不同灭菌处理对小龙虾品质的影响

耿胜荣+熊光权+李新+鉏晓艳+白婵+王康+廖涛

摘要：以熟制小龙虾（克氏原螯虾）（Procambarus clarkii）为原料，在真空包装条件下进行不同剂量的辐照灭菌以及高压灭菌与辐照灭菌的对比储藏品质研究。结果表明，在0～8 kGy辐照范围内，虾肉水分含量、色度L*、a*、弹性、黏度呈下降趋势，而色度b*、硬度、咀嚼性呈上升趋势，虾青素含量和蛋白疏水性增加，蛋白浓度下降，虾肉的综合品质稍有劣变。与高压灭菌相比，6 kGy辐照灭菌较好地抑制储藏期虾肉含水量下降和色泽发暗的现象，保证了小龙虾储藏期的卫生安全、外观色泽和质构品质。储藏期蛋白组分由于微生物降解的作用而消失，辐照灭菌在抑制80 kDa处高分子量蛋白组分下降效果尤其明显。

关键词：小龙虾（Procambarus clarkii）；辐照灭菌；储藏品质；高压灭菌

中图分类号：TS254.4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）12-2324-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.12.031

The Influence of Different Sterilization Methods on Quality of Crayfish

GENG Sheng-rong1，XIONG Guang-quan1，LI Xin1，ZU Xiao-yan1，BAI Chan1，WANG Kang2，LIAO Tao1

（1.Institute for Farm Products Processing and Nuclear-Agricultural Technology，Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430064，China；2.Chutian College，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430072， China）

Abstract： Taking cooked Procambarus clarkii as raw material， under the condition of vacuum package for different doses of irradiation sterilization，and comparison of the autoclave and irradiation sterilization storage quality research. The results show that the in 0～8 kGy irradiation range， shrimp meat moisture content，chroma L*，a*，elasticity， viscosity was decreased，while the color b*，hardness，chewiness showed an upward trend，increase astaxanthin content and hydrophobic protein，protein concentration decreased，shrimp meat quality slightly deterioration.Compared with the high pressure sterilization，6 kGy irradiation sterilization effectively inhibited the storage period of shrimp meat containing content decreased and the color of dark hair phenomenon，to ensure the health and safety of the storage period of crayfish，the appearance of the color and quality construction quality. In the storage protein fractions，the effect of irradiation sterilization on the inhibition of 80 kDa in the high molecular weight protein fraction was particularly evident due to the effect of microbial degradation.

Key words： shrimp； irradiation sterilization； storage quality； high pressure sterilization

小龍虾（Procambarus clarkii）也称克氏原螯虾、红螯虾和淡水小龙虾，1929年从日本传入中国，并开始在南京及安徽部分地区繁衍[1]。小龙虾肉具有独特的鲜味，蛋白质含量高，脂肪含量低，虾黄具有蟹黄味，尤其钙、磷、铁质含量丰富，是营养价值很高的动物性食品[2-4]，每年夏季，用小龙虾作为油焖大虾的菜肴受到消费者的广泛青睐，近年来湖北兴起的开袋即食小龙虾产品，也具有较好的产业前景[5]。但虾仁水分与蛋白质含量高，特别容易滋生各种细菌，如大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌，另外由于养殖水域环境的不同造成的产品中链球菌、霍乱孤菌、肠炎孤菌和志贺氏菌污染问题最为突出[6]。小龙虾在即食和贮藏过程中的细菌和寄生虫，常造成消费者呕吐、腹泻等消化道反应，一定程度上限制了该产品的产业发展。

辐照技术是利用放射源产生的γ射线、电子加速器产生的X射线或电子束对食品进行加工处理。辐照作为一种冷灭菌技术，一方面是辐照杀灭虾仁中病原微生物，另一方面是辐照降解虾仁中致敏蛋白，在灭菌的同时能够较好地保持虾肉品质[7-9]。具有防止微生物污染，延长货架期，节约能源，有无残留、无需拆除包装、灭菌效果好、延长食品保藏期和降低成本等优越性，可最大限度的保持食品的品质和减少风味的损失，在蛋白类生鲜食品灭菌方面被广泛采用。

