肉类辐射贮藏是利用放射性核素发出的γ射线或利用电子加速器产生的电子束或χ射线,在一定剂量范围内辐照肉,杀灭其中的病原微生物及其他腐败细菌,或抑制肉品中某些生物活性物质和生理过程,从而达到保藏或保鲜的目的。
一、辐射对肉品质的影响
(一) 颜色
鲜肉类及其制品在真空无氧条件下辐照时,瘦肉的红色更鲜,肥肉也出现淡红色。这种增色在室温贮藏过程中, 由于光和空气中氧的作用会慢慢褪去。 国外学者a·rkamarei等认为其反应机理如下:
(二) 嫩化作用 辐照能使粗老牛肉变得细嫩,这可能是射线打断了肉的肌纤维所致。
(三) 辐射味 肉类等食品经过辐照后产生一种类似于蘑菇的味道,称作辐射味。辐射味的产生与照射剂量大致成正比。这种异臭的主要成分是甲硫醇和硫化氢。据报导在经2～6 mrad照射后,牛肉中乙醛、丙酮、丁酮、甲醇、乙醇、甲硫醇、二甲硫醚、异丁硫醇等挥发性成分都有所增加,其中乙醛、丙酮、甲硫醇、二甲硫醚的增加尤为明显,这主要是含硫蛋白质分解所致。
辐射肉类产生的异臭因动物品种而不同。牛肉产生的气味特别令人厌恶,而猪肉和鸡肉产生的气味较温和。肌肉蛋白的种类不同影响也不一样。肌动蛋白受辐照的影响很小,而肌动球蛋白受强烈照射会产生非常明显的异味。另外,辐照过的牛排有时产生苦味,这可能是atp转化为次黄嘌呤的缘故。为了减少辐照味及辐照所引起的物理变化及化学变化,可以采取低温辐照的方法。但低温时微生物抗辐照性增高,并且冷冻费用也随之增加。经综合平衡,认为起始辐照的肉品最佳温度为-40℃,在辐照结束时,肉品的温度不应超过-8℃。同时加入某些添加剂,如抗氧化剂、柠檬酸、香料、碳酸氢钠、维生素c等也能抑制辐照味。
只要辐照工艺合适,一般都能达到良好的保藏效果及感官质量。例如把鲜猪肉去骨分割,加入2%食盐或0.3%的碳酸氢钠,用聚乙烯膜(或聚丙烯膜)与聚乙烯醇膜的复合材料进行真空封装后,辐照0.5mrad,其细菌总数急骤下降,可在室温下存放5～15d不腐败变质。辐照1.5mrad后细菌仅存个别,色泽、粘度、弹性、风味都很好,可在室温下保藏2个月。剂量2.6mrad时灭菌较彻底,能保藏1年以上。经广泛食用评价,经辐照保藏的鲜猪肉的色香味比鲜猪肉略差,比冻肉好。
二、辐照杀菌的应用
辐照杀菌根据其目的及剂量不同,可分为辐照消毒杀菌及辐照完全杀菌两种：
(一)辐照消毒杀菌
辐照消毒杀菌的作用是抑制或部分杀灭腐败性微生物及致病性微生物。辐照消毒杀菌又分为选择性辐照杀菌及针对性辐照杀菌,前者又称辐射耐贮杀菌,后者称为辐射巴氏杀菌。
1.选择性辐照杀菌
选择性辐照杀菌的剂量一般定为500krad以下,它的主要目的是抑制腐败性微生物的生长和繁殖,增加冷冻贮藏的期限。结合低温处理,常用于鱼、贝等水产品捕捞后的运贮。
2.针对性辐射杀菌
剂量范围是0.5mrad。主要用于畜禽的零售鲜肉和水产品,用来杀灭沙门氏菌。
(二)辐射完全杀菌
它是一种高剂量辐照杀菌法,剂量范围为1～6 mrad。它可杀灭肉类及其制品上的所有微生物,以达到“商业灭菌”的目的。只要包装不破损,能在室温下贮藏几年。每种食品完全灭菌的剂量用12-d表示,也称为最低辐射剂量。它是把生存的孢子从1012降低100所需的剂量,可以用抗辐照性最强的肉毒杆菌通过试验测试来决定。12-d剂量随食品介质而发生变化,因此必须对加工的每种食品进行实测。表1-4-6是一些有代表性的食品进行辐照完全杀菌的12-d剂量。
表1-4-6 肉品在-30±10℃下辐射的12-d
食 品
12-d剂量(kgy)a/最大值b
牛肉c
鸡肉e
火腿c,e
猪肉c
鳕鱼块f
咸牛肉t
猪肉香肠f
咸猪肉
41.2d
42.7
31.4
43.7
31.7
26.9
25.5
25.2h
a.以杀灭肉毒杆菌,假定它就是最抗放射线的污染。
b.以假定孢子死亡速度的最初峰值。
c.使用106肉毒杆菌芽孢/菌株,或107芽孢/can的10个品种(5种a和5种b)混合接种。
d.使用双保险来控制一个局部腐败总的操作步骤。
e.火腿中no2/no3用量水平,从150×10-5减到25×10-5。
f.用肉食品中最抗辐射的肉毒杆菌芽孢的10个菌株来甄别(辐射20盘来检查),紧接着再作具抗性的菌株(辐照100盘来检查)。
该法的缺点是所需剂量较大(通常为2.5～5.0 mrad,有时高达7 mrad),加工费用高。但经本法处理的牛肉、鸡肉、火腿、猪肉、香肠、鱼、虾等在常温下(21～38℃)贮藏2年以上,其质量仍很好,色香味都较满意。在低温无氧条件下照射的肉贮藏3年后仍和新鲜肉无显著区别。