殺菌方式對紅燒老鵝脂肪酸組成和揮發(fā)性風味的影響

周惠健，袁靜瑤，朱 丹，李 聰，陳春梅，劉 瑞，吳滿剛，葛慶豐，于 海,3,*

（1.揚州大學食品科學與工程學院，江蘇 揚州 225127；2.江蘇雨潤肉食品有限公司，肉品加工與質(zhì)量控制國家重點實驗室，江蘇 南京 211806；3.江蘇省淮揚菜產(chǎn)業(yè)化工程中心，江蘇 揚州 225127）

紅燒老鵝是廣受人們喜愛的熟肉制品，因其脂肪和蛋白質(zhì)含量較高，在加工和儲藏過程中容易腐敗變質(zhì)而影響貨架期。為延長紅燒老鵝的貨架期，一般采用高溫高壓的熱殺菌方式，該方法能有效地降低微生物數(shù)量，從而延長貨架期，但對食品的風味、口感、色澤等方面會帶來不良影響。與熱殺菌方式相比，輻照可以提高食品的安全性，提升食品質(zhì)量，同時保持食品原有營養(yǎng)[1]，因此輻照被認為是一種非常高效的冷殺菌技術，在食品保鮮領域具有很好的應用前景[2]。一定殺菌劑量不但能有效地降低食品中的微生物數(shù)量，還能保持食品原有的口感、色澤和風味[3]。目前，食品輻照主要采用γ射線和電子束，γ射線具有高穿透力，對較厚的物品有良好的殺菌效果，因此γ射線用于大多數(shù)商業(yè)工廠處理預先包裝的物品[4]。Park等[4]采用電子束和γ射線在0、5、10、15、20 kGy輻照牛肉餅，結(jié)果表明，γ射線10 kGy能有效減少細菌數(shù)量，同時不影響牛肉餅的感官特征（色澤，咀嚼性及味道）和食用品質(zhì)。戴妍等[5]對比了99、108、121 ℃、微波的殺菌方式對南京鹽水鴨風味的影響，結(jié)果表明高溫處理對鴨肉容易產(chǎn)生不良的風味；孫承鋒等[6]研究了二次熱殺菌方式對燒肉風味的影響，發(fā)現(xiàn)121 ℃的高溫短時殺菌或85 ℃低溫殺菌對產(chǎn)品保持較好的風味和延長貨架期更有利。Stefanova等[7]研究了γ射線在7.5、10、15 kGy三種劑量下輻照牛肉，發(fā)現(xiàn)隨著輻照劑量的增加，牛肉中不飽和脂肪酸含量減少，飽和脂肪酸含量增加。Zhang等[8]報道了1、3、5、7 kGy不同劑量的電子束對魚肉糜脂肪酸的影響，發(fā)現(xiàn)5 kGy和7 kGy的電子束照射降低了不飽和脂肪酸的含量，對反式脂肪酸的含量無影響。

國內(nèi)外對不同殺菌方式用于熟肉制品的應用報道較少，因此本實驗研究冷殺菌（電子束、60Co-γ射線）和熱殺菌（105、121 ℃）方式對紅燒老鵝肉脂肪氧化硫代巴比妥酸反應物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）值、脂肪酸的含量和揮發(fā)性風味的影響，旨在為紅燒老鵝以及熟肉制品的殺菌和貯藏提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

樣品為本實驗室已熟制并真空包裝而未殺菌的紅燒老鵝，裝袋大小長寬高分別約為：13.0 cm×7.0 cm×5.0 cm。

2-硫代巴比妥酸、三氯乙酸、冰乙酸、乙醇、三氯甲烷等（均為分析純） 生工生物工程（上海）股份有限公司；三氟化硼-甲醇、無水硫酸鈉、正己烷、乙醚（均為優(yōu)級純） 中國醫(yī)藥（集團）上?；瘜W試劑公司。

1.2 儀器與設備

1300氣相色譜-ISQ LT質(zhì)譜儀 美國Trace公司；FOX 4000電子鼻系統(tǒng) 法國Alpha M.O.S.公司；DK-S28電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實驗設備有限公司；DZ真空包裝機 瑞安聯(lián)源機械廠；LDX-50KBS立式電壓力蒸汽滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠；60Co-γ射線輻照（劑量率667 Gy/h） 揚州輻照中心；電子束輻照（10 MeV電子加速器處理） 江蘇揚州揚?？萍加邢薰?。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理方式

