辐照保藏技术在肉制品中的应用.pdf

食品研究与开发2 0 0 7.V o l.2 8.N o.1 1作者简介:张楠(1 9 5 5-),男(汉),本科,高级工程师,研究方向:食品发酵机械。自1 8 9 6年 1 9 0 2年M i n k和P r e s c o t t分别发现了电离辐射的杀菌作用后,辐射保藏法已逐渐应用于食品保藏之中。食品辐照(f o o d i r r a d i a t i o n)是人类利用核技术(n u c l e a r t e c h n i q u e s)开发出来的一项新型的食品保藏技术 1。食品经过射线或电子加速器产生的电子束(最大能量1 0 M e V)或X射线(最大能量5 M e V)的辐照,使之抑制发芽、推迟成熟、促进物质转化、杀虫灭菌和防止霉变等,从而达到保鲜和提高产品质量的目的。由于食品辐照具有节能、效率高、不升温、安全可靠和保持食品良好感官品质等优点,得到越来越多国家的广泛关注和应用,正在形成一门新兴的辐照加工产业 2-5。历经几十年的研究和探索,1 9 8 0年联合国粮农组织(F A O)、国际原子能机构(I A E A)和世界卫生组织(WH O)联合组成专家委员会,在对辐照食品安全性和有效性进行全面的调查后,得出结论:辐射总平均剂量1 0 k G y的任何食品,不需做毒理学试验,无特殊营养和微生物危害。1 9 9 7年又进一步提出:不管辐照剂量低于或大于1 0 k G y都不存在毒理、营养、微生物和辐射化学的问题 1。肉类食品的营养价值很高,是人类营养膳食的必需品,富含蛋白质、脂肪、氨基酸、维生素等多种营养成分,因此极易腐败。由于辐照消毒处理的肉品卫生质量较高,近年来备受人们关注。1 9 9 7年美国F D A正式批准应用辐照杀灭肉中的病原菌,新鲜或预冷的肉类最大辐照剂量是4.5 k G y,国际I C G F I制订了辐照包装畜禽肉类标准 2,积极推动辐照肉类的发展。我国制订了辐照冷却包装畜禽肉类卫生标准 3,为发展辐照肉类提供了法的保障。我国的辐照技术经过了这些年的发展,已经有了很大的进步,但是对于辐照在肉品中的应用目前大部分都还集中在实验室研究阶段,进入商业化生产的很少。1辐照保藏肉品的安全性电离辐照对存在于肉类食品中的微生物,如细菌、酵母、霉菌等均有一定的破坏作用。通过损害微生物细胞体内的遗传物质,我们可以阻止这些遗传物质进行细胞生长所必须经历的生化过程,从而阻碍微生物的繁殖。在一般情况下,辐照处理可以减少或清除那些导致新鲜肉类食品腐败变质的微生物和病菌;在实际应用中,于低温巴氏杀菌的条件下,新鲜肉类的辐照能量范围为1 k G y 1 0 k G y。辐照技术是工艺过程,而非任何添加剂,经过辐照的肉类及其制品,因没有直接接触放射性核素,不会被污染。目前国际上辐照食品中使用的射线能量很低,电子束能量在1 0 k G y以下,它们的能量都低于在食品中张楠(天津一轻集团,天津3 0 0 0 7 4)辐照保藏技术在肉制品中的应用摘要:对辐照保藏技术及其在肉品中的应用、使用安全性以及辐照、保藏技术存在的问题等方面进行综述,对今后辐照技术应重点研究开发的方向进行了展望。关键词:辐照;保藏;肉品T H EA P P L I C A T I O N S O F F O O DI R R A D I A T I O NS T O R A G EI NM E A T P R O D U C T SZ H A N GN a n(T i a n j i n Y i q i n g G r o u p C o.,L t d.,T i a n j i n 3 0 0 0 7 4,C h i n a)A b a t r a c t:T h e a p p l i c a t i o n o f f o o d i r r a d i a t i o n s t o r a g e i n m e a t p r o d u c t s,t h e s a f e t y a n d