β射线高剂量辐照新鲜贻贝肉制品的试验与研究(论文)

β射线高剂量辐照新鲜贻贝肉制品的试验与研究肖林1陆锐锋2王超其3刘燕娜 31（南京大学加速器研究所南京）2（舟山长风电子科学研究所）3（舟山雷大电子科技有限公司）【摘要】研究了即食鲜贻贝肉制品经β射线高剂量辐照带来的影响和灭菌保存效果。

通过主观评价加权平均和计量测试结果表明，高剂量辐照密闭的罐装鲜贻贝肉并不对其食用性和风味带来明显的影响，各类微生物可以有效杀灭，能达到常温下长期保存的效果，解决传统冷冻保存带来的口味品质影响大、能耗高的难题。

【关键词】贻贝β射线辐照剂量灭菌1 前言用电子加速器产生的电子束射线（β射线）对食品进行杀菌消毒方面的加工是近年来快速发展起来的一项新技术，具有冷消毒、不改变食品原有风味和性状、不用打开包装不会造成二次污染等优点。

据此特点，可以改变许多食品的传统加工工艺，推出一些避免高温工序的、保留特色风味的食品新产品。

舟山海域出产的嵊泗贻贝具有营养丰富、口味好、色泽白净无污染、兼有药用价值[1]等特点，作为绿色海产品备受欢迎。

但贻贝肉的特点是只有鲜食才能体现其特别鲜美的风味，如果经过冷冻或高温煎炒、晒干脱水等处理，其肉质原有的风味就所剩无几了。

鲜贻贝肉的保存一直以来是一大难题，主要是蛋白质和水分含量高，极易造成微生物的大量繁殖[2]而腐败变质。

通常漂汤煮熟的贻贝肉在4℃时也仅能保存40多个小时。

如果通过高温或巴氏杀菌做成罐头食品保存，则因口味影响严重而缺少实际意义，所以市场上至今难觅鲜贻贝肉即食产品。

根据射线辐照能对食品实施深度灭菌而又不影响食品原有性状的特点[3,4]，将新鲜的漂汤贻贝肉装罐密封后通过射线灭菌处理，是能够达到长期保存的目的的。

但射线辐照食品所需的剂量与食品原始的菌落总数、细菌种类、食品的性质、保质期要求和保存环境都有很大关系，有时为达到某种要求可能需要比较高的剂量。

高剂量辐照对食品带来的影响究竟如何目前国内还缺少这方面的研究。

1999年，联合国粮农组织（FAO）、世界卫生组织（WHO）、国际原子能机构（IAEA）的“辐照食品安全性联合专家委员会”根据多年评估研究对该委员会在1980年发布的总体平均剂量 10kGy以下辐照食品无害的结论作了补充，宣告超过10kGy高剂量辐射也是安全的[6]。

2003年7月国际食品法典委员会（CAC）通过了修订后的《辐照食品国际通用标准》和《食品辐照加工工艺国际推荐准则》，从法规上突破了辐照食品10KGy 剂量的限制[7]。

说明食品通过高剂量辐照后安全性不用担心，但其他诸如食品的保存期、风味、色泽、外观影响如何仍是需要研究的。

用输出能量为10MeV 的电子加速器对各种封装形式的鲜贻贝肉实施高达15kGy 和25kGy 剂量的辐照处理，分别作微生物培养试验和多项目主观评审，对各种结果进行分析和比较，得出的实验数据是比较具有实际意义的。

2 射线产生装置及剂量分布2.1 射线装置南京大学NFZ-10/4.0-1000电子直线加速器，主要技术指标为 输出电子束能量：10MeV ； 输出电子束功率：4kW ； 扫描宽度：300～800mm 可调； 能量不稳定度：≤2%； 束流不稳定度：≤5%； 扫描不均匀度：≤5%。