對冷卻的紅燒老鵝真空（真空度0.08 MPa）包裝后，分別用0、3、6、9、12 kGy電子束輻照，0、3、6、9、12 kGy60Co-γ射線輻照，105、121 ℃殺菌處理。真空包裝袋材質(zhì)為PET+RCPP，24.0 cm×16.0 cm，雙層厚度20 絲。具體操作為將樣品置于測試平臺上，距離輻照源500 mm，調(diào)整設備電壓、電流和時間，按照實驗設計參數(shù)進行輻照處理；105 ℃殺菌15 min，121 ℃殺菌10 min。殺菌處理后樣品置于4 ℃條件下保存，及時測定待測指標。將電子束3、6、9 kGy和12 kGy劑量處理組分別用D3、D6、D9、D12表示，60Co-γ射線3、6、9 kGy和12 kGy劑量處理組分別用G3、G6、G9、G12表示，0劑量處理組為對照組用CK表示。每個處理組設3 個平行樣。

1.3.2 菌落總數(shù)測定

按照GB 4789.2—2016《食品微生物學檢驗 菌落總數(shù)測定》[9]進行測定。

1.3.3 TBARS值測定

參照Mielnik等[10]、賈倩[11]的方法。稱取10.0 g研磨碎的肉樣，加入30 mL 7.5%的三氯乙酸（含0.1% EDTA），用組織高速勻漿機連續(xù)均質(zhì)勻漿30 s（9 000 r/min、20 ℃），用雙層濾紙抽2 次。取濾液5 mL，加入5 mL 0.02 mol/L TBA溶液，95 ℃水浴中保持35 min，取出，用流動冷水冷卻10 min后，移入10 mL離心管中，7 000 r/min離心5 min，取上清液，加入5 mL三氯甲烷，搖勻，靜置分層，取上清液，分別在532 nm和600 nm波長處測吸光度，同時做空白對照，其結(jié)果（TBARS表示為與TBA反應的物質(zhì)的質(zhì)量）以每千克肉樣中所含丙二醛（malondialdehyde，MDA）的質(zhì)量（mg）表示，計算公式如下：

1.3.4 脂肪酸測定

參照Jo等[12]提取脂肪酸的方法稍作修改。稱取2.0 g搗碎的樣品與100 mL鄰苯三酚、2 mL乙醇和10 mL 8.3 mol/L HCl混合，在80 ℃反應40 min。冷卻后，用乙醚萃取總脂肪，并氮氣把溶劑吹干。然后加入2 mL 7%三氟化硼-甲醇溶液和1 mL甲苯，在100 ℃下加熱45 min將已提取的脂肪中的脂肪酸甲基化。冷卻至30～40 ℃后加入12 mL色譜級異辛烷，攪拌1 min，加入4 mL飽和氯化鈉溶液，渦旋振蕩3 min，靜置30 min；加入5.0 mL超純水，靜置20 min，取上層溶液，加入1.0 g無水硫酸鈉，備用。取100 uL待測樣品，加入1 mL正己烷稀釋，混勻后用0.22 μm微孔濾膜過濾，用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進行測定。

氣相色譜條件：TG-WAXMS石英毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；程序升溫：起始溫度50 ℃，保持2 min，以4 ℃/min升溫至200 ℃，保持5 min，再以4 ℃/min升溫至220 ℃，保持20 min；載氣（He）流速1 mL/min；恒壓35 kPa；分流比10∶1，進樣量1 μL模式操作。

質(zhì)譜條件：電子電離源，電子能量70 eV；離子源溫度200 ℃；接口溫度250 ℃；檢測器電壓450 V；發(fā)射電流150 μA；掃描范圍33～500 u。

1.3.5 電子鼻檢測方法

參照王瓊等[13]的方法稍作修改。準確稱取2.0 g樣品，移入頂空萃取瓶中，加蓋壓緊封口，按順序放入電子鼻的樣品托盤中進行檢測。檢測條件為：頂空加熱溫度65 ℃；頂空加熱時間180 s；清洗時間120 s，延滯采集時間600 s，數(shù)據(jù)采集時間160 s；采集周期1.0 s；進樣量500 μL/min；載氣為高純空氣，流速150 mL/min，頂空注射體積900 μL，注射速率500 μL/s。

