Определение микробиологических и химических показателей мясной продукции после обработки электронным излучением

При проведении радиационной обработки продуктов питания для увеличения срока их хранения возможно протекание химических превращений, инициированных свободными радикалами, в частности, в результате окисления липидов образуются летучие соединения (спирты, альдегиды, кетоны и др.), ухудшающие органолептические свойства продукции. Метод газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией (ГХ-МС) позволяет установить сам факт обработки продуктов питания путем идентификации летучих соединений-маркеров: в случае мясной продукции существующий стандарт регламентирует обнаружение 2-алкилциклобутанонов, однако для продуктов с пониженным содержанием жира (индейка, курица) необходим альтернативный маркер. Представлены результаты исследования зависимости микробиологических показателей и содержания различных летучих органических веществ в охлажденном мясе индейки от дозы электронного излучения с использованием метода ГХ-МС. Определены зависимости содержания спиртов, кетонов и альдегидов (11 соединений) от дозы облучения: их общее содержание экспоненциально уменьшается с ростом поглощенной дозы. Установлено, что с увеличением дозы облучения возрастает содержание карбонильных соединений (альдегидов и ацетона), что приводит к специфическому вкусу и запаху облученной продукции. При этом концентрация ацетона линейно увеличивается с ростом поглощенной дозы, что позволяет использовать ацетон в качестве потенциального маркера степени облучения маложирной мясной продукции. На основании проведенных исследований выделен «рабочий» диапазон доз облучения (0,5 – 1 кГр) для значительного угнетения патогенной микрофлоры при сохранении органолептических показателей продукта.

1. Кодекс Алиментариус. Облученные продукты питания. Совместная программа ФАО/ВОЗ по стандартам на пищевые продукты. — М.: Весь Мир, 2007. — 21 с.

2. Алимов А. С. Практическое применение электронных ускорителей / Препринт НИИЯФ МГУ № 2011-13/877.

3. Statement Summarizing the Conclusions and Recommendations from the Opinions on the Safety of Irradiation of Food adopted by the BIOHAZ and CEF Panels / EFSA J. 2011. Vol. 9. N 4. 2107. DOI: 10.2903/j.efsa.2011.2107

4. CAC, 2003. CODEX STAN 106–1983, Rev. 1-2003. Codex Alimentarius Commission. General Standard for Irradiated Foods. Codex Alimentarius, FAO/WHO, Rome.

5. Черняев А. П., Варзарь С. М., Белоусов А. В. и др. Перспективы развития радиационных технологий в России / Ядерная физика. 2019. Т. 82. ¹ 5. С. 425 – 439. DOI: 10.1134/S004400271904007X

6. Chmielewski A. G., Migdał W. Radiation decontamination of herbs and spices / Nukleonika. 2005. Vol. 50. N 4. P. 179 – 184.

7. Sadecka J. Irradiation of Spices — a Review / Czech J. Food Sci. 2018. Vol. 25. N 5. P. 231 – 242. DOI: 10.17221/684-CJFS

8. Черняев А. П., Авдюхина В. М., Близнюк У. А. и др. Исследование эффективности радиационной обработки форели электронным и рентгеновским излучениями / Известия РАН. Серия физическая. 2020. Т. 84. ¹ 4. С. 501 – 507. DOI: 10.31857/S0367676520040055

9. Badr H. M. Use of irradiation to control food-borne pathogens and extend the refrigerated market life of rabbit meat / Meat Sci. 2004. Vol. 67. N 4. P. 541 – 548. DOI: 10.1016/j.meatsci.2003.11.018

10. Jayathilakan K., Sultana K., Pandey M. C. Radiation Processing: An Emerging Preservation Technique for Meat and Meat Products / Defence Life Sci. J. 2017. Vol. 2. N 2. P. 133 – 141. DOI: 10.14429/dlsj.2.11368

11. Горбунова Н. А. Перспективы применения технологии ионизирующего облучения мяса и мясных продуктов / Мясная индустрия. 2016. ¹ 9. С. 21 – 23.

12. Aleksieva K., Yordanov N. D. Various approaches in EPR identification of gamma-irradiated plant foodstuffs: A review / Food Res. Int. 2018. Vol. 105. P. 1019 – 1028. DOI: 10.1016/j.foodres.2017.11.072

13. Тимакова Р. Т., Тихонов С. Л., Тарарков А. Н., Вахнин Д. О. ЭПР-спектроскопия пряностей / Вест. ВГУИТ. 2016. ¹ 4. С. 187 – 193. DOI: 10.20914/2310-1202-2016-4-187-193

14. Kameya H., Todoriki S., Ukai M., et al. Relaxation behaviors of free radicals from y-irradiated black pepper using pulsed EPR spectroscopy / Appl. Magn. Reson. 2012. Vol. 42. N 2. P. 153 – 159. DOI: 10.1007/s00723-011-0305-6

15. Polovka M., Brezová V., Šimko P. EPR spectroscopy: A tool to characterize gamma-irradiated foods / J. Food Nutr. Res. (Bratislava, Slovakia). 2007. Vol. 46. N 2. P. 75 – 83.

16. Drouza C., Spanou S., Keramidas A. D. EPR Methods Applied on Food Analysis / Topics From EPR Research. 2018. DOI: 10.5772/intechopen.79844

17. Chauhan S. K., Kumar R., Nadanasabapathy S., Bawa A. S. Detection Methods for Irradiated Foods / Compr. Rev. Food Sci. Food Saf. 2009. Vol. 8. P. 4 – 16. DOI: 10.1111/j.1541-4337.2008.00063.x

18. Подкопаев Д. О. Метод ЭПР-спектрометрии для исследования биологических объектов и продуктов питания / Пищевая промышленность. 2010. ¹ 7. С. 33 – 34.