t h e b a d c h a n g e s c a u s e d b yu s i n g t h i s t e c h o l o g y a r e d i s s c u s s e d.I nt h e e n d,t h e a r t i c l e s u m m a r i z e s t h e p r i m a r y d i r e c t i o no f f o o di r r a d i a t i o ns t o r a g e i n m e a t p r o d u c t s.K e y w o r d s:f o o d i r r a d i a t i o n;s t o r a g e;m e a t p r o d u c t s综述1 9 0食品研究与开发2 0 0 7.V o l.2 8.N o.1 1可能诱导放射性的能量阈值,因而不会感染放射性物质。美国专家对辐照牛肉及辐照鸡肉进行了长时间的毒理研究,从受试动物胚胎期开始直至死亡,进行了几十项指标的试验和观察,均无发现致畸、致癌、致突变效应。所以,食用辐照肉类制品是非常安全的 4。2辐照保藏技术在肉制品贮藏中的应用辐照保藏不同于化学添加剂、熏蒸和腌制,也不同于耗能较大的冷冻和热处理方法,它是一种节能的物理方法。利用射线穿透力强,在不打开包装的情况下进行杀菌的特点,消除在肉制品生产和制备过程中严重的交叉感染。另外,被处理的食品温度变化小,1 0 k G y的吸收剂量引起的温度增高只有2.7 8,是一种理想的冷杀菌方法。经辐照的肉类制品蛋白质营养成分损失较少,氨基酸组分恒定,感官品质无明显变化。如果采用低氧和低温的辐照条件,脂肪的同化作用和热能价值并不因辐照而发生改变,维生素的损失也很少 4。辐照消毒处理可以提高肉类卫生质量及有效延长其货架期,控制食源性致病菌,杀灭寄生虫和减少腐败微生物。一般认为低剂量辐照是杀灭肉类中各种致病菌和腐败菌的最佳途径,杀灭各类寄生虫的剂量为0.6 5k G y 1.0k G y,控制微生物的辐照剂量为3k G y 1 0 k G y 6。一般认为,微生物体的生存方式越简单,其对电离辐照的适应能力越强。例如,病毒对辐照的抵抗能力高于细菌,细菌高于霉菌,因此能够完全清除肉类中霉菌的辐照加工,并不一定能够消灭所有细菌。同样,在所有细菌类微生物中,不同品种的肉类中其细菌对辐照的适应性也不完全相同。除上述提及的病菌与微生物外,在肉类食品中还存在另一类微生物体,它们不是病菌,但对肉类本身具有的色、香、味等质量特性会造成一定的破坏,辐照技术也能清除这类微生物 5。在实际应用中,大多数鲜肉类食品中都存在大量不同的微生物,而且其中一部分属于产芽孢菌类微生物体,它们通常对于杀菌过程具有很强的抵抗力。辐照技术应用于肉类食品的杀菌处理,可以有效的延长鲜肉的保鲜期。以鲜猪里脊为例,在真空状态下经3.0 k G y辐照处理后,其冷藏保鲜期为9 0 d左右,而未经辐照技术处理的鲜肉,保鲜期只有4 1 d 5。单核增生李斯特氏菌是适冷型食物传染性病菌,对于冷藏的肉类制品具有一定的破坏作用。它的D值(即每克重减少1 0个单位细胞数所需的辐照量值)范围在0.4 k G y 0.6 k G y之间。根据这一比例计算,1.5 k G y的辐照就能杀死大约1 0 0 0细胞单位/g的李斯特氏菌。由于在新鲜肉类中,其他病菌及微生物的数量一般均低于1 0 0细胞单位/g。而最大D值又低于李斯特氏菌所需的D值,因此,经1.5 k G y能量级辐照处理后的肉类食品,完全可以保证其食用安全性,即不含有沙门氏菌、耶尔森氏肠杆菌、弯曲杆菌、大肠埃希杆菌O 1 5 7:H 7等病菌。而对于新鲜肉类中最耐受辐照的肉毒梭状芽孢杆菌来说,杀灭剂量为3.4 5 k G y 4.3 0 k G y 7。对于真空冷却包装肉来说,保质期一般在7 d左右,采用辐照消毒技术进行实验研究,结果表明采用3 k G y辐照剂量可有效抑制腐败菌的生长繁殖,使真空包装冷却肉在5 温度下可延长保质期至3 0 d,给经销商和消费者提供了方便,也促进了冷却肉的推广。