輻照技術(shù)在豬肉加工制品中的應(yīng)用

姚 濤 沈韞韜 徐 琰 張 娜

1.海鹽縣食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心 浙江嘉興 314300 2.浙江省平湖技師學(xué)院 浙江嘉興 314200

輻照是一種新型的滅菌技術(shù)，是指利用射線對(duì)食品或者食品原材料進(jìn)行照射，從而達(dá)到延遲食品某些生理變化的發(fā)展，如發(fā)芽和成熟，或者是對(duì)食品進(jìn)行殺蟲(chóng)、滅菌等處理，以達(dá)到延長(zhǎng)食品的保存時(shí)間，穩(wěn)定并提高食品質(zhì)量的目的[1]。

輻照技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下。

(1)輻照食品可以在常溫或者低溫下進(jìn)行，且處理的整個(gè)過(guò)程中，食品本身的溫度提升很小，這樣有利于保持食品的質(zhì)量。

(2)射線的穿透力強(qiáng)，可以在包裝及不解凍的情況下對(duì)食品進(jìn)行輻照，殺滅深藏在食品內(nèi)部的寄生蟲(chóng)和微生物。

(3)輻照過(guò)的食品不會(huì)留下任何殘留物。

(4)與其他的食品保存方法相比，輻照技術(shù)的能源消耗更小[2]。

(5)可以改進(jìn)某些食品的工藝和質(zhì)量。

目前輻照技術(shù)應(yīng)用在多個(gè)食品領(lǐng)域，如水果、蔬菜、肉類、香辛料、干果果脯等，截止到2017年底，我國(guó)的輻照加工市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了1 093.5億元，未來(lái)的規(guī)模還會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大[3]。輻照技術(shù)在豬肉加工制品生產(chǎn)上的使用比較普遍，輻照會(huì)對(duì)豬肉制品的組成成分、風(fēng)味、氣味等產(chǎn)生影響。

1 輻照對(duì)豬肉加工制品品質(zhì)的影響

1.1 輻照對(duì)豬肉加工制品感官的影響

1.1.1 對(duì)豬肉加工制品氣味的影響

輻照會(huì)改變食品的理化性質(zhì)，鮮豬肉在經(jīng)過(guò)輻照滅菌以后，會(huì)產(chǎn)生一些令人不適的輻照異味，這會(huì)影響到豬肉的感官品質(zhì)。這是由于經(jīng)過(guò)輻照處理后，鮮豬肉會(huì)產(chǎn)生含硫揮發(fā)性化合物，而這些含硫的化合物來(lái)源主要是來(lái)自于肌肉組織。肌肉組織中含有大量的含硫蛋白，這些蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)輻照以后側(cè)鏈會(huì)發(fā)生氧化，且蛋白骨架會(huì)發(fā)生斷裂，或者這些蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)作用，從而產(chǎn)生了甲硫醇、硫化氫等物質(zhì)，進(jìn)而形成了輻照異味[4]。

豬肉加工制品的主要成分就是豬的肌肉組織與脂肪組織等，雖然這些影響同樣存在于豬肉加工制品中，但是降低輻照量和輻照時(shí)間會(huì)有效地減少輻照異味的產(chǎn)生。豬肉加工制品在加工過(guò)程中使用不超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB14891.1-1997中規(guī)定的劑量限制與照射要求，同時(shí)控制其他的輻照條件，就只會(huì)產(chǎn)生出極其微量的輻照異味，對(duì)原制品的口感和風(fēng)味幾乎不產(chǎn)生影響[5]。

1.1.2 對(duì)豬肉加工制品色澤的影響

由于肌肉組織在經(jīng)過(guò)輻照以后，會(huì)產(chǎn)生自由基，從而催化肌紅蛋白發(fā)生反應(yīng)，所以新鮮的豬肉經(jīng)過(guò)輻照以后會(huì)呈現(xiàn)亮紅色[6]。豬肉加工制品是豬肉經(jīng)過(guò)一系列加工后的產(chǎn)品，其內(nèi)部的肌紅蛋白在加工過(guò)程中已經(jīng)發(fā)生了變性，所以在經(jīng)過(guò)輻照以后，豬肉加工制品的色澤變化不明顯，呈深紅色。在同樣未經(jīng)過(guò)輻照處理的豬肉加工制品中，隨著時(shí)間的推移，經(jīng)過(guò)輻照處理的豬肉加工制品色澤比未經(jīng)過(guò)輻照處理的豬肉加工制品色澤變化小。