19. Sudheesh C., Sunooj K., George J., et al. Impact of γ-irradiation on the physico-chemical, rheological properties and in vitro digestibility of kithul (Caryota urens) starch; a new source of nonconventional stem starch / Radiat. Phys. Chem. 2019. Vol. 162. P. 54 – 65. DOI: 10.1016/j.radphyschem.2019.04.031

20. Kavitake D., Techi M., Abid U. K., et al. Effect of y-irradiation on physico-chemical and antioxidant properties of galactan exopolysaccharide from Weissella confusa KR780676 / J. Food Sci. Technol. 2019. Vol. 56. N 4. P. 1766 – 1774. DOI: 10.1007/s13197-019-03608-w

21. Nisar M. F., Arshad M. S., Yasin M., et al. Influence of irradiation and moringa leaf powder on the amino acid and fatty acid profiles of chicken meat stored under various packaging materials / J. Food Process. Preserv. 2019. Vol. 43. N 1. P. e14166. DOI: 10.1111/jfpp.14166

22. Bhoir S., Jhaveri M., Chawla S. P. Evaluation and predictive modeling of the effect of chitosan and gamma irradiation on quality of stored chilled chicken meat / J. Food Process Eng. 2019. Vol. 42. N 6. P. e13254. DOI: 10.1111/jfpe.13254

23. Arshad M. S., Amjad Z., Yasin M., et al. Quality and stability evaluation of chicken meat treated with gamma irradiation and turmeric powder / Int. J. Food Prop. 2019. Vol. 22. N 1. P. 153 – 171. DOI: 10.1080/10942912.2019.1575395

24. Nam H.-A., Ramakrishnan S. R., Kwon J.-H. Effects of electron-beam irradiation on the quality characteristics of mandarin oranges (Citrus unshiu (Swingle) Marcov) during storage / Food Chem. 2019. Vol. 286. P. 338 – 345. DOI: 10.1016/j.foodchem.2019.02.009

25. Ross C. F., Smith D. M. Use of Volatiles as Indicators of Lipid Oxidation in Muscle Foods / Comp. Rev. Food Sci. Food Saf. 2006. Vol. 5. P. 18 – 25. DOI: 10.1111/j.1541-4337.2006.tb00077.x

26. Vaghela K. D., Chaudhary B. N., Mehta B. M., et al. Comparative appraisal of Kreis methods for the assessment of incipient rancidity in ghee / Br. Food J. 2018. Vol. 120. N 1. P. 240 – 250. DOI: 10.1108/BFJ-04-2017-0235

27. Zeb A., Ullah F. A simple spectrophotometric method for the determination of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) in fried fast foods / J. Anal. Methods Chem. 2016. N 1. Article ID: 9412767. DOI: 10.1155/2016/9412767

28. Гладилович В. Д., Подольская Е. П. Возможности применения метода ГХ-МС (Обзор) / Научное приборостроение. 2010. Т. 20. ¹ 4. С. 36 – 49.

29. Gaspar E. M., Santana J. C., Santos P. M., et al. Gamma irradiation of clove: level of trapped radicals and effects on bioactive composition / J. Sci. Food Agric. 2019. Vol. 99. N 4. P. 1668 – 1674. DOI: 10.1002/jsfa.9351

30. Chiappinelli A., Mangiacotti M., Tomaiuolo M., et al. Identification of X-ray-irradiated hazelnuts by electron spin resonance (ESR) spectroscopy / Eur. Food Res. Technol. 2019. Vol. 245. P. 2323 – 2329. DOI: 10.1007/s00217-019-03349-2

31. Tomaiuolo M., Mangiacotti M., Trotta G., et al. Identification of X-ray irradiated walnuts by ESR spectroscopy / Radiat. Phys. Chem. 2018. Vol. 150. P. 35 – 39. DOI: 10.1016/j.radphyschem.2018.04.007

32. Alberti A., Chiaravalle E., Fuochi P., et al. Irradiated bivalve mollusks: Use of EPR spectroscopy for identification and dosimetry / Radiation Physics and Chemistry. 2011. Vol. 80. N 12. P. 1363 – 1370. DOI: 10.1016/j.radphyschem.2011.08.002

33. Bercu V., Negut C. D., Duliu O. G. Irradiation free radicals in freshwater crayfish Astacus leptodactylus Esch investigated by EPR spectroscopy / Radiat. Phys. Chem. 2017. Vol. 133. P. 45 – 51. DOI: 10.1016/j.radphyschem.2016.12.008

34. Song B.-S., Kim B.-K., Yoon Y.-M., et al. Identification of red pepper powder irradiated with different types of radiation using luminescence methods: A comparative study / Food Chem. 2016. Vol. 200. P. 293 – 300. DOI: 10.1016/j.foodchem.2016.01.050

35. Черняев А. П., Близнюк У. А., Борщеговская П. Ю. и др. Обработка электронами с энергией 1 МэВ охлажденной форели для контроля ее микробиологических показателей / Ядерная физика и инжиниринг. 2018. Т. 9. № 1. С. 89 – 93. DOI: 10.1134/S2079562917060069

36. Черняев А. П., Авдюхина В. М., Близнюк У. А. и др. Применение низкоэнергетического электронного излучения для обработки охлажденного мяса индейки. Оптимизация параметров воздействия / Наукоемкие технологии. 2020. Т. 21. № 1. С. 40 – 49. DOI: 10.18127/j19998465-202001-07