鄭讀 李北平 熊光權(quán) 白嬋 王炬光 廖濤

摘 要：為研究常溫貯藏條件下輻照對(duì)熟制小龍蝦品質(zhì)變化規(guī)律的影響，采用60Co-γ射線對(duì)真空包裝條件下的熟制小龍蝦進(jìn)行輻照滅菌處理，并設(shè)置2.93、6.62、8.50、10.66 kGy 4 個(gè)輻照劑量組，將未輻照組作為對(duì)照組，通過(guò)測(cè)定菌落總數(shù)、總揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量、蛋白質(zhì)特性等相關(guān)指標(biāo)研究60Co-γ射線輻照滅菌對(duì)小龍蝦常溫貯藏貨架期及蛋白特性的影響。結(jié)果表明：不同輻照劑量蝦肉貯藏過(guò)程中的初始菌落總數(shù)存在顯著差異，10.66 kGy組貯藏0 d的菌落總數(shù)僅為76 CFU/g，比未輻照組貯藏0 d的菌落總數(shù)降低90%以上，且輻照組的TVB-N含量增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯低于未輻照組，這說(shuō)明輻照劑量越高，滅菌效果越明顯;10.66 kGy組小龍蝦輻照后肌原纖維蛋白含量為10.07 μg/mL，未輻照組為14.48 μg/mL，高劑量輻照組的肌原纖維蛋白含量比低劑量輻照組明顯降低，說(shuō)明輻照促進(jìn)了蛋白質(zhì)的氧化分解，對(duì)其營(yíng)養(yǎng)成分有一定影響。當(dāng)輻照劑量為6.62 kGy時(shí)，小龍蝦貨架期得到有效延長(zhǎng)的同時(shí)也更好維持了蝦肉品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：小龍蝦;常溫貯存;輻照滅菌;蛋白質(zhì);貨架期

Effect of Irradiation on Storage Quality of Crayfish at Room Temperature

ZHENG Du1，2， LI Beiping1， XIONG Guangquan1， BAI Chan1， WANG Juguang1， LIAO Tao1，*

（1.Hubei Engineering Research Center for Agricultural Products Irradiation， Institute of Agro-Products Processing and

Nuclear Agricultural Technology， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064， China;

2.School of Chemistry and Material Science， South-Central University for Nationalities， Wuhan 430074， China）

Abstract： In order to study the effect of irradiation on the quality of cooked crayfish stored at room temperature， 60Co γ-ray was used to sterilize cooked crayfish with vacuum packaging. Four irradiation dose groups of 2.93， 6.62， 8.50， 10.66 kGy were set up， and non-irradiated samples were used as control. Total viable count， total volatile basic nitrogen （TVB-N） content and protein characteristics were determined to evaluate the effect of 60Co γ-ray irradiation on the shelf life and protein characteristics of crayfish stored at room temperature. The results showed that there were significant differences in the initial total number of colonies on cooked crayfish subjected to different irradiation doses. On day 0， the total number of colonies in the 10.66 kGy group was only 76 CFU/g， which was 90% less than that in the control group， and the growing trend of TVB-N content in the irradiated group was significantly lower than that in the control group， indicating that the higher the irradiation dose， the more obvious the sterilization effect. The myofibrillar protein content of the 10.66 kGy group was

10.07 μg/mL compared to 14.48 μg/mL for the control group. The myofibrillar protein content of the high-dose irradiation group was significantly lower than that of the low-dose group， indicating that the irradiation promoted the oxidative decomposition of protein， affecting the nutritional composition of cooked crayfish. The irradiation dose of 6.62 kGy effectively prolonged the shelf life of cooked crayfish and maintained the nutritional quality.

Keywords： Procambarus clarkia; room temperature storage; irradiation sterilization; protein; shelf life

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20210408-097

中圖分類號(hào)：TS254.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-8123（2021）06-0044-06

引文格式：

鄭讀， 李北平， 熊光權(quán)， 等. 輻照對(duì)小龍蝦常溫貯藏品質(zhì)的影響[J]. 肉類研究， 2021， 35（6）： 44-49. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20210408-097.? ? http：//www.rlyj.net.cn

ZHENG Du， LI Beiping， XIONG Guangquan， et al. Effect of irradiation on storage quality of crayfish at room temperature[J]. Meat Research， 2021， 35（6）： 44-49. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20210408-097.? ? http：//www.rlyj.net.cn