1.2 輻照對(duì)豬肉加工制品中蛋白質(zhì)的影響

輻照會(huì)使豬肉加工制品中的蛋白質(zhì)發(fā)生脫氨、脫氫、交聯(lián)、降解、硫氫鍵氧化等一系列反應(yīng)，在經(jīng)過(guò)這一系列反應(yīng)后，蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性會(huì)變差，容易失去生物活性，但是在蛋白質(zhì)總量上并不會(huì)發(fā)生較大的改變[7]。研究表明，使用低于50kGy以下的劑量去照射食品，對(duì)比前后的蛋白質(zhì)總量與成分未發(fā)現(xiàn)明顯變化。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)擁有多級(jí)結(jié)構(gòu)，低劑量的輻照對(duì)蛋白質(zhì)的總體影響不大。

1.3 輻照對(duì)豬肉加工制品中脂肪的影響

豬肉加工制品使用的原料是豬肉，豬肉中含有較多的脂肪，脂肪也比較容易受到輻照影響，經(jīng)過(guò)輻照后脂肪會(huì)發(fā)生氧化、脫羥、脫氫等反應(yīng)，但是反應(yīng)的程度取決于脂肪的種類、輻照的劑量等外在的條件。但是隨著輻照劑量的增加，脂肪的氧化程度在不斷加深，這可以從豬肉加工制品的過(guò)氧化值的檢測(cè)中得到[8]。由于豬肉中含有大量飽和脂肪酸，這種脂肪酸比較穩(wěn)定，對(duì)輻照的敏感程度不高，所以輻照對(duì)豬肉加工制品的過(guò)氧化值雖然有影響，但是影響比較有限。在采用真空包裝后，這種情況更加能得到控制。

1.4 對(duì)豬肉加工制品中碳水化合物的影響

碳水化合物在輻照條件下是比較穩(wěn)定的，要使碳水化合物發(fā)生氧化或者降解，需要的輻照劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)家規(guī)定的輻照劑量。但大劑量的輻照會(huì)使碳水化合物輻解，產(chǎn)生的變化主要包括糖苷鍵的斷裂、融點(diǎn)降低、旋光性發(fā)生改變等[9]。碳水化合物的輻解產(chǎn)物主要有氫氣、一氧化碳、二氧化碳、水、甲烷、甲醛、丙酮等。這其中的一些物質(zhì)是會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害的，控制豬肉加工制品生產(chǎn)過(guò)程中碳水化合物的添加量，而且使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的輻照劑量，并不會(huì)對(duì)豬肉加工制品的食用安全性產(chǎn)生影響。

1.5 對(duì)豬肉加工制品中維生素的影響

維生素分為水溶性維生素和脂溶性維生素，但是不管哪種維生素都對(duì)輻照比較敏感，這其中以脂溶性的維生素E和維生素K,水溶性的維生素B和維生素C尤為明顯[10]。豬肉加工制品中的B族維生素含量比較豐富，所以輻照會(huì)破壞其中的維生素，但是水溶性的維生素如果是處于一個(gè)復(fù)合狀態(tài)時(shí)，會(huì)減小對(duì)輻照的敏感度。并且輻照的劑量、溫度等都會(huì)影響到維生素的破壞程度,所以輻照會(huì)使豬肉加工制品中的水溶性維生素受到損失，但是總的來(lái)說(shuō)影響有限。

