辐照技术在肉及肉制品中的应用研究进展.docx

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1、辐照技术在肉及肉制品中的应用研究进展食品辐照技术是一种高能射线，可以有效杀灭或减少食品中食源性致病微生物和寄生虫，相比之下，该技术拥有非热加工的绝对优势，有常温杀菌，无污染无残留和杀菌穿透力强等特点，能有效地解决食品安全和食品保鲜贮藏等问题。目前国内共分布有169座辐照中心，其中分布数量前三的省份是江苏（19座）、广东（16座）和山东（16座），发展至今已有部分食品实现辐照应用，如泡椒凤爪、腊味制品及其他风味肉制品等。辐照加工的优势仍无可比拟，近期越来越多研究表明，在达到保鲜效果的预期下，通过协同其他技术，可有效地保持肉品原有品质和改善肉制品品质特性，这为辐照技术在肉类及其制品加工中的应用奠定

2、了良好的基础，具有非常广阔的应用前景。Ol辐照对肉制品的保鲜作用1.1 辐照对冷鲜肉类食品的保鲜作用近年来有较多的文献报道了辐照处理后延长冷鲜肉贮藏期的研究结论。S.Hossain等研究发现1.5和2kGy2种辐照剂量均能有效地控制孟加拉黑山羊肉中的腐败细菌和病原菌，延长其冷藏货架期；雷英杰等利用电子束辐照（9kGy,4。C）处理生鲜猪肉，研究表明辐照处理对微生物具有良好的杀菌作用，能够延长生鲜肉货架期58d；A.Islam等采用低剂量（l3kGy）6。COY射线辐照处理的新鲜鸡肉，研究发现2kGy射线照射组的总活菌数（TVC）、总大肠菌群数（TCC）、总酵母菌和霉菌数（TYMC）均显著低于未

3、照射组(P0.05),而且在提高鸡肉的保质期的同时，还尽量保持了鸡肉原有风味品质。辐照的冷杀菌应用在水产品的保鲜处理上具有一定的优势。Y.Zhen等利用10MeV电子束辐照结合真空包装处理大西洋鞋鱼鱼片可显著延长鱼片的货架期6d；郭红霞等进一步用低剂量(OMkGy)电子束辐照结合真空包装处理新鲜三文鱼，研究发现辐照剂量为1kGy时贮藏期间各鲜度指标良好，并能最大限度地保持其感官品质和营养价值，且能将货架期延长了6d左右；戚文元等研究发现4kGy辐照吸收剂量电子束辐照可有效杀灭罗非鱼片中的病原微生物，保持鱼肉硬度和正常风味，延长罗非鱼片的冷藏时间，为冰鲜水产品运输到较远地区加工销售提供了相对充裕

4、的时间。而对于颜色变化较敏感的水产品，食品辐照处理不可避免的改变肌红蛋白或虾青素等跟颜色变化相关物质的状态，引起肉类颜色的变化。ESmer等研究发现50%02+30%C0220%M气调包装的冷却肉在14d的贮藏期内肉色稳定。从以上情况可以看出，辐照处理对于不同的动物源肉类食品都能很好的达到杀灭微生物的效果，能有效提高肉类食品贮藏期。而在选择辐照方式、剂量和相适应的气调等技术时，既达到延长保质期的效果，也能避免辐照引起的品质变化。1.2 辐照对预制熟肉食品的保鲜作用早在前几年就有研究报道利用辐照处理中式传统菜肴腊肉炒SI豆和笋子烧牛肉，菌落总数和霉菌在处理后均保持在较低水平，大肠菌群、金黄色葡萄

5、球菌含量在保质期内始终低于检测限，而TBA值和粗脂肪含量总体随储藏时间的延长呈持续下降趋势，感官品质均无明显变化，且食用接受度较高，开拓辐照应用在预制菜的前景。除此之外，将辐照技术应用在国外特色食品，如热狗，培根和牛肉饼也能达到预期的效果。Y.K.Ham等研究发现不同辐照方式（Y射线、电子束和X射线）和剂量水平处理熟牛肉饼和猪肉香肠后，煮熟的牛肉饼和猪肉香肠的PH值不受辐射源或剂量的影响，也有效地减少两种食品中的需氧细菌总数，但加速了肉的的脂肪氧化；何立超等研究发现辐照（19kGy）可以显著降低火腿肠脂肪和蛋白质的氧化稳定性，5kGy剂量辐照对猪肉火腿肠中的微生物起到有效抑制作用。因此大多数预