克氏原螯蝦，俗稱紅螯蝦、淡水小龍蝦等，小龍蝦肉中含有豐富的氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素及礦物質(zhì)，并且在國(guó)內(nèi)小龍蝦擁有廣泛的消費(fèi)市場(chǎng)，據(jù)測(cè)算，2019年國(guó)內(nèi)小龍蝦產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)4 110 億元[1]。因此，維持小龍蝦產(chǎn)品品質(zhì)安全、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及延長(zhǎng)貯藏時(shí)間的保鮮技術(shù)將是國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。瞿桂香等[2]研究電子束輻照條件下小龍蝦的品質(zhì)變化，結(jié)果表明，電子束輻照會(huì)促進(jìn)蛋白質(zhì)的分解，氨基酸的含量也會(huì)增加，提高了小龍蝦營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，且電子束輻照有效延長(zhǎng)了小龍蝦的貨架期。Shi Liu等[3]研究冷凍溫度對(duì)小龍蝦貯藏保質(zhì)期的影響，結(jié)果表明，-30℃是最適宜小龍蝦的冷凍貯藏溫度，且此條件下小龍蝦保鮮期在30 d左右。但冷凍產(chǎn)品需要冷鏈運(yùn)輸，其物流成本較大。因此，延長(zhǎng)常溫條件下小龍蝦的貨架期具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

目前，輻照技術(shù)作為一種安全、高效、非熱食品加工技術(shù)，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。γ射線輻照殺菌技術(shù)的原理為在輻照過(guò)程中，γ射線作用于微生物，破壞微生物的核糖核酸，破壞其DNA結(jié)構(gòu)，使得微生物無(wú)法繼續(xù)繁殖，輻照滅菌具有低消耗、無(wú)污染、無(wú)殘留、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，目前越來(lái)越受到重視，具有優(yōu)良的發(fā)展前景[4]。本研究以小龍蝦為原料，測(cè)定蝦肉的貨架期指標(biāo)和蛋白質(zhì)指標(biāo)（肌原纖維蛋白含量、總巰基含量、羰基含量）等相關(guān)指標(biāo)，研究γ射線輻照對(duì)于真空常溫貯藏條件下小龍蝦品質(zhì)的影響，確定最佳輻照劑量，完善小龍蝦輻照滅菌工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小龍蝦均來(lái)源于潛江市昌貴水產(chǎn)食品股份有限公司，體長(zhǎng)（8.79±0.42） cm，體質(zhì)量（30.86±1.15） g。

氫氧化鈉、硼酸、輕質(zhì)氧化鎂（均為分析純） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;平板計(jì)數(shù)瓊脂 海博生物技術(shù)有限公司;蛋白質(zhì)羰基含量測(cè)定試劑盒、總巰基含量測(cè)定試劑盒、超微量ATP酶（Ca2+）檢測(cè)試劑盒、總蛋白定量測(cè)定試劑盒 南京建成生物工程研究所。

1.2 儀器與設(shè)備

SPARK酶標(biāo)儀 帝肯（上海）貿(mào)易有限公司;K9860全自動(dòng)凱氏定氮儀 海能未來(lái)技術(shù)集團(tuán)股份有限公司;YM立式壓力蒸汽滅菌器 上海三申醫(yī)療器械有限公司;PHS-25 pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro Systems

公司;NMI20-025V-I核磁共振成像分析儀 蘇州紐邁分析儀器股份有限公司;ZT125輻照裝置 核工業(yè)第二設(shè)計(jì)研究院。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

小龍蝦用自來(lái)水清洗3～4 次，剝?nèi)ノr頭，去除腸線后再對(duì)蝦尾進(jìn)行清洗、瀝干，隨后放入蒸鍋，在100 ℃條件下蒸制7 min，待瀝干冷卻后進(jìn)行真空包裝。對(duì)真空包裝后的蝦尾進(jìn)行分組后送至湖北省輻照實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)行60Co-γ射線輻照，輻照劑量設(shè)定為0（未輻照）、3、5、7、9 kGy，采用重鉻酸鹽跟蹤實(shí)際吸收劑量，測(cè)得實(shí)際吸收劑量分別為0.00、2.93、6.62、8.50、10.66 kGy。輻照完成后將各組小龍蝦均放入25 ℃恒溫培養(yǎng)箱貯藏，定期取樣測(cè)定。

1.3.2 貨架期指標(biāo)測(cè)定

菌落總數(shù)測(cè)定：參照GB 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》[5];總揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量測(cè)定：參照GB 5009.228—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定》[6];pH值測(cè)定：參照GB 5009.237—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品pH值的測(cè)定》[7]。