辐照还可以杀灭真空包装冷却肉中的寄生虫和肠道致病菌,确保卫生质量。在我国国家标准G B 1 4 8 9 1.6-1 9 9 4辐照猪肉卫生标准 中作了明确规定,对弓形体和绦虫的杀灭剂量一般均在0.7 k G y以下。基于对以上几种寄生虫病的研究结果,考虑到多种寄生虫可能并存的复杂情况,美国政府批准杀灭猪肉中寄生虫的最低有效辐照剂量为1 k G y 7。延长熟肉制品的货架期是长期以来亟待解决的问题。熟肉制品由于水分含量高,各种微生物的含量较多,保质期短,而西式肉的保藏比一般肉制品更困难。通过辐照杀菌可以杀灭熟肉中存在的细菌以及致病菌和腐败菌,很好的解决保质期短的问题,1 9 9 7年公布的国标G B 1 4 8 9 1.1-1 9 9 7辐照熟畜禽肉类卫生标准规定熟肉的辐照总体平均吸收剂量不得大于8 k G y。感官评定结果为在1 0 k G y以下剂量的色泽、味道、肉质致密度均正常;1 0 k G y以上剂量对色泽和致密度有影响。综合评价得出6 k G y 8 k G y是最佳辐照剂量,贮存期可达3个月(2 5)以上。这一结论可推广到类似的袋装熟肉制品的辐照灭菌,可以促进袋装方便食品的商业化,扩大市场 7。食源性疾病给人类的健康带来很多危害,需特别重视,如一种剧毒的大肠杆菌O 1 5 7:H 7和沙门氏菌,“除非将肉类彻底煮熟或者辐照消毒”,否则要完全灭除这种菌是不可能的 6。因此对于肉类制品来说辐照保藏是一种非常重要的方法。3辐照保藏的缺点辐照加工条件对肉品微生物产生影响的同时,也影响肉品的品质,包括辐照时的剂量、剂量等级、温度和气压以及贮藏的温度和气压。被高剂量辐照的肉类制品虽大大延长了其保质期,但会引起肌红蛋白和脂肪的氧化,导致肉品变色、酸败或产生异味。在辐照肉品时产生的臭氧是一种强氧化剂,它会使肌红蛋白氧综述1 9 1食品研究与开发2 0 0 7.V o l.2 8.N o.1 1化并褪色 5。由辐照带来的感官变化不容忽视,研究发现这主要是肉品中的蛋白质和氨基酸等含氮物质经辐照后会产生N H3、C O2、氢、H2S、酰胺和羰基化合物、过氧化物等,导致肉品的酸败。就猪肉来说,如用1 k G y照射,开始有轻微异常气味产生;用1 0 k G y照射,气味明显;3 0 k G y照射,含异常气味强烈。辐照所引起的感官变化同时也受到贮藏环境的影响,辐照真空包装的猪肉、羊肉和牛肉能保持稳定的亮红色或粉红色,但在有氧气存在时辐照的肉品则褪色。包装对辐照肉品也会产生很大的影响。用来包装食品的材料,只有在F D A认可的情况下才能用于辐照,因为包装膜受辐照后可能导致气体的产生,如氢气、低分子量的烃及卤化聚合物,它们能渗入到产品中,并影响产品质量。例如用于猪肉包装的P V C膜在3.9 k G y条件下辐照就产生了腐败气味 2。脂肪氧化是肉品质降低的重要原因之一,而辐照可以催化脂肪自由基大量生成 8,诱导脂肪加速自动氧化和水解反应 9,导致令人不快的感官变化和脂肪酸的减少 1 0。辐照后脂肪氧化的主要初级产物过氧化物是相对不稳定的,能参与很多复杂的分解和相互作用反应,产生无数个分子量、风味阈值及生物学意义不同的化合物 1 0。少量脂肪被辐照引发分解为不稳定的自由基R和H,辐照对脂肪氧化的影响主要是由于辐照提高了自由基生成的速度,引发了自由基的链式反应。辐照剂量越高,自由基生成量越大,脂肪氧化速度也会越快。研究表明随着贮藏时间的延长,辐照冷却肉的过氧化值都表现为先升后降,峰值大约在1 5 d左右,所以,长期贮藏的冷却肉仅仅根据过氧化值的大小是不能判定脂肪氧化的程度的。但从贮藏前期的试验结果来看,随着贮藏时间的延长,辐照冷却肉脂肪氧化速度在明显加快 1。尽管在颁布辐照食品6大类别标准中,肉与肉类制品占到其中2类,但辐照技术在肉品保藏中的优越性还远远没有得到发挥,在运行过程中仍存在一些问题,当前商业化程度也很低,比如没有针对性的辐照工艺技术标准以及辐照技术的不完善;缺乏必要的配套技术(原料预处理配合、冷链技术配合、合理的包装等);没有有效的行业之间的横向联合等 3。