隨著世界經濟的發展,人們生活方式的改變,寵物逐漸進入城市生活,成為很多居民的伙伴。據初步統計,目前全球寵物的數量已達4 億只。飼養寵物數量的增多,有力地促進和帶動了世界相關產業的發展壯大。如美國2007 年寵物產業的消費就達到400 億美元左右;澳大利亞的寵物行業擁有6 萬名員工,并創造了近7 %的國民生產總值;德國的寵物良種銷售額達10 萬美元[1 ] 。在中國,以北京為例,養犬人數登記在冊的超過45 萬人,實際的數量估計已超過100 萬,其中只有5 %的居民飼喂經過加工的寵物食品。因此,中國的寵物食品市場有著巨大的發展潛力[2 ] 。

巨大的市場利潤必然引起商家的激烈競爭,而寵物食品的衛生安全自然成為競爭的基本。傳統的滅菌方法有高溫高壓滅菌及化學藥物熏蒸劑滅菌,但前者會造成添加劑褪色、揮發而改變寵物食品的風味;后者一方面可能會與寵物食品的組分發生反應生成某些有害物質,同時還會產生不同程度的化學藥物殘留。寵物食品需要新的加工方法滿足市場對其衛生品質與安全的要求[3 ] 。近年來,國內許多加工企業采用輻照技術處理寵物食品,通過射線殺滅其中的有害微生物和致病菌,以完全達到進口國對寵物食品衛生質量的要求。但在輻照殺菌工藝、殺菌效果及輻照對寵物食品主要營養成分的影響等方面尚未見詳細報道。本研究就幾種寵物食品輻照殺菌效果及對其主要營養成分的影響進行探索,以期為輻照寵物食品的規范生產、監督管理和國家標準的制定提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料為散裝皮卷、袋裝綠爽潔牙骨、袋裝雞肉排骨和袋裝雞胸肉4 種寵物狗食品。皮卷又稱煙熏皮卷,主要以雞肝及雞胸脯肉等配以其他成分,用豬皮裹成長卷狀經煙熏加工而成;綠爽潔牙骨和雞肉排骨的主要成分都為雞胸脯肉片,配以不同的其他成分后制成似綠色骨頭和排骨狀的寵物食品;雞胸肉由新鮮雞胸脯肉片直接加工而成,保留了肉片的原形狀。試驗材料由南京輻照中心提供,并用聚乙烯塑料袋分裝,60gP袋。

1.2 輻照處理

輻照處理在江蘇省農業科學院原子能農業利用研究所輻照中心進行,輻照裝置為60Coγ輻射源,劑量分別為0 (Ck) 、4、6、8 和10kGy ,用劑量計跟蹤測定樣品的吸收劑量。感官評價于輻照后第1、30 天進行,其他成分都于輻照的當天取樣進行測定。輻照后樣品室溫(10 ℃ - 35 ℃) 貯存。

1.3 測定

1.3.1 微生物測定 飼料中細菌總數的測定參照GBPT 13093 - 2006 ;食品衛生微生物學檢驗大腸菌群測定參照GBPT 478913 - 2003 ;飼料中霉菌總數的測定參照GBPT 13192 - 2006 ;飼料中沙門氏菌的檢測方法參照GBPT 13091 - 2002。

1.3.2 水分、灰分測定 飼料水分的測定參照GB6435 - 86 ,飼料中粗灰分的測定參照GB 6438 - 86。

1.3.3 其他營養成分測定 寵物食品中,粗脂肪測定參照GB 6433 - 94 ;粗蛋白測定參照GB 6432 - 94 ;氨基酸的測定參照GB 18246 - 2000 ;粗纖維測定參照GB6434 - 94 ;蛋白質的測定參照GBPT 14771 - 1993 ;鈣的測定參照GBPT 6436 - 92 ; 總磷量的測定參照GBPT6437 - 92 ; 鐵、銅、錳、鋅、鎂等礦質元素的測定參照GBPT 13885 - 92。

1.4 感官評定

取適量不同劑量處理的試樣置于清潔、干燥的白色瓷盤中,在自然光線條件下,目測、鼻嗅,記錄各樣品的色澤、氣味等。

1.5 統計分析

所有試驗數據都采用SAS 數據處理系統進行統計及相關分析。

2 結果與分析

2.1 輻照對寵物食品中微生物含量的影響

本研究采用的4 種供試樣品中,輻照前散裝皮卷的衛生質量較差,微生物含量相對較高,其輻照殺菌效果見表1。輻照前,皮卷中的菌落總數、大腸菌群和霉菌含量分別為2.3 ×105 cfuPg、2.4 ×104 MPNP100g 以上和2.9 ×104 cfuPg ;經4kGyγ射線輻照后,它們分別降至1.7 ×104 cfuPg、9.3 ×102 MPNP100g 和60cfuPg ,滅菌效率分別達到了92.6 %、96.1 %、99.8 %;當劑量為6kGy ,滅菌效果達到99.8 %以上;當劑量達到8kGy 時,各項指標已完全符合國家食品衛生的要求;10kGy 時達到完全滅菌效果。其他3 種樣品(綠爽潔牙骨、雞肉排骨和雞胸肉) 的初始衛生質量明顯優于皮卷,輻照滅菌效果也同樣明顯:輻照劑量為4kGy 時,除雞肉排骨中檢出菌落總數為20cfuPg 外,另兩種樣品均未檢出;6kGy 時已達到完全滅菌效果。4 種供試樣品中均未檢出致病沙門氏菌。

