不完全一致。朱佳廷等[26]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)γ射線輻照后大豆蛋白粉脂肪的含量顯著降低，推測可能與輻照引起脂肪的氧化有關(guān)。

氨基酸是組成生物功能大分子蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元，是構(gòu)成人體營養(yǎng)所需蛋白質(zhì)的基本物質(zhì)。風(fēng)味豆干中含有豐富的氨基酸，本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，γ射線輻照不會(huì)對(duì)風(fēng)味豆干的氨基酸含量產(chǎn)生明顯影響，經(jīng)5.5 kGy劑量電子束輻照后Val、Phe、Pro、Gly、Ala、Tyr等6種氨基酸的含量明顯增加，而10.8 kGy時(shí)影響不顯著。袁芳等[27]研究γ射線輻照風(fēng)味豆制品，經(jīng)過5～10 kGy 劑量輻照后，17種氨基酸含量無明顯差異，與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論一致。程述震等[17]采用4 kGy的γ射線和電子束輻照鮮豬肉，研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)γ射線輻照的冷鮮豬肉樣品氨基酸含量顯著下降，經(jīng)4 kGy電子束處理后必需氨基酸的含量與對(duì)照組相比均顯著增加。尚頤斌等[28]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)4 kGy電子束輻照后冷鮮肉中氨基酸的含量比其他各劑量輻照組高，8 kGy與對(duì)照組相比均無顯著差異，這與本研究的結(jié)論相似。究其原因，氨基酸含量的變化可能由于輻照所產(chǎn)生的自由基引起氨基酸發(fā)生脫氨基和轉(zhuǎn)氨基作用，使氨基酸發(fā)生轉(zhuǎn)化。

脂肪氧化是典型的自由基反應(yīng)，輻照會(huì)加快自由基的生成速度，引發(fā)自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而加速食品的氧化過程[29]。過氧化值反映了油脂氧化初級(jí)產(chǎn)物過氧化氫的含量，酸價(jià)可用來衡量油脂中游離脂肪酸的含量，二者皆是反映油脂品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)。哈益明等[14]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)γ射線輻照的冷卻肉硫代巴比妥酸值(TBARS)顯著高于對(duì)照組，表明γ射線會(huì)引起冷卻肉脂肪的氧化。Lewis等[30]研究表明，電子束輻照會(huì)加速去皮雞胸肉的脂肪氧化。王柏楠等[16]研究發(fā)現(xiàn)γ射線輻照會(huì)加速食品脂肪的氧化，輻照劑量越大，氧化程度越高。由于電子束具有一定的還原性，對(duì)食品的氧化程度比γ射線小。肖歡等[19]研究γ射線與電子束輻照后冷鮮雞丙二醛含量的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電子束輻照后樣品中丙二醛含量顯著低于γ射線輻照樣品。汪昌保等[15]研究了電子束和γ射線輻照對(duì)豬油脂氧化的影響，結(jié)果表明γ射線輻照后油脂樣品的過氧化值和TBARS都比電子束輻照樣品高。程述震等[17]研究發(fā)現(xiàn)輻照提高了冷鮮豬肉的氧化程度，但電子束輻照引起的脂肪氧化效應(yīng)小于等劑量γ射線輻照引起的氧化效應(yīng)。賈倩等[18]研究表明電子束輻照在引起素雞氧化效應(yīng)方面低于γ射線輻照。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)論與上述報(bào)道不完全一致，經(jīng)γ射線輻照后風(fēng)味豆干的過氧化值顯著降低，電子束輻照后過氧化值上下波動(dòng)。主要由于風(fēng)味豆干成分以蛋白質(zhì)為主，油脂含量不高，過氧化值水平本身也較低，不能客觀反映兩種射線輻照對(duì)脂肪氧化效應(yīng)的差異性。王若蘭等[31]研究γ射線和電子束輻照大豆樣品，結(jié)果發(fā)現(xiàn)酸價(jià)隨著輻照劑量增加而增大，這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)論不完全一致，本實(shí)驗(yàn)結(jié)論表明，電子束輻照后樣品酸價(jià)均顯著高于對(duì)照組，γ射線輻照后與酸價(jià)變化沒有明顯的相關(guān)性。

4.3 電子束與γ射線輻照對(duì)風(fēng)味豆干質(zhì)構(gòu)特性的影響

食品的質(zhì)構(gòu)特性是食品的組織結(jié)構(gòu)及其對(duì)外力反應(yīng)方式的感官表現(xiàn)，比如軟硬、粘彈、酥脆、耐咀嚼等，屬于食品的感官性質(zhì)，是食品的重要屬性[32]。食品質(zhì)地評(píng)價(jià)是食品品質(zhì)檢驗(yàn)的一個(gè)重要方面，通常采用感官評(píng)價(jià)和儀器分析評(píng)價(jià)兩種方法。王春葉等[33]通過對(duì)豆干感官品質(zhì)的評(píng)價(jià)指出豆干的水分含量、硬性、咀嚼性、硬度、咀嚼次數(shù)和成團(tuán)性可作為豆干感官質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)。本研究結(jié)果表明，不同劑量γ射線輻照后風(fēng)味豆干的硬度、咀嚼性、內(nèi)聚性、膠著性和彈性與對(duì)照組相比均沒有顯著差異，不同劑量電子束輻照樣品的硬度、內(nèi)聚性和膠著性與對(duì)照相比沒有明顯的變化，但5.5 kGy以上劑量輻照會(huì)使咀嚼性和彈性明顯下降。Kim等[34]研究發(fā)現(xiàn)輻照會(huì)引起韓國泡菜的軟化。王若蘭等[25]發(fā)現(xiàn)隨著輻照劑量升高，γ射線和電子束輻照后熟面條黏附性上升，彈性、咀嚼性和回復(fù)性下降。輻照對(duì)食品質(zhì)構(gòu)的影響與輻照劑量大小有關(guān)，但輻照引起質(zhì)構(gòu)發(fā)生變化的作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

5 結(jié)論

γ射線與電子束輻照對(duì)風(fēng)味豆干均具有良好的殺菌效果，γ射線輻照對(duì)風(fēng)味豆干的減菌控制效應(yīng)要優(yōu)于電子束輻照。兩種輻照方式均不會(huì)對(duì)風(fēng)味豆干水分、蛋白質(zhì)和灰分一般營養(yǎng)成分產(chǎn)生明顯的影響。輻照會(huì)加速食品中脂肪的氧化，經(jīng)兩種射線輻照后脂肪含量降低。γ射線對(duì)氨基酸含量沒有明顯影響，但5.5 kGy劑量的電子束輻照后，Val、Phe、Pro、Gly、Ala和Tyr含量顯著升高，10.8 kGy時(shí)與對(duì)照組差異不顯著。γ射線輻照后風(fēng)味豆干過氧化值顯著降低，電子束輻照后風(fēng)味豆干酸價(jià)顯著低于對(duì)照組。γ射線輻照對(duì)風(fēng)味豆干硬度、咀嚼性、內(nèi)聚性、膠著性和彈性沒有明顯影響，電子束輻照不會(huì)對(duì)樣品硬度、內(nèi)聚性和膠著性產(chǎn)生明顯變化，但5.5 kGy以上劑量輻照對(duì)風(fēng)味豆干咀嚼性和彈性有明顯的影響。