2.2 被照射物体内剂量分布情况分析剂量的表达式为dm d D /ε=，其中εd 是电离辐射授予质量为dm 的物质的平均能量。

剂量在物体深度的分布情况是我们所关心的，否则就有可能因为剂量分布的不均匀而使实验数据不准。

按GB/T 16841-1997 电子束辐射加工装置剂量学导则，在均质物体中不同深度剂量分布情况如图1从深度剂量分布曲线图中可以看出，β射线单向照射从表面到最佳深度opt R ，剂量 图1 深度剂量分布曲线不均匀度4.1/~min max ≈=D D U ；如果双向照射，最佳深度可以延伸到e R 50附近，总照射深度和均匀度可以大幅提高，剂量不均匀度可以减到1.1。

新鲜贻贝肉水分含量高，又是浸泡在汤中，所以按密度等于1来考虑。

此时射线的作用深度可以根据GB/T15447-95中的计算公式来求得：20025.09.122.0pp p R R E ++= 式中：p E ——低原子序数或有效原子序数接近水的材料入射表面处电子束的最可几能量，MeV; p R ——电子束实际射程，cm 。

水的密度为1,可以推算出具有10MeV 能量的电子在水中的射程p R 是5.18cm 。

射线作用于物体，是以电子射线束横向扫描、物体纵向均匀移动的方式进行的。

根据物体吸收剂量单位定义，1kg J Gy /1=，在已知电子束射线的能量、功率、扫描宽度的条件下，容易求得匀速移动物体所接受的剂量。

为使实验样品所接受的剂量尽量均匀，将实验样品置于横向尺寸小于射线扫描幅度1/3的盒子中以减少扫描不均匀带来的影响；取样品厚度为2e R 50并双面照射以减少深度剂量不均匀带来的影响。

3 材料和方法3.1试验材料生鲜活贻贝(紫壳贻贝)，连壳单重约40g ，由嵊泗华丽水产有限公司提供。

包装密封采用食品级PET 透明塑料瓶，容量150g 。

3.2 试样制作方法将活贻贝用冷水洗净泥沙，摘净鳃套、贝毛。

漂汤预煮，达到两壳张开，逐个将贝肉摘下，放入70～80℃水中烫洗1次，沥水装罐，再加2%的盐水作汤汁，部分试样拌番茄酱、辣油等作对比。

瓶口用0.2铝箔热熔封装再加螺旋瓶盖。

3.3试验方法按上述试样制作方法制作了4批次48瓶（每瓶固体物净含量100g ）模拟贻贝肉罐头，分成12组（每组4平行样，用不同调料调制），封装后装箱，进入β射线装置实施剂量为15kGy 和25kGy 的双向照射，在室温下保存3天后放入38℃恒温培养箱内作微生物培养试验。

按相关技术标准，平板菌落计数的标准培养时间是48h 。

为了得到破坏性的试验结果，现将培养时间延长到10d 、20d 、30d ，逐次对试验样本的菌落总数和致病大肠菌群进行检测。

另按同样方法制作4瓶鲜贻贝肉罐头制品，分A 、B 两组，A 组2瓶经β射线25kGy 剂量辐照，B 组2瓶不经任何处理，同在4℃避光环境中储存60小时后用于主观评测。

3.4 微生物检测仪器设备和依据标准3.4.1仪器设备：303型数显隔水式培养箱，上海锦屏仪器仪表有限公司；DHG-9053A 型电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；DSX-280B 型灭菌器，上海申安医疗器械厂；YJ-1450A/B型医用型净化工作台，吴江市蓝林空气净化设备有限公司。

3.4.2主要培养剂和试剂：营养琼脂培养基，国药集团化学试剂有限公司；月桂基硫酸盐胰蛋白胨（LST），青岛高科园海博生物技术有限公司；煌绿乳糖胆盐（BGLB），中国进出口商品检验技术研究所；3.4.3细菌总数测定依据标准：《食品卫生微生物学检验菌落总数测定》，中华人民共和国国家标准GB4789.2-94；大肠菌群测定依据标准：《出口食品中大肠菌群、粪大肠菌群和大肠杆菌检验方法》中华人民共和国进出口商品检验行业标准SN0169-92。