6、制菜品在烹调后的营养成分较稳定，不易受到辐解自由基氧簇的干扰，很难受到辐照的影响。但不同的辐照02辐照对肉制品质构特性的影响2.1 肉类嫩度品质肌原纤维蛋白（MP）是肌肉中最丰富的蛋白质，是肌纤维的重要组成部分。辐照通过影响有关蛋白的水解，直接影响了肌原纤维、结缔组织（胶原蛋白）的结构，从而进一步引起肉品质构的变化，也是提升肉类嫩度最直接的原因；S.RKanatt等利用辐照（0、2.5、5和10kGy）处理印度三种常见肉类（鸡肉、羊肉和水牛）嫩度，发现2.5kGy的剂量改善了三种肉类的嫩度，而水牛肉剪切力的降低更为明显，肌纤维蛋白和胶原蛋白溶解度以及TCA可溶性蛋白质含量在辐照后显著增加。而在

7、针对嫩度提升的研究中，适宜的辐照剂量和协同技术具有很好的应用模式。P.Kuttinarayanan等通过辐照和电刺激对牛肉嫩度的改善具有协同作用，利用2.5kGy剂量辐照处理会影响牛肉钙蛋白酶(CaIPain)对蛋白质水解程度，剪切力值比对照组降低了2.35kgf,牛肉嫩度显著增加。对于辐照处理提升肉类嫩度还应具有合适的条件。同样，激活自由基氧化的环境是嫩度提升的不可或缺的条件之一。辐照对肉品质构影响的程度还取决于辐照剂量、温度、PH值、包装形式、贮藏时间、肌肉类型与含水量，不同种类或不同状态蛋白质的辐照敏感性各不相同，在含水量比较低的情况下，蛋白质经过辐照后则倾向于蛋白质多肽链的断裂，但这种

8、情况下，由于水分子电离出的自由基迁移受限，因此辐照对肉制品质构影响程度较小。而在含水量比较高的肉制品中，肌肉蛋白对辐照的敏感性较高，肌纤维断裂引起嫩度的提升的可能性就越高。2.2 肉类凝胶性能蛋白质的凝胶性能是决定肉类食品质量优劣的关键因素，直接影响肉制品的组织特性、保水性、粘结性以及产品得率，同时也是判别糜类制品优劣的重要能力。辐照在延长肉制品贮藏期的同时，还会影响内源性转谷氨酰胺酶(TGaSe)的结构及其活性，从而促进肉糜凝胶的形成效果。S.Deng等研究发现辐照降低了鱼糜凝胶中三氯乙酸可溶性多肽的含量，降低了a-螺旋含量，增加了B-折叠含量，这种转化会更有利于蛋白质变性和凝胶形成，凝胶网

9、络结构更加致密有序，凝胶强度、白度和持水性均高于未辐照的鱼糜凝胶。肉糜热诱导凝胶形成过程涉及非特异性缔合和疏水相互作用，而二硫键在该过程中起重要作用。总结以上情况，一方面辐照通过氧化促进赛基含量生成、减少总疏基的含量和a-螺旋的解离，有效导致肌球蛋白重链(MHC)的显著聚集，蛋白质交联性的增强，蛋白肽链相互作用形成致密的三维网络结构。另一方面，蛋白二级、三级和四级结构的变化以及粒径的改变极大地促进了水和肌肉蛋白分子之间的相互作用，增强的无序二级结构和内部氢键有利于蛋白变性并进一步阻止水进入内部，极大地破坏了肌动蛋白网络内的氢键重排，利于弱肌球蛋白重链的较弱MP凝胶，蛋白内部聚集速度快于展开速度

10、的趋势，从而形成弹性凝胶基质和牢固的凝胶质地。03辐照协同技术的应用食品辐照技术一般不会引起食品中原子核的变化，但会产生一些其他的化学反应，比如食品中的核酸、蛋白质、脂类等生物大分子经辐照后易发生电离、激发和化学键断裂，导致结构破坏和功能丧失，其次食物中的水分子发生辐解，形成羟基自由基、水合电子、过氧化氢等强氧化或强还原的带电物质，再作用于生物大分子，导致其结构破坏，从而使生物体活性受到损伤。因此，辐照肉制品在实际生产中存在一些瓶颈，常常需要其他辅助措施完成辐照工艺，保持或提高肉制品原有品质和风味，这也是往后研究食品辐照科学的一个热点趋势。3.1抗氧化技术天然抗氧化剂因其安全性高、抗氧化活性强