本研究以小龙虾为原料，采用不同的辐照剂量进行灭菌，并以高压灭菌为对照，研究虾肉理化指标（色泽、质构特性、水分含量）与蛋白质性质（表面疏水性、蛋白质浓度、相对分子质量）的变化，评估辐照方法的可行性，从而完善小龙虾辐照灭菌的工艺。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

小龙虾，购于湖北省农业科学院生鲜超市。8-苯氨基-1-萘磺酸、丙酮、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、丙烯酰胺、异丁醇，均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

TA-XTPlus气相色谱质谱联用仪，美国Agilent公司；CR-400色差仪，柯尼卡美能达株式会社；LDZM-80KCS立式压力蒸汽灭菌器，上海申安医疗器械厂；PL2002电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；LXJ-IIB低速大容量离心机，上海安亭（飞鸽）；DYY-12电泳仪，北京六一仪器厂。

1.3 小龙虾的加工工艺

小龙虾→清洗分拣→蒸煮熟制→真空包装→不同灭菌方式（高压灭菌、辐照）处理→品质检验→储藏期试验。

1.4 试验设计

最优辐照剂量试验：本试验辐照源为60Co？酌射线，装源量30万居里，平均动态剂量率60 Gy/min。5个辐照剂量处理：0，2、4、6、8 kGy。以硫酸亚铁剂量率跟踪实际吸收剂量。辐照处理后，测定了样品的水分含量、質构、肉色泽、蛋白疏水性、蛋白组分、蛋白浓度。根据测定的指标确定最优的辐照剂量。

贮藏试验：储藏期试验以不灭菌样品为对照组，将高压灭菌组样品与最优辐照剂量样品一同放置于4 ℃下冷藏，在储藏第0、7、14、21、28天时，测定水分含量、质构、肉色泽、肉中虾青素、蛋白组分、蛋白浓度、微生物含量（菌落总数）。

1.5 指标测定方法

1.5.1 水分含量的测定 水分含量采用烘箱干燥法（GB6435-1986）。

1.5.2 色度测定 色差测定参照CIE-L*a*b*法。用便携式色差仪直接测定样品虾肉表面的亮度值L*、红度a*、黄度b*。色度计在使用前用白板进行校准，同一份样品测定3次取平均值。

1.5.3 质构特性的测定 取不同的虾仁样品，用TA-XTPlus质构仪进行测定。探头：P36R，模式：TPA，测试前速度：1.0 mm/s，测试速度：1.0 mm/s，测试后速度：1.0 mm/s，强度：50%。

1.5.4 蛋白指标的测定 ①虾肉蛋白粗提液的制备：虾仁辐照后，称取一定量的肌肉，剁碎，置于烧杯中，加入4倍体积的冷丙酮（-20 ℃预冷过夜），搅拌1 min，置于4 ℃冰箱中静置30 min，弃去丙酮，再重复丙酮操作2次，弃去丙酮后，将烧杯置于通风处使丙酮挥发，待丙酮挥发完后，加入2倍体积的0.1 mol/L磷酸盐缓冲溶液，搅拌30 min后，置于4 ℃冰箱中过夜。第2天将其取出，4 ℃、12 000 r/min离心30 min，上清液即为蛋白粗提液。②蛋白浓度的测定：取20 μL虾肉蛋白提取液溶液，加入装有2 mL考马斯亮蓝G-250和180 μL H2O的试管中，将溶液混匀2 min后于595 nm处测定其光密度值，以检测浓度的变化。③蛋白质表面疏水性变化的测定：取2 mL蛋白提取液，加入15 μL的8-苯氨基-1-萘磺酸（ANS）液混匀，室温放置2 h，激发波长为385 nm，做发射波长在390～550 nm的荧光强度扫描，通过荧光强度的变化反映蛋白质疏水性的变化。④蛋白组分的测定：采用聚丙烯胺凝胶电泳（SDS-PAGE）分析法。12%分离胶，4%积层胶。50 μL蛋白提取液、50 μL水和100 μL上样缓冲液混合后沸水浴5 min，冷却至室温，取10 μL混合溶液上样。