1.3.3 蛋白質(zhì)相關(guān)指標(biāo)測(cè)定

采用超微量ATP酶（Ca2+）檢測(cè)試劑盒測(cè)定小龍蝦中Ca2+-ATP酶活性;采用蛋白質(zhì)羰基試劑盒測(cè)定小龍蝦蛋白質(zhì)羰基含量;采用總蛋白定量測(cè)定試劑盒測(cè)定小龍蝦中肌原纖維蛋白含量;采用總巰基試劑盒測(cè)定小龍蝦中總巰基含量。

1.3.4 硬度測(cè)定

蝦尾剝殼，取尾部蝦肉，應(yīng)用質(zhì)構(gòu)儀，采用TPA模式，選取直徑0.5 cm的P/0.5平底柱形探頭，設(shè)置測(cè)定參數(shù)為：檢測(cè)速率1 mm/s，探頭距離被測(cè)物體表面高度10 mm，感應(yīng)力1.5 N，平行測(cè)定3 次，取平均值。

1.3.5 水分遷移測(cè)定

利用低場(chǎng)核磁共振（low field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）測(cè)定小龍蝦的水分分布情況，設(shè)置儀器共振頻率為23.40 MHz，磁體強(qiáng)度0.5 T，線圈直徑25 mm，磁體溫度30 ℃。掃描實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行反演，獲得橫向弛豫時(shí)間T2的反演譜。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，并采用SPSS分析軟件檢驗(yàn)組間差異，P<0.05時(shí)認(rèn)為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 輻照對(duì)小龍蝦貯藏過(guò)程中TVB-N含量的影響

小龍蝦TVB-N含量增加與殘存細(xì)菌分解蝦肉蛋白質(zhì)產(chǎn)生氨以及胺類等堿性含氮物質(zhì)有關(guān)[8]，根據(jù)國(guó)家肉類行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》[9]，一般水產(chǎn)品的TVB-N含量≥20 mg/100 g時(shí)，可認(rèn)定水產(chǎn)品已腐敗。由表1可知，常溫貯藏條件下，未輻照組貯藏2 d時(shí)就已腐敗，這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果與陳東清等[10]研究電子束輻照對(duì)蒸煮小龍蝦品質(zhì)及貨架期的影響實(shí)驗(yàn)中測(cè)得常溫貯藏條件下小龍蝦的貨架期一致。6.62 kGy輻照組貯藏6 d時(shí)TVB-N含量才達(dá)到21.12 mg/100 g，而10.66 kGy組貯藏12 d時(shí)TVB-N含量為15.33 mg/100 g，表明輻照殺菌能夠顯著抑制TVB-N含量的增加，輻照劑量越大，TVB-N含量增加越緩慢。

2.2 輻照對(duì)小龍蝦貯藏過(guò)程中菌落總數(shù)的影響

菌落總數(shù)也是反映食品貨架期的重要指標(biāo)，一般認(rèn)為，水產(chǎn)品的菌落總數(shù)應(yīng)在50 000 CFU/g內(nèi)。由表2可知，隨著輻照劑量的增大，小龍蝦菌落總數(shù)增長(zhǎng)也越慢。10.66 kGy輻照組小龍蝦貯藏12 d時(shí)菌落總數(shù)為47 000 CFU/g，低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的臨界值，未輻照組貯藏0 d的菌落總數(shù)為900 CFU/g，10.66 kGy輻照組貯藏0 d的菌落總數(shù)僅為76 CFU/g，差異顯著（P<0.05），由此可見(jiàn)，輻照殺菌具有較強(qiáng)的滅菌功效，能極大延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期，并且輻照后各組初始菌落總數(shù)具有顯著差異，輻照劑量越高，殺菌效果越明顯。

2.3 輻照對(duì)小龍蝦貯藏過(guò)程中pH值的影響

pH值升高是由于在蝦體內(nèi)的微生物和內(nèi)源酶作用下，使得蛋白質(zhì)分解生成氨基酸、三甲胺及吲哚等含氮堿性化合物，致使pH值上升、品質(zhì)下降[11]。由表3可知，貯藏0 d時(shí)，輻照劑量高的蝦肉pH值更高，這說(shuō)明輻照可能會(huì)促進(jìn)蝦肉中某些堿性物質(zhì)的分解。一般認(rèn)為，蝦的pH值低于7.7表明品質(zhì)良好[12]。6.62 kGy輻照組小龍蝦常溫貯藏4 d時(shí)pH值為7.61，而更高劑量輻照組貯藏4 d時(shí)均接近8.0，已不適宜食用，說(shuō)明小龍蝦的貯藏加工技術(shù)不適宜采用超過(guò)7 kGy的輻照劑量進(jìn)行輻照滅菌。

