一种利用电子束辐照保证冷链物流运输中大黄鱼品质的方法与流程

本发明属于食品保鲜技术领域，具体涉及一种利用电子束辐照保证冷链物流运输中大黄鱼品质的方法。

背景技术：

大黄鱼（Pseudosciaena crocea）属硬骨鱼纲、鲈形目、石首鱼科、黄鱼属，是我国传统经济鱼类，因肉质鲜美，富含蛋白质、脂肪、微量元素等，具有延缓衰老，抵抗机体免疫力等功效而广受人们的喜爱。

我国超市销售的大黄鱼有两种:冰鲜大黄鱼和冷冻大黄鱼。目前，对冰鲜大黄鱼的保鲜方法、货架期等的研究很多，如杨宪时等在3±0.5 ℃条件下，研究了伽马辐照对冰藏大黄鱼品质和货架期的影响，通过菌落总数、假单胞菌、产硫化氢细菌、挥发性盐基氮以及三甲胺的测定，确定当辐照剂量为1kGy时保鲜效果最好，可将货架期延长至30d，且没有脂肪酸败的味道；李婷婷等在4 ℃下，用不同浓度的壳聚糖涂膜保鲜大黄鱼，证明1.5%壳聚糖涂膜可使大黄鱼货架期延长至12d，能较好地保持大黄鱼感官品质；戴志远等在4±1℃条件下，通过不同气体比例的气调包装证实，当气配比为75%CO₂/25%N₂时，大黄鱼货架期可达15d，比空气包装延长了8d。但对于冷冻大黄鱼品质的研究很少。冷冻大黄鱼经过直接速冻后，再经冷链物流进行贮运和销售，其货架期远远长于冰鲜大黄鱼。冷链物流指冷藏冷冻类食品在生产加工、贮藏、运输和销售等环节始终处于规定的低温环境下，以保障食品质量的特殊供应链系统。食品冷链物流技术与规范中规定，速冻水产品运输保藏温度应保持在-18℃以下。但我国冷链物流储运技术尚不完善，难以做到始终在规定范围之内，在冷链运输以及冷库贮藏过程中，由于技术不完善或者冷库出现故障等原因，都会使水产品保存温度发生改变，从而影响其品质。汤元睿等通过模拟不同物流过程，证实温度波动会影响金枪鱼的品质，且变化次数越多，鱼肉劣化越显著；Boonsumrej等对虎皮虾温度波动进行研究，结果显示随着冻融次数的增加，肌肉纤维间距增大；Sigurgisladottir等研究冷冻/解冻对三文鱼的微观结构的影响，发现经过冻融的三文鱼的肌肉纤维收缩，细胞外空间比新鲜三文鱼大；李金平通过研究反复冻融牛肉得出，温度变化会使牛肉颜色发生改变，影响理化性质、微观结构，蛋白降解等，降低其品质。因此，在储运过程中注意温度的波动，对大黄鱼品质的影响有重要的现实意义。但每年由于冷链物流储运过程中出现的故障导致的水产品腐败变质的案例依旧不胜枚举，对我国经济造成一定的损失。辐照保鲜技术作为一种冷杀菌方法，能快速、均匀地穿透食品，通过能量传递，在食品中产生化学、物理和生物学效应，使遗传物质失去复制能力，从而达到杀虫灭菌的效果，从而在最大限度的保持食品的品质的基础上，延长食品的货架期。若能将辐照技术应用于冷冻水产品中，以防止冷链运输中的故障，在一定程度上将可以减缓由于温度波动带来的不良影响。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种利用电子束辐照保证冷链物流运输中大黄鱼品质的方法，该方法可将电子束辐照技术有效地应用于大黄鱼保鲜领域。

为解决上述技术问题，本发明所提供的利用电子束辐照贮存大黄鱼的方法，包括以下步骤：

（1）样品预处理：筛选大黄鱼样品，包装、装盘；

（2）辐照：将步骤（1）中装有大黄鱼样品的样品盘置于室温下进行电子束辐照处理，电子束辐照剂量为1-4 kGy；

（3）贮存：将步骤（2）中经电子束辐照的大黄鱼样品置于 -18-0℃—-18-0℃,两次变温条件下冷链物流储藏。

进一步的，所述电子束辐照剂量为1、2或4kGy，优选为2 kGy。

进一步的，所述步骤（3）中大黄鱼样品的贮藏温度为-18℃。

本发明有益效果：本发明利用电子束辐照在特定辐照剂量下对大黄鱼样品进行处理，并将处理后的大黄鱼样品置于-18-0℃—-18-0℃两次变温条件下储藏，通过对经本发明方法处理过的大黄鱼样品挥发性盐基氮、菌落总数、硫代巴比妥酸，电子鼻，氨基酸等指标进行定时检测，发现本发明方法可有效保持大黄鱼的品质，提高冷藏保鲜时间。