2.2 輻照對寵物食品中主要成分的影響

2.2.1 對水分含量的影響 水分是食品的重要組成成分之一,也是影響食品輻照品質的重要因素之一。本研究中樣品的水分含量有所不同(表2) ,3 種試樣中雞胸肉的水分含量最高(約20 %) ,綠爽潔牙骨的最低(約11 %) ,雞肉排骨介于兩者之間(約15 %) 。由表2可以看出,相同的樣品經不同劑量輻照后,水分含量略有變化,但變化不明顯。

2.2.2 對主要營養成分的影響 雞胸肉主要營養成分的研究結果表明(表3) ,輻照劑量為4-10kGy 時,雞胸肉中脂肪與蛋白質的含量變化與對照樣品中的含量差異不顯著;輻照前樣品中粗纖維的含量很低,輻照對其含量沒有影響;碳水化合物的含量較對照都略微下降,但與輻照劑量的增加沒有顯著相關性。輻照前后上述各成分含量的差異均不顯著,說明10kGy 以下的輻照劑量對雞胸肉中的主要營養成分沒有顯著影響。在此劑量范圍內,輻照對其他3 種寵物食品主要營養成分的影響與其基本一致。

2.2.3 對礦物質的影響 由表4 可以看出,在輻照劑量為4～10kGy 時,輻照寵物食品中鈣、磷、錳等3 種元素的含量都低于對照樣品中的含量,尤其是輻照樣品中鈣含量隨劑量的增加顯著降低,磷、錳的含量雖然低于對照樣品中的含量,但與劑量的增加沒有顯著的相關性;鈉的含量除了6kGy 時明顯高于其他劑量處理中的含量,其余變化不大;鉀、鎂的含量在大于4kGy 劑量輻照時,含量略有增加;鐵、鋅、銅的含量則基本不變。綜上所述,除鈣外,所有檢測的礦物質元素在輻照前后的含量差異均不顯著。

2.2.4 對氨基酸含量的影響 表5 顯示,輻照后,在檢測的17 種氨基酸中有13 種氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、組氨酸、賴氨酸、精氨酸) 的含量都略低于對照樣品中的含量;蘇氨酸、絲氨酸在輻照前后含量變化不明顯;而苯丙氨酸、脯氨酸在輻照后的含量略高于對照樣品中的含量。但差異顯著性分析顯示,所有氨基酸的含量在輻照前后的差異性均不顯著。說明輻照對寵物食品中氨基酸的含量雖然會產生一定程度的影響,但影響不顯著,在本研究所采用的劑量范圍內不影響其品質,這與我們對輻照螺旋藻粉中氨基酸含量變化研究結果相似[4 ] 。王四旺等曾采用γ射線輻照動物飼料進行營養成分影響的研究,也得到相似的結果[5 ] 。

2.2.5 對灰分含量的影響 灰分是試驗樣品高溫灼燒后的殘渣。由表6 可以看出,經不同劑量的γ射線輻照后,綠爽潔牙骨中的灰分含量有一定的變化,在4kGy 達到最大值,然后隨劑量的增加逐漸降低,但差異顯著性分析,其輻照前后灰分含量的差異不顯著;雞肉排骨中的灰分含量在輻照前后雖然有統計顯著差異,但最大值(6kGy) 與最小值(CK) 之間的差異僅為1.9 % ,存在統計顯著差異可能是輻照導致了雞肉排骨中其他營養成分的變化,如氨基酸等的含量變化所致。雞胸肉的灰分含量在輻照前后則沒有明顯的變化。

2.3 輻照對寵物食品感官品質的影響

不破壞寵物食品的感官品質(色、香、味等) 是輻照質量的重要要求之一。評定輻照寵物食品感官品質主要從色澤、風味與滋味以及可接受性3 個方面進行。不同劑量輻照后感官結果(圖1) 顯示,輻照后第1 天,未輻照皮卷呈乳白色或微黃色,未輻照雞胸肉呈肉紅色。經4-10kGy 劑量輻照處理后,皮卷的色澤、風味與滋味沒有受到明顯影響,可接受性程度好;4-6kGy劑量輻照處理對雞胸肉的色澤、風味與滋味沒有明顯影響,可接受性程度好,當劑量達到8kGy 以上時雞胸肉顏色輕微變淺,呈淡肉紅色,但不影響品質,風味與滋味沒有明顯變化,可接受性程度良好。輻照后第30天,未輻照皮卷和雞胸肉顏色發暗,出現輕微腐敗味,可接受性相應變差;輻照組色澤、風味與滋味則無明顯