1.5.5 菌落总数 菌落总数根据GB/T 4789.2-2010测定。

2 结果与分析

2.1 熟虾肉辐照灭菌的工艺优化

2.1.1 不同辐照剂量对熟虾肉品质的影响 真空包装熟虾肉经过0、2、4、6、8 kGy辐照处理后品质变化见表1。由表1可见，熟虾肉辐照后水分含量略有下降，2～6 kGy处理的差异不大。L*值代表虾肉亮度值，该值越大说明虾肉光泽度越好；a*代表虾肉红度值，该值越高说明虾肉颜色越好，虾肉越新鲜；b*值代表虾肉黄度值，该值越高说明虾肉越不新鲜。辐照会使虾肉的红度和黄度降低，而亮度呈先上升至6 kGy后有下降趋势。原因可能是辐照会导致虾肉中血红素降解，使产品色泽劣变。辐照剂量6 kGy时，虾肉的亮度L*略有上升，但红度a*、黄度b*均显著降低。当辐照剂量大于6 kGy时，虾肉L*、a*与b*值进一步减少。虾肉辐照后硬度、黏性、咀嚼性都有所升高，而弹性与黏聚性变化不大，随着辐照剂量的增加，硬度逐步增加，而弹性、咀嚼性在达到 6 kGy后有下降的趋势，原因可能为虾肉中有大量的水分，水辐解生成的活性自由基（如羟自由基与氢自由基）与虾肉中蛋白质发生诸如脱氨、脱羟、交联、降解、硫氢键氧化等一系列复杂的化学反应，使蛋白质结构发生改变，表观上表现出虾仁的质构特性变化。

由表1可知，在0～8 kGy辐照范围内，随着剂量的增加，虾肉水分含量、色度L*、a*、弹性、黏度呈下降趋势，而色度b*、硬度、咀嚼性呈上升趋势，虾肉综合品质变差。

2.1.2 不同辐照剂量对熟虾肉生化特性的影响 虾青素是一种广泛存在于生物体的红色素，属类胡萝卜素类，自然界主要由植物和微藻产生，虾不能合成类胡萝卜素，通过食物链从植物和藻类中获得。虾青素具有抗氧化作用，动物饲料添加虾青素，可提高免疫力和繁殖力。不同剂量辐照后虾壳中虾青素、虾肉蛋白提取液中蛋白浓度和疏水性变化见表2。通过丙酮萃取虾壳虾青素，虾壳中的虾青素最高吸光值在470～474 nm范围波动，辐照2 kGy时，虾青素含量增加到最高值，随着剂量的进一步加大，虾青素含量下降，当剂量增加至8 kGy时，虾青素含量低于对照。这表明0～6 kGy的辐照可增加虾壳的虾青素含量，2 kGy时含量最高。蛋白浓度随剂量的增加呈下降趋势，当辐照剂量达到6 kGy时，蛋白浓度约为未辐照的50%。辐照后蛋白疏水性略有增加，与剂量增加的变化趋势不明显。

2.2 熟虾肉灭菌的储藏期品质变化

2.2.1 菌落总数的变化 对照组（不灭菌）、高压灭菌组和辐照灭菌组3个处理在储藏第0、7、14、21、28天时菌落总数的变化见图1。由图1可知，在4 ℃储藏条件下，未灭菌的虾肉菌落总数第0天为62 CFU/g，随着储藏时间的增加菌落总数快速增加，储藏28 d时，为起始细菌总数的76.42倍。高压灭菌的虾肉第0天低于30 CFU/g，在第7～21天的菌落总数增长速度明显低于对照，第21天菌落总数已超过1 000 CFU/g，超过食用标准。辐照灭菌的虾肉菌落总数在储藏第21天仍符合食用标准，并且效果明显优于高压灭菌。可见，与对照和高压灭菌相比，6 kGy辐照灭菌较好地抑制储藏7～21 d菌落总数的上升，保持小龙虾储藏期卫生品质安全。