1.4 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 殺菌方式對紅燒老鵝肉菌落總數(shù)的影響

參照GB 2726—2016《熟肉制品》[14]規(guī)定，熟肉制品檢出菌落總數(shù)應不大于5（lg（CFU/g）），由圖1可知，不同處理組的紅燒老鵝菌落總數(shù)均小于5（lg（CFU/g）），未超出熟肉制品的安全標準。不同輻照組的菌落總數(shù)隨著輻照劑量的增大而顯著減?。≒＜0.05），相同劑量下的60Co-γ射線處理組的菌落總數(shù)顯著低于電子束處理組（P＜0.05）。105 ℃處理組的菌落總數(shù)和G9組無顯著性差異（P＞0.05），D12、G12和121 ℃處理組均未檢出有微生物。

圖1 殺菌方式對紅燒老鵝肉菌落總數(shù)的影響Fig. 1 Effect of different sterilization methods on total colony count of braised goose in brown sauce

2.2 殺菌方式對紅燒老鵝肉TBARS值的影響

TBARS值是通過測定脂肪次級氧化產(chǎn)物（丙二醛）多少表征脂肪的氧化程度[15]。輻照處理能提高自由基的生成速度，引發(fā)自由基的鏈式反應，進而促進脂質(zhì)的氧化，輻照劑量越高，自由基的生成量就越多，脂質(zhì)的氧化就越快[16]。不同殺菌方式對紅燒老鵝肉TBARS值的影響如圖2所示，隨電子束和60Co-γ射線輻照劑量的增加紅燒老鵝肉TBARS值也表現(xiàn)出增加的趨勢，D9和G9組輻照后的TBARS值分別為0.59 mg/kg和0.68 mg/kg。D3、G3和105 ℃殺菌組的TBARS值更趨近于對照組，其中D3組的TBARS值與CK組無顯著性差異。121 ℃組的TBARS值顯著高于105 ℃組（P＜0.05），與D9組無顯著性差異（P＞0.05），表明121 ℃高溫條件加速了脂肪的氧化。另外，電子束和60Co-γ射線在9 kGy劑量輻照組的TBARS值均顯著高于12 kGy劑量組（P＜0.05），這可能與樣品受到輻照劑量的大小有關，本實驗結(jié)果和賈倩等[11]研究電子束和γ射線輻照素雞的結(jié)果相似。高鵬等[17]研究了60Co-γ射線輻照對軟罐頭包裝鳳爪品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)3 kGy輻照處理組鳳爪TBARS值高于5 kGy處理組。

圖2 殺菌方式對紅燒老鵝肉TBARS值的影響Fig. 2 Effect of different sterilization methods on TBARS value of braised goose in brown sauce

總體來看，相同劑量60Co-γ射線輻照組的TBARS值顯著高于電子束處理組（P＜0.05），表明60Co-γ射線輻照和電子束輻照對鵝肉油脂的氧化作用有不同的差異，本結(jié)果和賈倩[11]和Park等[4]的報道相符。汪昌保等[18]報道了電子束和60Co-γ射線輻照對豬油脂肪氧化的影響，認為60Co-γ射線和電子束的性質(zhì)不同，60Co-γ射線是不帶電荷的高能射線，電子束則攜帶負電荷具有一定的還原作用，其在輻照過程中短時間內(nèi)產(chǎn)生大量自由基，可使自由基之間的耦合終止反應發(fā)生概率增加，從而阻止了油脂的進一步氧化，60Co-γ射線則不能阻止油脂的進一步氧化。因此，采用60Co-γ射線輻照產(chǎn)生的脂肪氧化程度要比電子束輻照的高，如圖2中電子束和60Co-γ射線輻照鵝肉后TBARS值的變化與汪昌保等[18]研究結(jié)果相符。

2.3 不同殺菌方式對紅燒老鵝肉脂肪酸的影響

肉類和肉類產(chǎn)品的脂肪含量是其保質(zhì)期和儲存穩(wěn)定性的主要決定因素，同時也影響著其他的品質(zhì)特性，如風味、口感、嫩度等。不同殺菌方式對紅燒老鵝肉脂肪酸的影響如表1所示，不同殺菌方式下的紅燒老鵝肉共檢出15 種脂肪酸，其中飽和脂肪酸有4 種，單不飽和脂肪酸有5 種，多不飽和脂肪酸6 種。含量最多的脂肪酸依次為油酸（C18:1n9c）、棕櫚酸（C16:0）、亞油酸（C18:2n6c）和硬脂酸（C18:0）。與對照組相比，從飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸的含量看，電子束和60Co-γ射線處理后兩者含量均隨輻照劑量的升高而呈增加的趨勢，105 ℃組飽和脂肪酸含量顯著高于121 ℃組（P＜0.05），而105 ℃組單不飽和脂肪含量顯著低于121 ℃組（P＜0.05）；從多不飽和脂肪酸的含量看，電子束和60Co-γ射線處理組均隨輻照劑量的升高而呈減少的趨勢，105 ℃組顯著高于121 ℃組（P＜0.05）。其中，G12組飽和脂肪含量（41.82%）顯著高于其他組（P＜0.05），G12和121 ℃組單不飽和脂肪酸含量（45.68%和46.83%）顯著高于其他組（P＜0.05），CK組多不飽和脂肪酸含量（22.93%）顯著高于其他組（P＜0.05）。

