氣調包裝結合電子束輻照對蚌肉的保鮮效果

蔣慧亮，王正云，楊絮，展躍平，邢超，楊綮，段佳偉

（1.江蘇農牧科技職業學院食品科技學院，江蘇泰州 225300）

（2.中國水產科學研究院東海水產研究所，上海 200090）

河蚌是一種常見的淡水貝類，味道鮮美，新鮮蚌肉中氨基酸含量豐富，呈味氨基酸含量達44.33%，與象拔蚌接近[1]。一般蚌殼較大，取肉后的蚌殼造成一定的環境污染，若能集中取肉，制成蚌肉凈菜銷售，既解決了蚌殼污染問題，又方便了消費者的購買，但新鮮蚌肉含水量高，易腐敗變質，不利于保存。因此研究安全有效的保鮮方式保證蚌肉的新鮮品質，可拓展蚌肉的銷售途徑，提高經濟產值。

氣調包裝是采用特定的包裝材料，改變包裝內的氣體比例，從而可以保持食品新鮮度，提高安全性，延長貨架期。同時具有操作方便、成本低、效果好等優勢，是食品保鮮領域的研究熱點，廣泛用于果蔬、肉類、水產等食品的物理保鮮[2]。氣調包裝若與其他保鮮方式相結合，則可以得到更好的保鮮效果。氣調包裝結合紫外線殺菌有效抑制羅非魚冷藏中微生物的繁殖和脂肪氧化，延長了貯藏期[3]。微波結合氣調包裝保持黃皮果實原有的風味品質，延長貯藏時間[4]。真空預冷結合氣調包裝能進一步維持雞肉的新鮮品質[5]。氣調包裝結合赤霉酸能降低青椒呼吸速率，延長貨架期[6]。生物保鮮劑結合氣調包裝應用于蘋果、西紅柿以及烤雞的保鮮研究中，并得到較好的效果[7-9]。氣調包裝結合低溫貯藏、冰溫貯藏、微凍等能更好得保證食品的新鮮品質[10,11]。電子束是利用電離輻射與物質相互作用所產生的效應以達到延長保質期目的的新興物理保藏技術，對于水產品貯藏中微生物的繁殖等有很好的抑制作用[12,13]。電子束輻照已應用于蟹肉、泥蚶、三文魚等水產品的保鮮研究中，并得到較好的效果[14-16]。但目前國內外使用氣調包裝結合電子束輻照進行保鮮研究的較少。

前期已研究了電子束輻照對蚌肉冰藏過程中品質的影響，實驗表明5 kGy 電子束輻照對蚌肉的品質無不良影響，能延長蚌肉冰藏的貨架期[1]，本文使用氣調包裝結合電子束輻照對蚌肉進行保鮮處理，采用不同氣調比例對蚌肉進行氣調包裝，并使用5 kGy 電子束輻照，分析冰藏過程中蚌肉感官品質、菌落總數、揮發性鹽基總氮（TVBN）和硫代巴比妥酸值（TBA）的變化，綜合評價氣調包裝結合電子束輻照對蚌肉的保鮮效果，以探究更佳的物理保鮮方式。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮活河蚌（產于泰州水域，夏季，選用活力強、個體帶殼重400～500 g）購于泰州市海陵區大潤發超市；平板計數瓊脂，北京陸橋技術股份有限公司；三氯乙酸、硼酸、乙二胺四乙酸二鈉、鹽酸、氧化鎂、硫代巴比妥酸，分析純，國藥集團化學試劑有限公司；鹽酸、氫氧化鈉、檸檬酸鈉，優級純，國藥集團化學試劑有限公司。

SPX-25085H-Ⅱ生化培養箱，上海新苗醫療器械制造有限公司；KDN-04B 定氮儀，上海新嘉電子有限公司；紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；IS1020 直線電子加速器輻照加工系統，揚州揚?？萍加邢薰?。

1.2 實驗方法

1.2.1 蚌肉氣調包裝處理

新鮮河蚌去殼、去腮、去消化腺，保留可食用部分，每份蚌肉約50 g，使用PET 包裝，樣品隨機分為7 組。按照以下氣調比例（見表1），使用MAP-QT200扎口氣調包裝機進行標準充氣包裝。

表1 樣品分組及氣調比例Table 1 Sample grouping and air-regulated ratio

1.2.2 蚌肉電子束輻照處理

按照層冰層樣品放入底部有漏水孔的泡沫箱中，封箱。將A、B、C、D、E 組及對照2 組樣品冷鏈運至揚州揚?？萍加邢薰具M行電子束輻照處理，劑量為5 kGy，輻照能量為10 MeV，掃描寬度為710 cm，劑量平均束流強度為1650 μA，傳輸速度為68.7 mm/s、每組劑量設3 個平行樣。蚌肉單包排列，不重疊，輻照均勻。