2 輻照對(duì)豬肉加工制品保存效果的影響

2.1 輻照滅菌的原理

食品的輻照滅菌是指利用電離輻射產(chǎn)生的γ射線或電子加速器產(chǎn)生的電子束去照射需要處理的食品，這些射線對(duì)微生物會(huì)產(chǎn)生直接或者間接的作用[11]。直接的作用是使微生物的組成物質(zhì)發(fā)生電離或者電子進(jìn)入激發(fā)態(tài)，形成離子、激發(fā)態(tài)的原子或者打碎分子，來(lái)殺傷微生物。間接的作用是使微生物生存的外界環(huán)境發(fā)生改變，特別是水發(fā)生輻解生成自由基和過(guò)氧化氫，這2種物質(zhì)會(huì)影響微生物的正常生命活動(dòng)，從而導(dǎo)致微生物死亡。

2.2 豬肉加工制品輻照滅菌的影響因素

2.2.1 輻照劑量

在食品中，不同劑量的輻照與微生物生長(zhǎng)的量呈現(xiàn)反比關(guān)系，也就是說(shuō)輻照劑量越大，對(duì)微生物的殺滅效果越好。但是不同的微生物對(duì)輻照的敏感度不同，以食品中常見(jiàn)的微生物為例，耐輻照性為芽孢菌>酵母菌>霉菌>革蘭氏陽(yáng)性菌>革蘭氏陰性菌[12]。而且芽孢的耐輻照性更為強(qiáng)大，所以要?dú)缡称分兴形⑸镄枰恼丈鋭┝恳鶕?jù)食品中可能會(huì)有的微生物來(lái)進(jìn)行調(diào)整。

2.2.2 初始含菌量

豬肉加工制品在加工過(guò)程中會(huì)從原料、作業(yè)人員、生產(chǎn)線等處帶入微生物，有大量的研究表明，食品中初始的含菌量越大，所需要的輻照也就越大[13]。從某種角度上講，初始含菌量直接決定了所需要的輻照滅菌劑量。所以從整個(gè)豬肉加工制品的生產(chǎn)過(guò)程中入手，減少微生物帶入的風(fēng)險(xiǎn)，就可以有效地降低后期豬肉加工制品滅菌所需要的輻照劑量。

2.2.3 微生物種類

電離輻射殺滅微生物一般以殺滅90%微生物所需的劑量(Gy)來(lái)表示，即殘存微生物數(shù)下降到原菌數(shù)10%時(shí)所需用的Gy劑量，并用D10值來(lái)表示。不同種類微生物的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值就會(huì)比較大，比如口蹄疫病毒O型在20%蛋白胨介質(zhì)中的D10值為36.0kGy?？偟膩?lái)說(shuō)，對(duì)輻照的敏感度是真菌>細(xì)菌>病毒[14]。

2.2.4 環(huán)境溫度

在常溫環(huán)境下，輻照滅菌的效果和溫度的關(guān)系不大，但是在低溫環(huán)境下，可以有效地抑制輻照異味的產(chǎn)生，保證產(chǎn)品原有的風(fēng)味不發(fā)生太大的改變[15]。同時(shí)，絕大多數(shù)微生物的繁殖能力會(huì)隨著溫度的降低而下降，所以在低溫下輻照能減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失，也延長(zhǎng)了產(chǎn)品的貨架期。同樣在低溫環(huán)境下，豬肉加工制品中產(chǎn)生輻照異味的化學(xué)反應(yīng)會(huì)減慢，輻照異味也會(huì)在低溫輻照條件下大大減小。

3 結(jié)論

豬肉加工制品滅菌普遍使用的是高溫高壓滅菌的傳統(tǒng)技術(shù)，由于使用的溫度是超過(guò)100℃，會(huì)引起豬肉加工制品中某些蛋白質(zhì)發(fā)生變性，從而影響產(chǎn)品的風(fēng)味與口感。輻照加工中使用的輻照劑量大多控制在10kGy以下，根據(jù)研究結(jié)果表明，用10kGy以下輻照劑量處理過(guò)的食品，其風(fēng)味、色澤，內(nèi)部的蛋白質(zhì)、脂肪和維生素等基本保持穩(wěn)定[16]，同時(shí)可以有效地延長(zhǎng)豬肉加工制品的保存期,所以使用輻照技術(shù)來(lái)延長(zhǎng)豬肉加工制品的保存期是安全的，并且可靠。