表1 殺菌方式對紅燒老鵝肉脂肪酸的影響Table 1 Effects of different sterilization methods on fatty acid composition of braised goose in brown sauce%

脂質(zhì)氧化是一個相當復雜的過程，與脂肪酸的不飽和程度密切相關，其中氫過氧化物和其他氧化產(chǎn)物由多不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生[19]。由于輻射，不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化為脂肪酸氫過氧化物進而影響脂肪酸的組成[7]，高能量輻照對脂質(zhì)的直接影響或通過形成自由基加速三酰基甘油中不飽和脂肪?；淖詣友趸率怪|(zhì)發(fā)生氧化。而脂質(zhì)氧化速率取決于雙鍵的數(shù)量和位置，脂肪酸的不飽和度越高，輻射處理時對脂質(zhì)氧化的敏感性就越高[20-21]。Bhattacharjee等[22]研究表明輻射處理后，飽和脂肪酸總量的增加可能是由于不飽和脂肪酸的氧化。由表1可知，電子束或γ射線輻照后多不飽和脂肪酸的含量隨著輻照劑量的增加而表現(xiàn)出減少的趨勢，其中亞油酸的含量變化較為顯著。亞油酸分子中9、10與12、13位碳原子之間各有一個雙鍵的多不飽和脂肪酸，由于含有較多的不飽和鍵，易自動氧化或受單線態(tài)氧的進攻形成過氧化物[23-24]。Gecgel[25]研究了不同劑量的γ射線輻照肉丸，飽和脂肪酸的含量隨輻照劑量的增加而增加，多不飽和脂肪酸含量則隨輻照劑量的增加而表現(xiàn)出降低，此結(jié)果與本研究相一致。

2.4 電子鼻對紅燒老鵝的揮發(fā)性風味分析

將不同方式殺菌的樣品通過電子鼻檢測分析，利用電子鼻設備中配備的18 個傳感器檢測得到的氣味信號，通過電子鼻自帶的軟件對獲得的氣味信號分析得到信號數(shù)據(jù)進行PCA。由圖3可知，PC1和PC2的貢獻率分別為95.75%和2.27%，兩者累計貢獻率為98.02%，大于85%，表明PC1和PC2包含的信息量基本能夠反映樣品的整體信息特征。PCA圖中橫坐標或縱坐標的方差貢獻率越大，樣品間在橫坐標或縱坐標上的距離越大，其差異也越大[13,26]。圖3中主成分1的方差貢獻率遠大于主成分2的方差貢獻率，樣品間在橫坐標上的距離越大，其差異也就越大。

D6、G6、D12和D9、G9、G12在橫坐標上間隔較遠，說明這兩者在風味上有一定的差異。D3、G3、105 ℃和CK處理組的樣品相距接近，說明這4 個處理組的樣品揮發(fā)性風味可能相差不大，然而由圖2可知，這4 個處理組TBARS值大小也比較接近，由此可見，這4 個處理組的風味可能與TBARS值變化有關。脂質(zhì)氧化會產(chǎn)生一系列的次級產(chǎn)物，導致氫過氧化物的降解和各種化合物的形成，包括TBARS值和揮發(fā)性化合物，其中一些揮發(fā)性醛，如己醛或2,4-癸二烯醛，對肉品風味的變化起到重要作用[19,27]。而脂質(zhì)氧化容易產(chǎn)生多不飽和脂肪酸，氧化程度與輻照劑量呈正比，不飽和脂肪酸經(jīng)輻照后形成的自由基和氫過氧化物易攻擊氨基酸側(cè)鏈，產(chǎn)生揮發(fā)性羰基類化合物[28]。此外，輻照會促使肉品中蛋白質(zhì)側(cè)鏈氧化或骨架斷裂產(chǎn)生揮發(fā)性化合物，如羰基、硫醇、亞砜類化合物[2]，輻照也能促使氨基酸降解產(chǎn)生揮發(fā)性風味物質(zhì)，其對氨基酸的降解不僅發(fā)生在側(cè)鏈，而且發(fā)生在氨基和羧基上[29-30]。Feng等[31]研究表明，輻照堿性基團的氨基酸會產(chǎn)生乙醛，乙醇和乙酸乙酯等揮發(fā)性化合物，輻照含硫氨基酸基團會產(chǎn)生乙硫醇、乙酸甲酯、2-丙酮和丙酸甲酯等揮發(fā)性化合物，這些反應可能是肉品經(jīng)不同劑量輻照后風味有所不同的重要原因。121 ℃處理組的鵝肉在PCA圖的位置離其他樣品較遠，這可能是高溫處理下，紅燒老鵝肉的風味發(fā)生失真的變化，與其他樣品差異比較大。戴妍等[5]研究了不同殺菌溫度對南京鹽水鴨產(chǎn)品風味變化，表明108 ℃組的鴨肉更接近鹽水鴨的原有風味，而121 ℃組的鹽水鴨感官評分較低，偏離鹽水鴨原有風味，其研究結(jié)果與本研究相符。