附图说明

图1 不同储藏条件对大黄鱼菌落总数的影响；

图2 不同储藏条件对大黄鱼挥发性盐基氮的影响；

图3 不同储藏条件对大黄鱼巴比妥酸值（TBARS）的影响；

图4 不同辐照剂量对大黄鱼菌落总数的影响；

图5 不同辐照剂量对大黄鱼巴比妥酸值（TBARS值）的影响；

图6 不同辐照剂量对大黄鱼电子鼻响应值的PCA分析；

图7 不同辐照剂量对大黄鱼电子鼻响应值的雷达图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体说明。本发明中所述实施例仅用于说明解释本发明而不对本发明的范围构成限制。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

实施例1：

（1）样品预处理：筛选大黄鱼样品，包装、装盘；

（2）辐照：将步骤（1）中装有大黄鱼样品的样品盘置于室温下进行电子束辐照处理，电子束辐照剂量为1 kGy；

（3）贮存：将步骤（2）中经电子束辐照的大黄鱼样品置于-18-0℃—-18-0℃两次变温条件下冷链物流储藏。

实施例2：

（1）样品预处理：筛选大黄鱼样品，包装、装盘；

（2）辐照：将步骤（1）中装有大黄鱼样品的样品盘置于室温下进行电子束辐照处理，电子束辐照剂量为2 kGy；

（3）贮存：将步骤（2）中经电子束辐照的大黄鱼样品置于-18℃条件下冷链物流储藏。

实施例3：

（1）样品预处理：筛选大黄鱼样品，包装、装盘；

（2）辐照：将步骤（1）中装有大黄鱼样品的样品盘置于室温下进行电子束辐照处理，电子束辐照剂量为4 kGy；

（3）贮存：将步骤（2）中经电子束辐照的大黄鱼样品置于-18-0℃—-18-0℃两次变温条件下冷链物流储藏。

试验例：

1 材料与方法

1.1材料

新鲜大黄鱼购于温州浦亭海鲜市场，平均分成六组。其中一组始终置于-18 ℃冷冻贮藏，另外一组在第12天以及第26天时，从-18 ℃中取出，置于室温下解冻，带鱼体温度降至0 ℃时，于0 ℃条件下贮藏24h，剩余时间均在-18 ℃下保存。剩余四组用冰袋保存在泡沫箱中，立即运往上海农业科学院进行10 MeV电子加速器的辐照处理。大黄鱼样品平铺在铁盘里，在室温下进行剂量为0、1、2、4 kGy的电子束辐照。辐照完成后，样品在冷藏条件下运回实验室，于-18℃-0℃--18℃-0℃两次变温条件下冰箱中储藏，温度变化同上，在0，7，14，21，28天时取样进行检测。所有样品均重复三次。

1.2试剂与仪器

氧化镁，硼酸，盐酸，甲基红，溴甲酚绿，乙醇，氯化钠，平板计数琼脂，三氯乙酸，EDTA，2-硫代巴比妥酸，氯仿分析纯，纯度≥99%，国药集团化学试剂有限公司。

pH计（梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司），Kjeltec 2300型全自动定氮仪，AL104电子天平（梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司），BJ-2CD超净工作台(上海博讯有限公司)，GR60DF高压灭菌锅（厦门致薇仪器），5804R高速离心机（Eppendorf Co，德国），高速乳化机（上海福禄鲁克流体机械制造有仪器股份有限公司)，电子加速器10MeV/20kW(同方威视IS1020)，电子鼻(法国Alpha MOS公司)。

1.3 试验方法

1.3.1菌落总数的测定

参考国家标准GB 4789.2-2010，称取5 g大黄鱼样品置盛有45 mL生理盐水的无菌离心管中，用高速分散器混匀约1～2 min，制成1：10的样品稀释液。从该稀释液中取1 ml，用9 ml的无菌生理盐水进行梯度稀释，制成1：100的样品稀释液。以此类推，从中选择合适的稀释梯度，利用稀释平板法测定细菌总数。

1.3.2挥发性盐基氮含量测定

参照国家水产行业标准SCT 3032-2007，称取大黄鱼鱼肉 10.0 g，加入 90 mL高氯酸溶液，均质 2 min，置于 250 mL锥形瓶中，静置30 min后用定性滤纸过滤，取上清液 5 mL通过凯氏定氮仪，测定盐酸消耗量。TVB-N按下式计算：