4展望虽然辐照保藏技术在肉类产品中的应用还存在着不少急需解决的问题,应用范围还不广泛,但它毕竟是一项新兴技术,仍然具有广阔的发展前景。今后肉类食品辐照的研究开发的重点应集中在以下几个方面:1)为了解决辐照肉品引起的脂肪氧化等一系列问题,可采用辐照处理为主导,多种保鲜技术相配合,例如辐照技术和茶多酚结合使用可有效抑制真空包装冷却肉在辐照过程中的脂肪氧化,形成综合、完整和系统的保鲜技术体系 1。2)加强推广对地方性名优特产品的辐照灭菌保鲜。我国各地都有不少风味特产肉制品,如北京烤鸭、南京板鸭、盐水鸭、山东德州扒鸡等,这类产品的风味、口味及营养价值都很高,但是它们一般都不耐贮存。据研究发现,新鲜德州扒鸡的货架期为3 d 4 d,经6.0 k G y 8.5 k G y辐照后,不仅仍保持原有风味特征,而且贮存期在常温下可达4 0 d,卫生质量亦符合要求 5,由此可推动我国的传统的名优特产走向世界。3)加强综合配套技术的开发,充分利用某些技术的优势,发挥最大的协同效应,同时在保证卫生质量的前提下,尽量降低辐照剂量,减少风味和营养的损失。4)争取在全国肉类主产区建立几个示范性辐照加工基地,取得经验后向全国推广。5)加大宣传力度,扩大宣传范围,消除消费者对辐照食品的不信任感,逐步取得消费者的认可并最终接受辐照肉品,促进整个行业的发展。随着辐照技术的不断完善和人们对辐照的认识不断加深,相信辐照技术在食品尤其是肉类食品中的应用将会越来越广泛。参考文献:1 哈益明,王锋,李淑荣,等.辐照处理对冷却肉脂肪氧化影响的研究 J .食品科学,2 0 0 4,2 5(1 1):3 0 3-3 0 6 2 林若泰,唐年鑫.辐照冷却包装分割猪肉研究 J .食品科学,1 9 9 9,2 0(1 2):5 4-5 6 3 姜培珍.辐照消毒技术在真空包装冷却肉中的应用研究 J .上海预防医学杂志,1 9 9 9,1 1(8):3 5 2-3 5 6 4 徐艺青.辐照在肉类制品贮藏中的应用 J .肉类工业,2 0 0 2,9:1 2-1 4 5 王守经,于子厚.浅谈我国肉及肉类制品辐照加工业的发展 J .核农学报,1 9 9 9,1 3(2):1 2 0-1 2 3 6 梁俊文,裴振兴,谢录保.辐照肉品保鲜技术研究进展 J .山东食品科技,2 0 0 1(8):2 7-2 9 7 徐艺青.天然保鲜剂结合辐照保藏鲜猪肉的研究 J .粮油加工与食品机械,2 0 0 3(1 0):8 2-8 3 8 G r o l i c h o v a M,D v o r a k P,M u s i l o v a H.E m p l o y i n g I o n i z i n g R a d i a t i o nt o E n h a n c e F o o d S a f e t y-a R e v i e w J .A c t a v e t.B r n o,2 0 0 4,7 3:1 4 3-1 4 9 9 L u t t e rR.F o o dI r r a d i a t i o n-T h eN e g l e c t e dS o l u t i o nt oF o o d-B o r n e I l l n e s s J .S c i e n c e,1 9 9 9,2 8 6:2 2 7 5-2 2 8 1 1 0 D e l i n c e e H.D e t e c t i o no f f o o dt r e a t e dw i t hi o n i z i n g r a d i a t i o n J .T r e n d s F o o d S c i.T e c h n o l,1 9 9 8,5 9(1 1):1 1 6 4-1 1 6 6收稿日期:2 0 0 7-1 0-0 1综述1 9 2