1.2.3 貯藏試驗與樣品處理

帶冰蚌肉均置于生化培養箱（3±0.5） ℃貯藏，適時加冰，貯藏前期每隔2 d 取樣，對照1 組貯藏10 d、對照2 組貯藏16 d、氣調組貯藏24 d 后每隔1 d 取樣，每次隨機取樣3 份，分別進行感官評價、菌落總數測定、TVBN 測定和TBA 測定。

1.2.4 感官評價

參照GB/T 37062-2018 水產品感官評價指南[17]，由10 名（5 男5 女）食品專業人員組成評價小組，按照表2，從蚌肉的體表、氣味、肌肉等進行感官評定。分為高品質期、較好品質期、貨架期、腐敗期4 等級。

表2 蚌肉感官評價標準Table 2 Criteria for sensory evaluation

表3 不同比例氣調包裝結合電子束輻照處理蚌肉冰藏中感官品質的變化Table 3 Changes in sensory quality of mussel meat treated by different proportion of modified atmosphere packaging combined with electron beam irradiation during ice storage

1.2.5 菌落總數測定

參照GB 4789.2-2016[18]中平板傾注法測定。

1.2.6 TVBN 測定

參照GB 5009.228-2016[19]中半微量凱氏定氮法進行測定。

1.2.7 TBA 測定

參照GB 5009.181-2016[20]中分光光度法測定。

1.3 數據處理

采用SPSS 進行數據統計分析，各指標測定設3次平行，數據以“平均值±標準偏差”表示。

2 結果與討論

2.1 不同比例氣調包裝結合電子束輻照對蚌肉冰藏中感官品質的影響

由表3 可知，對照1 組和對照2 組蚌肉分別于貯藏12 d 和24 d 達到感官拒絕接受值，可見電子束輻照能較好得保持蚌肉的新鮮品質。在電子束輻照的基礎上結合氣調包裝，蚌肉的新鮮品質期有效延長，較對照2 組，氣調包裝組蚌肉分別再延緩了5、5、3、1 和4 d 達到感官拒絕接受值。但高濃度的CO2會影響蚌肉的色澤，造成產品包裝塌陷等問題，而少量O2的融入卻可以促進氧和肌紅蛋白的生成，保持蚌肉新鮮的顏色[21]，因此E 組較C 組，雖CO2含量相同，但由于E組中含有O2，其感官品質優于C 組。孫路[22]等同樣研究發現高氧氣調包裝能更好得保證雞肉的新鮮品質。

2.2 不同比例氣調包裝結合電子束輻照對蚌肉冰貯藏中菌落總數的影響

圖1 不同比例氣調包裝結合電子束輻照處理蚌肉冰藏中菌落總數的變化Fig.1 Changes in total number of colonies of mussel meat treated by different proportion of modified atmosphere packaging combined with electron beam irradiation during ice storage

不同比例的氣調包裝結合電子束輻照對蚌肉冰藏中菌落總數的影響結果如圖1 所示。經5 kGy 的電子束輻照后各組蚌肉中初始菌落總數降至≤10 CFU/g，電子束輻照有效殺滅了蚌肉中的部分微生物。由圖1可知，貯藏過程中各氣調包裝組蚌肉的菌落總數一直小于對照2 組，更遠小于對照1 組，在達到感官拒絕接受時，各氣調包裝組蚌肉的菌落總數分別為4.32、5.31、5.18、6.09 和5.74 log(CFU/g)，均小于各對照組，及水產品微生物限量標準7 log(CFU/g)[23]。氣調包裝在電子束輻照的基礎上進一步抑制了微生物的生長，吳燕燕[24]等研究發現CO2減小了鱸魚片中的腐敗菌豐度，延緩腐敗菌的生長，延長產品貨架期。Var Isil[25]研究發現40%以上含量的CO2即可有效控制食品中微生物的生長。本論文中各氣調包裝中CO2的含量越高，對微生物增長的抑制效果越好（p＜0.05）。張建友[26]等同樣發現氣調包裝中CO2的含量越高，毛蝦貯藏的穩定性越高。這可能是因為引起蚌肉腐敗的微生物主要為需氧菌，CO2造成無氧環境，抑制了大多數腐敗菌的生長，同時CO2改變細胞膜的結構，加快氧化磷酸化的反應速率，抑制微生物的生長[27]。但當CO2含量超過50%時，其對微生物的抑制效果相差不顯著（p＞0.05）。