1.3.3硫代巴比妥酸值（TBARS值）的测定

参考贾倩等方法，取捣碎的肉样10g加入50ml，7.5%的三氯乙酸（含0.1%EDTA）。振摇30min，双层滤纸过滤两次，取5ml上清液加入5ml，0.02mol/L的 TBA溶液，90℃水浴（沸水浴）中保温40min，取出冷却1h，离心5min（1600r/min），上清液中加入5ml氯仿振摇静置分层后取上清液，分别在532nm和600nm处比色，记录吸光值，按以下公式计算TBARS值。TBARS(mg/100g)=(A532-A600)/155*(1/10)*72.6*100

1.3.4氨基酸测定方法

参照 GB 5009.124-2003采用氨基酸自动分析仪测定，具体操作：称取约 60 mg~70 mg 样品，准确称量至 0.1mg 添加 6 mol/L 盐酸溶液 10 mL，于 110℃烘箱中消解 24 h，至样品呈清亮的棕红色。消解后的样品经快速滤纸过滤后，收集于 50 mL 容量瓶中，哇哈哈去离子水定容。取 1 mL定容后溶液于 10 mL 螺口瓶中，氮吹。加入 5 mL，0.02 mol/L 盐酸溶液混匀，取 1 mL 混匀液过0.45 μm 水系滤膜收集于小瓶中，用 L-8900 氨基酸自动分析仪进行测定。

1.3.5电子鼻测定

称取5g大黄鱼鱼肉于15mL烧杯中，加盖密封，设置检测时间为100s，清洗时间为100s，依次用电子鼻进行检测。

1.3.6 数据分析

所有数据均以平均值±方差（Mean±SD）表示，数据采用SPSS 16.0进行数据分析，并用GarphPad Prism5进行作图。

2 结果与分析

2.1温度波动对冷冻大黄鱼品质的影响

2.1.1温度波动对大黄鱼菌落总数的影响

由图1可知，储运过程中发生温度波动会明显影响大黄鱼的菌落总数，实验前期，温度没有发生改变时，两组大黄鱼的菌落总数没有显著性差异，但在第12天发生波动以后，温度波动组的菌落总数明显高于始终处于-18 ℃组，因为第14天后又将大黄鱼储藏于-18 ℃，所以菌落总数增加速度又明显减缓，而当第26天，再次将鱼解冻，储藏于0 ℃时，菌落总数明显增加，大大高于温度稳定组。实验证明，若始终处于-18 ℃，则在第28天时，大黄鱼的菌落总数仍只有5.14 lgcfu·g^-1，而发生温度波动的大黄鱼第26天已经达到6 lgcfu·g^-1，超过国家标准。

2.1.2温度波动对大黄鱼挥发性盐基氮的影响

挥发性盐基氮是由于蛋白质降解以及非蛋白氮化合物产生的，主要是由氨、次级产物和胺类组成，在水产品储藏过程中，很可能是由于肌肉中蛋白质的降解和微生物腐败引起的。从图2可以看出，当贮藏温度发生波动以后，大黄鱼挥发性盐基氮含量逐渐增加，而始终处于-18℃条件下的大黄鱼挥发性盐基氮含量基本没有发生改变，两者差异显著。在贮藏末期，处于-18℃条件下的样品含量仅为12.14 mg N·100g^-1，而温度波动组的含量已经达到40.16mg N·100g^-1。根据水产品鲜度国家标准^[24]，TVBN＜15  mg N·100g^-1为1级，TVBN＜30  mg N·100g^-1为2级。由此标准衡量得到若在储藏过程中温度发生波动，大黄鱼货架期只为22.5天，在温度波动发生后10天左右就到达标准极限，说明温度波动对挥发性盐基氮有很大的影响。

2.1.3温度波动对大黄鱼硫代巴比妥酸值的影响

硫代巴比妥酸值是用于描述脂肪氧化程度的指标。鱼肉脂肪中不饱和脂肪酸氧化分解后所产生的丙二醛（MDA）与硫代巴比妥酸试剂反应生成红色物质，该物质于532nm处有最大吸收峰，可以用来表示样品的脂质氧化程度。由图3可以看出，TBA值随着时间的延长而逐渐增加，且和菌落总数，挥发性盐基氮一样，温度发生波动时，脂肪氧化程度越明显，增加速率越大，硫代巴比妥酸值越大。当发生第一次温度波动时，大黄鱼的硫代巴比妥酸值已经达到0.43mg MDA/100g，而始终处于-18℃的大黄鱼在储藏末期仍未达到这个值，仅为0.37mg MDA/100g。说明温度的波动对大黄鱼脂肪氧化有很明显的促进作用。