2.4 輻照對(duì)小龍蝦貯藏過(guò)程中蛋白質(zhì)相關(guān)指標(biāo)的影響

羰基含量是反映蝦肉中蛋白氧化的重要指標(biāo)，羰基通常由肽鏈的斷裂和氨基酸側(cè)鏈的氧化生成[13]。由表4～6可知，未輻照組小龍蝦貯藏0 d的羰基含量為2.34 nmol/mg，而8.50 kGy輻照組的羰基含量達(dá)到4.99 nmol/mg，這說(shuō)明隨著輻照劑量的增加，羰基含量呈上升趨勢(shì)。未輻照組小龍蝦貯藏0 d的肌原纖維蛋白含量為14.48 μg/mL，而輻照后小龍蝦肌原纖維蛋白含量均低于12 μg/mL，且隨著輻照劑量增加而下降，高劑量的輻照可能會(huì)產(chǎn)生大量自由基，從而使肌原纖維蛋白氧化，含量降低[14]，這一指標(biāo)與羰基含量上升對(duì)應(yīng)?？値€基含量隨著輻照劑量的增加先增加隨后降低，可能是由于低劑量的輻照使得包埋在蛋白質(zhì)內(nèi)部的巰基暴露出來(lái)，而高劑量輻照產(chǎn)生的羥自由基會(huì)氧化生成游離巰基，進(jìn)一步形成二硫鍵，使得總巰基含量隨著輻照劑量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)[15]。

隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，10.66 kGy輻照組小龍蝦貯藏12 d的羰基含量較初始羰基含量增加了1 倍以上，其他輻照組羰基含量也隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而呈增加趨勢(shì)，這可能是貯藏過(guò)程中蛋白質(zhì)的肽鏈斷裂導(dǎo)致的[16]。而各輻照組的總巰基含量總體上隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈逐漸降低趨勢(shì)，這可能是由于巰基在貯藏過(guò)程中發(fā)生氧化，形成二硫鍵，巰基含量隨之下降。肌原纖維蛋白含量隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸降低，8.50 kGy輻照組貯藏8 d的肌原纖維蛋白含量較貯藏0 d下降42.50%，6.62 kGy輻照組貯藏4 d的肌原纖維蛋白含量較貯藏0 d下降23.20%，這可能是由于輻照產(chǎn)生的自由基促進(jìn)肌原纖維蛋白的氧化，因此小龍蝦肌原纖維蛋白含量不斷下降，這也與巰基和羰基含量變化相對(duì)應(yīng)[17]。

小龍蝦的Ca2+-ATP酶活性主要來(lái)源于肌球蛋白，因?yàn)榧∏虻鞍拙哂蠥TP酶活性，能夠顯著促進(jìn)ATP的分解，因此小龍蝦的Ca2+-ATP酶活性可以看作是肌球蛋白分子完整性的一個(gè)指標(biāo)。由表7可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，小龍蝦的Ca2+-ATP酶活性降低，6.62 kGy輻照組貯藏4 d時(shí)Ca2+-ATP酶活性基本消失，10.66 kGy輻照組貯藏12 d時(shí)Ca2+-ATP酶活性基本消失，這說(shuō)明在貯藏過(guò)程中蛋白質(zhì)間發(fā)生相互作用，導(dǎo)致小龍蝦的肌球蛋白變性，并且隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，小龍蝦肌球蛋白也逐漸發(fā)生氧化，使得小龍蝦Ca2+-ATP酶活性消失。

2.5 輻照對(duì)小龍蝦貯藏過(guò)程中水分遷移的影響

利用LF-NMR技術(shù)測(cè)定小龍蝦的T2弛豫特性，根據(jù)橫向弛豫時(shí)間T2的不同，可以很容易區(qū)分小龍蝦內(nèi)部不同狀態(tài)的水分分布。選取最高輻照劑量（10.66 kGy）組為例，研究輻照后小龍蝦貯藏過(guò)程中的水分遷移變化。由圖1可知，10.66 kGy輻照組存在3 個(gè)峰，其中T21（T2橫向弛豫時(shí)間0.1～10 ms）代表結(jié)合水，T22（10～100 ms）代表不可移動(dòng)的水，T23（>100 ms）代表自由水。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，3 個(gè)峰的峰面積均大幅下降，說(shuō)明小龍蝦中水分均大幅流失，且隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，結(jié)合水含量下降，可能是隨著小龍蝦貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，使肌原纖維蛋白微觀結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)水質(zhì)子流動(dòng)性變小。