2.2.2 水分含量的变化 熟虾各处理储藏期水分含量变化见图2。由图2可知，3个处理虾肉水分含量随储藏期延长而下降。辐照灭菌的虾肉起始水分含量与对照相近，在储藏第7天，对照含水量下降幅度大于辐照灭菌。这可能因为对照微生物活动的作用，导致蛋白、脂肪快速降解、氧化，细胞膜破坏，水分流失快。高压灭菌操作破坏了虾肉肌肉组织，使汁液流失，起始含水量仅约77.78%，明显低于辐照灭菌虾肉的79.57%含水量，整个储藏期含水量始终低于对照及辐照灭菌处理的虾肉。

2.2.3 色度的变化 3种处理的虾肉亮度值L*和红度值a*随着储藏时间的增加均呈平稳下降趋势，且相同储藏期的辐照灭菌组L*大于高压灭菌组，a*低于未灭菌组和高压灭菌组（表3）。原因可能为辐照会导致虾肉中血红素发生降解，使产品色泽发生劣变；在黄度值方面，3组随储藏时间增加均呈上升趋势。可见储藏期虾肉亮度下降、红度下降，而黄度升高，虾肉色泽变暗。与高压灭菌相比，辐照在抑制亮度下降和红度升高方面有积极作用。

2.2.4 储藏期间熟虾肉蛋白浓度、疏水性和组分的变化 图3为三种处理在0～28 d储藏期内虾肉的蛋白浓度和疏水性变化，各处理标记见图例。蛋白浓度随着储藏时间的延长逐渐下降，辐照灭菌组的蛋白浓度最高，其次为对照，高压灭菌组最低。高压灭菌在处理过程中就有汁液流失，分析可能流失了部分蛋白组分，故蛋白浓度低于对照，辐照后虾肉中蛋白浓度下降与肌原纤维蛋白质辐照降解和交联有关。

由图4可知，对照（第2泳道）仅在第46～30 kDa之间、23～17 kDa之间出现明显的2条带，高压灭菌处理在80 kDa、46～30 kDa之间、23～17 kDa之间出现3条带，并且颜色比对照深。辐照灭菌与高压灭菌出现条带位置一致，颜色进一步加深。这说明，辐照、高压和对照的蛋白含量依次下降，对照仅存2种分子量蛋白组分，由于微生物活动造成的蛋白分解，在80 kDa处的蛋白全部分解。辐照灭菌的微生物杀灭效果优于高压灭菌，蛋白组分含量高于高压灭菌。

综上所述，虾肉蛋白在储藏期间浓度下降，疏水性先升高后下降，呈上升趋势。蛋白组分中约80 kDa处高分子量蛋白由于微生物降解的作用而消失。灭菌处理有抑制蛋白浓度下降幅度，减少微生物降解造成的蛋白分解程度，辐照灭菌的效果更优。

3 结论

1）在0～8 kGy辐照范围内，随着剂量的增加，虾肉水分含量、色度L*、a*、弹性、黏度呈下降趋势，而色度b*、硬度、咀嚼性呈上升趋势，虾肉综合品质变差。

2）在0～6 kGy的辐照范围内，虾壳的虾青素含量和蛋白疏水性随剂量的增加而增加，蛋白浓度呈下降趋势。

3）与对照和高压灭菌相比，6 kGy辐照灭菌较好地抑制储藏7～21 d菌落总数的上升和整个储藏期期含水量下降，尤其是起始含水量。抑制虾肉色泽发暗，保证了小龙虾储藏期的卫生安全和外观品质。

4）蛋白组分中约由于微生物降解的作用而消失。灭菌处理有抑制蛋白浓度下降幅度，尤其是80 kDa处高分子量蛋白，减少微生物降解造成的蛋白分解程度，辐照灭菌的效果更优。

参考文献：

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