2.3 不同比例氣調包裝結合電子束輻照對蚌肉冰藏中TVBN 值的影響

揮發性鹽基氮（TVBN）是衡量鮮凍動物性水產品鮮度的重要指標。不同比例氣調包裝結合電子束輻照后各組蚌肉在冰藏中的TVBN 值變化趨勢如圖2 所示，經5 kGy 電子束輻照后，蚌肉中產生TVBN 的速率降低，而不同比例的氣調包裝對TVBN 的影響不一樣，D 組蚌肉中TVBN 值的增長與對照2 組相差不大（p＞0.05），B、C 組和E 組對TVBN 的影響效果相差不大（p＞0.05），而A 組蚌肉中的TVBN 增長相對較緩慢。這可能是因為CO2對微生物生長的抑制，導致蚌肉貯藏中產生的TVBN 減少。各氣調組蚌肉在達到感官拒絕接受時，蚌肉中的TVBN 值分別為13.77、14.62、15.21、15.53、14.46 mg/100 g，達到冷凍貝類中TVBN 限值15 mg/100 g 左右[28]。結合感官評價以及菌落總數測定結果，對照1 組、對照2 組以及各氣調包裝組蚌肉的冰藏貨架期分別為12、24、29、29、27、25 和28 d，氣調包裝結合電子束輻照有效延長了冰藏蚌肉貨架期13～17 d。

圖2 不同比例氣調包裝結合電子束輻照對蚌肉冰藏中TVBN 值的影響Fig.2 Changes in TVBN of mussel meat treated by different proportion of modified atmosphere packaging combined with electron beam irradiation during ice storage

2.4 不同比例氣調包裝結合電子束輻照對蚌肉冰藏中TBA 值的影響

脂肪氧化是引起水產品腐敗變質的重要原因，因此TBA 值也可以反映水產品貯藏中的鮮度。不同比例氣調包裝結合電子束輻照后各組蚌肉在冰藏中的TBA 值變化趨勢如圖3 所示，電子束輻照誘導加速脂質的氧化，導致蚌肉中TBA 值上升[29]，因此對照2組蚌肉在冰藏中產生的TBA 遠高于對照1 組。而氣調包裝組中由于CO2和N2的加入，造成了厭氧或者低氧的環境，在一定程度上減緩了由于電子束輻照產生的脂肪氧化。M Milijasevic[30]的研究表明氣調包裝可以通過抑制產品中的脂肪氧化、腐敗菌的生長等以達到延長貨架期的目的。由圖3 可見，各氣調包裝組蚌肉的TBA 值變化較緩和，其最大值遠小于對照1組和對照2 組。且CO2含量越高，對TBA 值的降低效果越明顯（p＜0.05）。在冰藏前期，蚌肉中脂類物質氧化，引起TBA 值上升，隨著貯藏的進行，揮發性氧化產物逐漸減少，因此各組蚌肉中的TBA 值在達到最大值后呈下降趨勢。由于E 組中含有20%的O2含量，因此對TBA 值的抑制效果弱于其他氣調包裝組，但是整個貯藏期間的TBA 值遠低于對照2 組，且各組蚌肉至貨架期終點時其TBA 值均未超過水產品一級鮮品TBA 限值5 mg/g[29]。

圖3 不同比例氣調包裝結合電子束輻照處理蚌肉冰藏中TBA 值的變化Fig.3 Changes in TBA of mussel meat treated by different proportion of modified atmosphere packaging combined with electron beam irradiation during ice storage

綜上，100% CO2氣調包裝、70% CO2+30% N2氣調包裝、50% CO2+50% N2氣調包裝、30% CO2+70%N2氣調包裝和50% CO2+30% N2+20% O2氣調包裝結合電子束輻照相較于對照2 組，在電子束輻照保鮮的基礎上冰藏蚌肉貨架期分別再延長了5、5、3、1 和4 d，各氣調包裝組冰藏蚌肉貨架期分別為29、29、27、25 和28 d。當CO2含量高于50%時，對冰藏蚌肉貨架期的影響差距不明顯（p＞0.05），同樣新鮮鱈魚等在40%～50% CO2環境下得到的保鮮效果最佳[31]。20%O2的存在，可緩和由于高CO2造成的蚌肉色澤暗沉、外形凹陷問題，提高蚌肉的色澤度，E 組蚌肉在貯藏過程中的色澤、形態方面優于其他氣調包裝組。有報道高氧含量的氣調包裝能有效保持火雞香腸及豬肉香腸的新鮮品質[32]。因此綜合各項指標，50% CO2+30%N2+20% O2氣調包裝結合電子束對蚌肉的保鮮效果較優，蚌肉冰藏貨架期為28 d。奉琳娜[11]研究也發現50%CO2+10% N2+40% O2氣調包裝的羅非魚片在微凍環境下，保鮮期可達30 d，與本文研究結論類似。

3 結論

電子束輻照能殺滅蚌肉中的微生物，氣調包裝可有效延緩微生物的增長，氣調包裝結合電子束輻照能更好得抑制蚌肉中的微生物的增長，減少蚌肉中揮發性鹽基氮的產生，同時氣調包裝能有效減緩由于電子束輻照引起的脂肪氧化，降低蚌肉中TBA 值。本研究初步探索了氣調包裝結合電子束對蚌肉的保鮮效果，50% CO2+30% N2+20% O2氣調包裝結合電子束處理后蚌肉的冰藏貨架期達28 d，延長了16 d，為蚌肉的物理保鮮奠定了理論基礎。