4 主观评价测试4.1主观评价方法将在4℃下冷藏60h的两组样本取出分别置于相同的2个标有A、B的洁净白色瓷盘中，另取与A、B样本同样方法加工煮熟的未经辐照和储存的贻贝肉作为对照原样置于C瓷盘中；在自然光线、不受任何干扰、不告知A、B样本中哪一份是经过辐照的情况下，邀请8位以上专业人员各自独立对A、B样本的颜色、光泽、气味、口感与C样本比较后进行主观评价打分。

主观评价采用5级评分法，评分标准为：与原样相比，无法区别的，记5分；有区别，但没有对食品风味带来影响的，记4分；区别明显，对食品风味有影响，但可以接受的，记3分；区别很明显，风味比较差，影响食用的，记2分；区别非常明显，风味已经很差，无食用价值的，记1分；严重变质，只能废弃的，记0分。

评价介于两者之间的，取一位小数。

4.2 测试结果及分析对所有评分表进行综合统计平均后得出的结果见表1。

表1 试验样品主观评价平均得分统计表样本外观色泽气味口味鲜度肉质口感A（经辐照） 4.88 4.21 4 4.86 4.17B（未辐照） 5 3.29 2.29 3 2从表1数据可以看出，除外观色泽这一项外，其余所有项目均为A组远优于B组，得分情况与实际有较好的对应。

总的来看，通过高剂量辐照之后，新鲜贻贝肉的色泽略微变浅，隐约可闻得有的“辐照味”，对口感稍有影响但不明显，不影响食欲，如果不与对照组比较单独食用则根本感觉不到。

影响较小的是口味鲜美度，综合得分4.86分。

未经辐照的样本在4℃下冷藏60h后，已轻微变质，除外观色泽未变外，肉质口感已经变差。

主观评价结果证明，经过25kGy辐照后对贻贝肉制品风味的影响基本可以忽略。

5 微生物检测与分析5.1微生物培养试验所有样本在38℃恒温培养箱内连续培养，每隔10天左右对不同批次的样本抽样检测，检测数据如表2。

表2 试验样本微生物培养检测数据样本编号批次辐照剂量（kGy）培养日期检测日期培养时间（天）制作调料细菌总数（cfu/g）大肠菌群(MPN/g)011 1 15 09.3.16 09.3.26 10 伴有辣油 3.0*102<3012 1 15 09.3.16 09.4.7 22 伴有辣油 2.0*103<3013 1 25 09.3.16 09.4.7 22 伴有辣油30 <3021 2 15 09.3.29 09.4.7 9 少许汤50 <3022 2 25 09.3.29 09.4.7 9 少许汤<10 <3023 2 15 09.3.29 09.4.19 21 少许汤 5.5*102<3024 2 25 09.3.29 09.4.7 21 少许汤 1.0*102<3025 2 15 09.3.29 09.4.28 31 少许汤 1.3*103<3026 2 25 09.3.29 09.4.28 31 少许汤8.9*102<3031 3 25 09.4.20 09.5.3 14 清汤浸没 2.2*108<3032 3 25 09.4.20 09.5.8 19 清汤浸没 4.7*108<3041 4 25 09.4.22 09.5.12 20 加番茄汁8.0*102<3042 4 25 09.4.22 09.5.18 26 加番茄汁 3.5*103<35.2数据分析从表2的数据可以看出，除编号为031、032的样本外，其余样本在38℃恒温培养箱中培养9～31天后菌落总数都小于1×104cfu/g，致病菌（大肠菌群）未检出，优于国家商检对于出口即食食品微生物含量的控制标准。

在这种恒温38℃下培养几十天的条件下有3个样本的菌落总数仅在1次方数量级，说明通过高剂量灭菌的样本基本上达到了无菌的程度。