改變。因此,采用10kGy 以下的劑量輻照,對寵物食品感官品質無不良影響。

3 小結與討論

寵物食品在其生產和流通過程中避免不了受到微生物污染,這樣會使感官品質和其他方面發生變化,影響其貯藏保鮮;有些微生物甚至能產生有害毒素并感染動物。本研究采用4-10kGy 輻照了4 種寵物食品,結果表明輻照處理能顯著滅活寵物食品中的微生物。在輻照前后所用的4 種供試樣品中均未檢出沙門氏菌。

水分是寵物食品中必要成分之一,水經過輻照后,易發生電離,生成過氧化氫、水合負離子、羥基自由基、氫自由基等產物,從而使食品水分含量相應降低。這些產物又具有很強的氧化還原性,可以通過氧化、還原、加成、解離等多種機制與食品中蛋白質、脂肪、糖類、維生素發生反應,從而破壞這些營養物質的結構,降低其生理價值。特別是富含羧酸、醛、酮、氨、不飽和鍵、硫等基團或元素,易發生化學反應[6 ] 。本試驗所用樣品自由水分含量為11 %-20 % ,含量相對較低,因此不會顯著產生這種“間接”的生物學效應,故水分含量變化不明顯。

蛋白質作為寵物食品的主要營養成分之一,其含量變化的大小直接關系到輻照加工技術的可行與否。輻照對蛋白質的影響主要是通過射線的直接作用和水所產生自由基的間接作用表現的。輻照后食品中蛋白質的結構和功能有可能發生變化,從而降低食品原有的營養價值。本試驗所采用的輻照劑量范圍內,蛋白質含量在輻照前后無顯著變化,這是由于此劑量輻照不足以使蛋白質顯著變性。有試驗也表明,在商業允許的劑量下輻照食品,其蛋白質無明顯變化,如經過7kGy 劑量輻照的臘牛肉,其蛋白質的損失僅為0.2 % ,影響很小[7 ] 。

脂肪分子經輻照后發生氧化、脫氫等作用,產生典型的氧化產物、過氧化物和還原產物,這取決于脂肪的類型、不飽和程度、照射劑量、氧的存在與否等。飽和脂肪一般是穩定的,不飽和脂肪氧化程度則與輻照劑量成正比。有研究表明,植物油和魚油經過高劑量(100kGy) 輻照,脂肪含量才發生顯著變化;臘牛肉經過商業輻照劑量處理,脂肪僅損失014 % ,變化很小[7 ] 。

Olson 等也曾報道,經過輻照處理的脂肪其營養價值和含量并未發生改變[8 ,9 ] 。本研究劑量范圍內,輻照對寵

物食品中脂肪的含量沒有顯著影響,與上述研究結果相似。

在已開展的大量研究中,都證明氨基酸對輻照處理較為敏感,輻照可導致食品中氨基酸的損失。本研究共檢測了17 種氨基酸含量在輻照前后的變化,其中有13 種氨基酸的含量經輻照后要略低于對照樣品中的含量,但差異沒有達到顯著水平,也進一步說明本研究采用的劑量輻照不會嚴重影響寵物食品的營養品質。

寵物食品中其他的一些營養成分對輻照也表現得比較穩定。碳水化合物、纖維素及一些礦質元素(除鈣) 在輻照前后變化都不顯著。張衛東等曾報道輻照對殼聚糖中鈣等微量元素含量的影響均不明顯[10 ] ,本研究中輻照后寵物食品中鈣含量顯著降低,可能是由于試驗過程中的系統誤差所致。

灰分是寵物食品在高溫灼燒后的殘留物,其含量的穩定性在一定程度上能夠說明其他成分含量在輻照前后的穩定性。本研究中,輻照前后,綠爽潔牙骨與雞肉排骨中的灰分含量有一定的差異,尤其是雞肉排骨

中的差異達到了顯著水平,但最大值與最小值在數量上的差異僅為1.9 % ,可能是輻照導致了雞肉排骨中其他營養成分的變化所致。結果能說明試驗樣品中的灰分含量相對穩定,這與輻照前后寵物食品的其他營養成分含量變化基本不顯著的結果是一致的。此外,感官品質的檢驗也證明了4-10kGy 的劑量輻照不會破壞寵物食品的感官品質。

綜上所述,采用輻照技術對寵物食品進行殺菌的方法是可行的,可以確定其適宜的輻照工藝劑量范圍為4-10kGy。