圖3 不同殺菌方式的紅燒老鵝肉揮發(fā)性風味成分的PCA圖Fig. 3 PCA plot of volatile flavor components of braised goose in brown sauce treated with different sterilization methods

不同殺菌方式下的11 個樣品，將電子鼻中18 個不同傳感器對氣味的響應值制成雷達圖譜，觀察不同樣品在同一個傳感器上的差異，傳感器對氣味的響應值較高，響應值差異越大，對揮發(fā)性氣味的區(qū)分效果越好。由圖4可知，不同殺菌樣品在同一傳感器上表現(xiàn)出顯著差異，尤其是傳感器P30/2、P40/2、P30/1、PA/2、T70/2、P40/1、P10/2、P10/1、TA/2、T30/1。結(jié)合表2可知，傳感器P30/2、P40/2、P30/1、T70/2、P40/1、P10/1、T30/1對應的敏感物質(zhì)為硫化氫、酮、氨、乙醇、甲苯、二甲苯、氯化氫等，這些傳感器對紅燒老鵝的揮發(fā)性氣味的響應值較高，且差異也比較明顯，因此能較好反應不同殺菌方式對紅燒老鵝揮發(fā)性氣味的差異，可以作為紅燒老鵝揮發(fā)性氣味差異的特征傳感器。而傳感器PA/2、P10/2、TA/2對應的敏感物質(zhì)為乙醇、氨、胺類、碳氫化合物等，這些傳感器對揮發(fā)性氣味的響應值較低，在一定程度上對不同殺菌方式揮發(fā)性氣味變化的影響起到輔助作用。

表2 傳感器及其對應敏感物質(zhì)類型[32]Table 2 Types of sensors and corresponding sensitive compounds

圖4 不同殺菌方式下紅燒老鵝的電子鼻數(shù)據(jù)雷達圖Fig. 4 Radar fi ngerprinting of electronic nose data with different sterilization methods

3 結(jié) 論

不同殺菌方式對真空包裝的紅燒老鵝肉的脂肪酸和揮發(fā)性風味有顯著影響，高劑量的電子束和60Co-γ射線以及高溫能加速紅燒老鵝肉脂質(zhì)的氧化，9 kGy劑量的60Co-γ射線對紅燒老鵝TBARS值的影響最為顯著；與對照組相比，飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸的含量隨電子束或60Co-γ射線輻照劑量的增加而增加，105 ℃組飽和脂肪酸含量顯著高于121 ℃組，而105 ℃組單不飽和脂肪含量顯著低于121 ℃組；多不飽和脂肪酸的含量則隨電子束或60Co-γ射線輻照劑量的增加而減少，105 ℃組多不飽和脂肪酸含量顯著高于121 ℃組；電子束3 kGy、60Co-γ射線3 kGy和105 ℃組與空白組的風味差異較小，電子鼻傳感器P30/2、P40/2、P30/1、T70/1、P40/1、P10/1、T30/1對紅燒老鵝的揮發(fā)性氣味的響應值較高，且差異也比較明顯，能較好反映不同殺菌方式對紅燒老鵝揮發(fā)性氣味的差異，可以作為紅燒老鵝揮發(fā)性氣味差異的特征傳感器。因此，低劑量（＜6 kGy）電子束，60Co-γ射線輻照和105 ℃處理對紅燒老鵝肉脂肪酸和揮發(fā)性風味的影響較小，可為紅燒老鵝產(chǎn)品選擇不同的殺菌方式提供可行性依據(jù)。