11、，具有延缓肉质劣变、延长货架期的作用，被广泛应用于肉类食品中的保鲜。抗氧化剂能与辐解产生的超氧化物阴离子等活性氧簇结合，降低活性自由基与蛋白质外部敏感基团或脂质结合，从而抑制或延缓肉制品蛋白质、脂肪产生氧化效应，保护肉品色泽和品质的两方面。在肉制品色泽保护的研究中，刘文龙等将天然抗氧化剂茶多酚(TP)和葡萄籽提取物(GSE)应用到辐照(3kGy)猪肉的保鲜中，发现抗氧化剂的添加能够减缓辐照产生自由基而引起的氧化效应，避免肉色褐变，保持了原有感官品质，对延长货架期也有不错的效果。HZiyi等进一步在猪肉中添加壳聚糖、香芹酚、茶多酚，采用2kGy辐照剂量的Y射线处理新鲜猪肉，处理后沙门氏菌、金黄色

12、葡萄球菌数大幅减少，猪肉色泽没有受到较大影响，脂质氧化得到减缓；何立超等研究发现维生素E、茶多酚、迷迭香提取物3种抗氧化剂均能有效抑制辐照诱导的猪肉火腿肠蛋白质和脂肪的氧化，减少辐照异味的形成，说明抗氧化剂能有效的与辐照产生的活性氧簇自由基结合，从而控制营养物质(蛋白脂肪)氧化的发生，进一步抑制不良风味的产生。M.S.Arshad等利用两个剂量(1kGy和2kGy)的Y辐照和3%姜黄粉(TP)联合处理，2kGy+TP处理的鸡肉在微生物和物理化学品质、抗氧化活性以及鸡肉的感官特性方面都可以达到最佳。不仅如此，抗氧化剂复配和协同还能有效减缓辐照引起的肉制品中脂质氧化，降低了亚硝酸盐含量，且不影响肉

13、制品的PH值和感官特性。3.2 可食用涂层技术天然壳聚糖、壳聚糖-茶多酚或壳聚糖-香芹酚具有杀菌活性，并与辐照相加或协同作用灭活新鲜猪肉上的沙门氏菌和金黄色葡萄球菌，提供了理想的安全边际。M.S.Rao等将羊肉烤肉串和五花培根等肉制品用壳聚糖包被并在用4kGy辐照处理，发现可显著延缓脂质过氧化，并可防止微生物生长而导致的腐败。利用天然活性涂层或抗菌药物（壳聚糖、香芹酚、茶多酚）结合辐照处理，能在低剂量辐照有效的灭活食源性病原体，延缓脂质氧化和保护肉制品色泽，为提高肉类安全和肉类质量提供一种新的解决方案。3.3 气调包装气调保藏是一种改变所处环境气体组成成分的保藏方法，具有低成本、安全性高、能较

14、好保持肉制品的风味、色泽、品质以及营养等特点。通过气调包装技术对食品进行密封包装，调整气体含量比例，降低过氧化物的生成，缓解电离辐照带来的氧化反应。张海伟等初步研究表明，添加抗氧化剂并结合真空包装能显著降低辐照猪肉糜中的脂肪氧化，冷却肉的脂肪氧化方面真空包装要优于有氧包装；蒋慧亮等利用气调包装结合电子束对蚌肉的保鲜效果，表明5O/CO2+3O%N2+2O/O2气调包装结合电子束处理后蚌肉的冰藏货架期能达到28d,相较于空白组延长了16d,且能更好抑制蚌肉中的微生物的增长，减少蚌肉中挥发性盐基氮的产生，降低蚌肉中TBA值；陈尚戊等进一步结合气调方式处理猪肉，发现35%02+35%C02+30%N

15、2组对减缓了辐照生鲜猪肉的脂肪氧化速度，对维持辐照生鲜猪肉的感官品质、抑菌有积极作用；周亚军等采用不同剂量辐照处理真空包装和气调包装(75%C0225%M)酱牛肉，发现辐照剂量与杀菌效果呈正相关，辐照剂量在46kGy时酱牛肉品质较好，气调包装酱牛肉4kGy辐照贮藏品质较佳，货架期可达18do3.4 其他技术近年来，在食品辐照技术广泛应用的基础上引入其他非热杀菌技术(如高压处理、高强度脉冲、酸性电解水和陈化技术，降低辐照处理引起的氧化不良效应，延长食品的贮藏期。A.ILAlahakoOn等研究表明，柑橘皮提取物(CPE；2%)与电子束辐照(EB；1和2kGy)和高压(HP；300和400MPa)的协同作用是一种在不影响调味鸡肉感官属性的情况下延长腌制产品的保质期的有效方法；酸性电解水具有较低的pH、较高的有效氯浓度(ACC)和氧化还原电位(ORP),且对人体是安全无害的，张昊宇等采用辐照和酸性电解水结合处理小龙虾仁，发现酸性电解水结合辐照的杀菌效果显著(P0.05)o