2.6 輻照對(duì)小龍蝦貯藏過(guò)程中硬度的影響

由表8可知，貯藏0 d時(shí)，輻照劑量高的組別硬度明顯增加，這說(shuō)明輻照對(duì)蝦肉質(zhì)構(gòu)有一定影響，而在貯藏過(guò)程中各輻照組硬度隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)均顯著降低，10.66 kGy輻照組貯藏12 d的硬度比貯藏0 d下降60.10%，而6.62 kGy輻照組對(duì)比貯藏0 d時(shí)硬度僅降低16.30%，較好維持了蝦肉的質(zhì)構(gòu)特性及口感。研究表明，蝦肉的硬度下降可能與蝦肉水分遷移、汁液流失導(dǎo)致各組織間交互作用力減弱有關(guān)[18]。

3 討 論

60Co-γ射線輻照滅菌能明顯提高小龍蝦常溫貯藏的貨架期，不同輻照劑量組的初始菌落總數(shù)具有顯著性差異，并且輻照劑量越高，滅菌效果越好。與此同時(shí)，輻照滅菌由于其優(yōu)異的滅菌特性，使得微生物與內(nèi)源性酶難以將蛋白質(zhì)分解成氨和其他含氮類物質(zhì)，因此輻照能有效抑制TVB-N的增加，減緩小龍蝦腐敗，這一結(jié)果與彭玲等[19]研究輻照對(duì)雞爪的滅菌效果實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，同時(shí)在徐遠(yuǎn)芳等[20]對(duì)豆制品的輻照實(shí)驗(yàn)中也證實(shí)，即使是非肉類制品，輻照也有較好的抑菌作用。

輻照對(duì)蝦肉蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)也有影響，在李新等[21]的研究中，小龍蝦的蛋白質(zhì)會(huì)隨著輻照而分解，低輻照劑量條件下蛋白質(zhì)分解所得氨基酸含量升高，而高輻照劑量會(huì)破壞氨基酸支鏈，使其含量下降，這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果和本研究中輻照后肌原纖維蛋白含量下降相一致，但后續(xù)貯藏過(guò)程中其氨基酸變化規(guī)律還需進(jìn)一步研究。

雖然輻照能有效延長(zhǎng)小龍蝦的貯藏貨架期，但并非更高的輻照劑量就能帶來(lái)更好的效果，本研究發(fā)現(xiàn)，高劑量組的小龍蝦有明顯的輻照異味。李斌等[22]研究發(fā)現(xiàn)，高劑量輻照會(huì)產(chǎn)生大量自由基，攻擊蛋白質(zhì)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)及含硫氨基酸發(fā)生輻照降解，而Feng Xi等[23]的研究進(jìn)一步證實(shí)，輻照肉類產(chǎn)生的揮發(fā)性異味的主要來(lái)源和產(chǎn)生機(jī)制是通過(guò)對(duì)氨基酸側(cè)鏈的輻照降解產(chǎn)生二甲基硫、二甲基二硫和二甲基三硫等含硫揮發(fā)性物質(zhì)[24]，對(duì)小龍蝦的風(fēng)味造成影響。因此，在實(shí)際運(yùn)用輻照技術(shù)對(duì)小龍蝦進(jìn)行滅菌貯藏時(shí)應(yīng)控制好輻照劑量，或在輻照產(chǎn)品中添加適宜的抗氧化劑[25-26]。

4 結(jié) 論

6.62 kGy劑量組的小龍蝦在有效延長(zhǎng)貨架期的同時(shí)，在貯藏過(guò)程中也較好地維持了小龍蝦的pH值，說(shuō)明在該輻照劑量下蛋白質(zhì)氧化程度較低，微生物分解堿性物質(zhì)較少，品質(zhì)較為優(yōu)異。后續(xù)研究將會(huì)結(jié)合貯藏溫度、優(yōu)勢(shì)腐敗菌、包裝材料、保鮮劑等方式[27-30]來(lái)篩選最適宜熟制小龍蝦的貯藏條件，進(jìn)一步在保證小龍蝦營(yíng)養(yǎng)成分的情況下，更加有效延長(zhǎng)小龍蝦調(diào)理品的貨架期。

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