2.2不同辐照剂量对冷冻大黄鱼品质的影响

2.2.1不同辐照剂量对大黄鱼氨基酸的影响

由表1可以看出，经过2kGy和4kGy电子束辐照处理后，除了蛋氨酸以外，其余15种氨基酸含量均低于未经过辐照以及经1kGy辐照的大黄鱼，且下降幅度均在5%以上，如谷氨酸含量下降幅度分别为24%、12%。而经过1kGy辐照的大黄鱼氨基酸仅在赖氨酸含量上与未经辐照的有明显差异，下降幅度为6%。

以下16种氨基酸中必须氨基酸主要有：缬氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸以及赖氨酸。根据FAO/WHO的理想模式，营养价值高的食品，其蛋白质中必需氨基酸占总氨基酸（EAA/TAA）能达到40%左右，必需氨基酸与非必需氨基酸之比（EAA/NEAA）则在60%以上。通过此方法计算可得，0kGy、1kGy、2kGy、4kGy处理后的大黄鱼的EAA/TAA分别为44.34%、43.92%、44.28%、44.67%，EAA/NEAA分别为79.67%、78.32%、79.47%、80.72%，均属于优质蛋白质。说明电子束辐照处理会在一定程度上影响氨基酸的含量，但不会影响其营养价值。

表1 不同辐照剂量对大黄鱼氨基酸的影响

2.2.2不同辐照剂量对大黄鱼菌落总数的影响

图4是在发生温度波动的储藏条件下，用不同剂量电子束辐照处理对大黄鱼菌落总数的影响。从图中看出，随着时间的延长，所有处理的大黄鱼的菌落总数都有所增加，尤其是当温度出现波动的时候，增加速率明显加快，但相比于未经过辐照的大黄鱼，经辐照处理的菌落总数值增加的缓慢一些，且剂量越大，增加越缓慢。同时从图中可以明显看出，在储藏初期，经过辐照的大黄鱼的菌落总数明显低于未经过辐照的，未经辐照、经1kGy、2kGy、4kGy的初始值分别为4.15 lgcfu·g^-1、3.89 lgcfu·g^-1、3.80 lgcfu·g^-1、3.74 lgcfu·g^-1，而到储藏末期，各组菌落总数分别到达6.14 lgcfu·g^-1、5.92 lgcfu·g^-1、5.65 lgcfu·g^-1以及5.48 lgcfu·g^-1，虽然与始终处于-18 ℃的大黄鱼相比，仍有一定的差距，但辐照处理可以降低菌落总数，延长其货架期，且辐照剂量越大，效果越好。

2.2.3不同辐照剂量对大黄鱼硫代巴比妥酸值的影响

由图5可知，随着储藏时间的延长，所有组的大黄鱼的硫代巴比妥酸值均增加。但经过辐照的实验组，在储藏初期可以很明显的观察到其硫代巴比妥酸值高于未辐照组，说明电子束辐照加速大黄鱼的脂肪氧化，对其有一定的影响。但除了4kGy剂量的大黄鱼从储藏初期到储藏末期都明显高于其他组，尤其在发生温度波动的条件下，增加速率高于稳定温度时段外，1kGy和2kGy剂量辐照后的大黄鱼的硫代巴比妥酸值除了一开始高于未辐照组，在储藏过程中，其值增加速率较缓，到储藏末期，两组均略低于未辐照组。说明在一定辐照剂量范围内，电子束辐照可以减缓由于温度波动以及储藏时间带来的硫代巴比妥酸值的增加幅度。

2.2.4不同辐照剂量对大黄鱼电子鼻的影响

PCA是对所提取的传感器检测到的数据进行转换和降维处理，在保存主要信息的基础上，通过几个主成分展现，转换为二维散点图形式。图6中，第1主成分（PC1）和第二主成分（PC2）的贡献率之和已经达到97.653%，说明经过不同剂量电子束辐照处理后的样品间的气味差异明显，这2个主成分已经能很好的反映出传感器检测到的多指标信息。

同时也说明辐照会影响大黄鱼的气味。由图7中各剂量的雷达图可以看出，本实验使用的电子鼻由6个化学传感元件组成，分别为T70/2、PA/2、P30/2、LY2/AA、LY2/gCT。但经过辐照的大黄鱼无论剂量大小，从雷达图上看，各个传感器对其气味的响应值无显著差异，而与未辐照的大黄鱼相比，PA/2和P30/2的响应值明显减小，这可能是由于辐照作用，使大黄鱼本身具有的特定气味减弱。

3 讨论

本研究通过设置不同温度条件下贮藏大黄鱼，经菌落总数、挥发性盐基氮、硫代巴比妥酸值等理化指标检测，发现始终处于-18℃的大黄鱼在储藏期间虽然也随时间的延长而有所增加，但增加速率缓慢，在试验期间的28天内依旧维持较好的品质，但经过温度波动的大黄鱼，在经过两次变温后，各指标均以较快速率增长，使货架期降为22天左右。该结果与杨胜平等研究冷链物流过程中温度和时间对冰鲜带鱼品质的影响结果一致，这可能是由于温度波动造成重结晶，破坏了肌肉细胞核肌纤维结构，增加了肉内溶菌酶的含量，同时由于温度的升高，微生物活动活跃，加快了鱼肉蛋白质的分解和脂质氧化速率。而经过不同剂量电子束辐照剂量处理后的大黄鱼，其各类氨基酸含量发生了一定程度的改变，但不影响其营养价值，依旧属于优质蛋白质，这与尚颐斌的研究中电子束辐照对冷鲜肉的蛋白质评价一致。而电子束辐照对大黄鱼菌落总数的抑制作用，与龙薇运的低剂量电子束辐照对蛤蜊保藏的研究结果趋势一致，说明电子束辐照可以抑制微生物的生长，减缓鱼肉腐败变质， 从贮存初期，经过辐照的大黄鱼的菌落总数就明显低于未经过辐照的，在-18℃保存时，微生物生长受抑制，所以相对而言菌落总数没有发生明显改变，而在后期温度发生改变时，微生物的滋生速度会相对慢一些，从而在经过辐照的大黄鱼的菌落总数会小于未经辐照组，但随着时间的增长以及温度波动次数的增加，1kGy以及2kGy的菌落总数增加速率已经逐渐加快，最终结果预期会接近未经辐照的大黄鱼组。同时，研究表明，辐照会引发并加快自由基的产生，从而加速食品中脂肪的氧化。脂肪氧化是高脂食品品质劣变的主要原因之一。Lewis等指出电子束辐照脱骨去皮鸡胸肉会加速其脂肪氧化。与本实验中，电子束辐照对大黄鱼的硫代巴比妥酸值有显著性影响结果一致，但1kGy以及2kGy组的大黄鱼经过28天储藏后，其TBARS值与未经辐照组的数值接近，甚至略小于未辐照组，说明在一定说明在一定辐照剂量范围内，电子束辐照可以减缓由于温度波动带来的硫代巴比妥酸值的增加幅度，因此在进行辐照处理时，要注意辐照剂量的选择。贾倩也曾在研究电子束和γ射线辐照对素鸡保鲜中发现，电子束辐照可以减缓素鸡TBARS值随贮藏时间的增加幅度。而本实验中，电子鼻对不同处理后的大黄鱼可以通过PCA降维处理可以区分是否经过辐照以及辐照剂量的不同，但从各组的雷达图中并没有看出辐照后的大黄鱼在各传感器的响应值上有很大的变化，有的甚至小于未辐照组，这可能与实验中的仪器的传感器数量和种类有关，不能将辐照后的特殊气味检测出来，若要对因辐照而产生的挥发性气味进行检测，需要选用其他方法进行进一步检测。

虽然经过辐照处理后的大黄鱼可以略微改善由于温度波动带来的影响，但由于巨大的温差势必会随大黄鱼的品质以及口感造成一定的影响，所以经过温度波动的大黄鱼应尽快进行销售，不能进行长时间的贮藏。由本实验结果看，若在储运过程中真的发生温度波动，仅靠辐照处理并不能很好的维持其品质，可以考虑通过复合保鲜方法进行保鲜，当然提高冷链运输以及储藏过程中的温度控制是最为关键的。

4 结论

通过模拟冷链物流过程中温度波动，测定大黄鱼菌落总数、挥发性盐基氮以及硫代巴比妥酸值发现，在储藏过程中温度发生波动，会大大降低大黄鱼的货架期，而经过电子束辐照处理后，可以缓解由此引起的不良影响，同时综合所测指标，发现2kGy和1kGy在保持大黄鱼品质方面效果优于4kGy，而辐照剂量大的在控制菌落总数方面更具有优势。所以在实际冷链运输过程中，应尽量避免温度的波动，而应用电子束辐照中，2kGy为辐照大黄鱼的推荐剂量。