不同规格虾夷扇贝捕后耐干露特性比较

2019-07-23李亚烜闫丽新田元勇刘俊荣

水产科学 2019年4期

李亚烜，闫丽新，于笛，田元勇，刘俊荣

( 1.大连海洋大学食品科学与工程学院，辽宁大连 116023；2.辽宁省海洋水产科学研究院，辽宁大连 116023 )

贝类是海洋生物中一个庞大的经济资源类群，贝类养殖是我国海水养殖第一大产业。北方地区主要养殖品种有虾夷扇贝(Patinopectenyessoensis)、海湾扇贝(Argopectenirradians)和栉孔扇贝(Chlamysfarreri)。大部分扇贝加工品以干品和冻品为主，市场价格最高的往往是活品，因此活品保藏极具研究意义。活品虾夷扇贝作为一种高端海产品，采捕及捕后因各种胁迫因素导致其代谢紊乱从而影响活品品质。近年来，国内有关活品虾夷扇贝捕后品质的研究陆续有所报道，最初研究从海水养殖虾夷扇贝供应链可追溯管理体系的探讨展开[1]；随后，有关活品虾夷扇贝的感官品质及其评价方法、活品流通过程中的风味品质变化规律等陆续见报道[2-3]；此外，对虾夷扇贝横纹肌和平滑肌的蛋白分布及理化性质和从肠道菌群角度针对活品供应链各环节安全性的研究也有报道[4-5]。

活品扇贝离水早期频繁暴露在空气中，环境波动使扇贝正常代谢受到干扰，捕后影响因素包括贮藏方式、蓄养温度、机械振动等[6]，因此扇贝耐干露特性对后期活品贮藏意义较大。通常，市售扇贝除了有不同品种还有不同的规格，而且规格的影响一直被忽视。笔者针对4月大连产虾夷扇贝，以规格为研究切入点，以离水早期干露为关键环节，通过跟踪pH、三磷酸腺苷及关联物、糖原、核苷酸能荷以及氨基酸等指标，对虾夷扇贝规格与早期耐干露特性的关联开展探索研究，以期为贝类活品保藏提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料、规格分级与质量组成

1.1.1 试验材料

试验用扇贝均为4月采捕于北纬39°底播的虾夷扇贝，自净化基地现场挑选健康扇贝，样品用泡沫箱密封(冰袋降温)于3 h内运回实验室。到达实验室之后立即进行分选和贮藏处理，剔除活力弱及已死亡的虾夷扇贝。

1.1.2 规格分级

分级方法包括外形尺寸测量及质量称量。用游标卡尺对壳高、壳长和壳宽进行测量[7]，用分析天平称量单贝质量，将其按壳长分成(105.8±1.5) mm、(98.4±2.3) mm及(90.5±1.7) mm 3个规格组(图1)。

图1 扇贝外形尺寸及底播虾夷扇贝商品规格分类

1.1.3 质量组成

每次取6枚活品扇贝，解剖后分别取贝壳、体腔液、闭壳肌及其他软体组织，取软体部分置于覆盖纱布的烧杯上，静置5 min收集体腔液，用分析天平分别称量体腔液、横纹肌以及软体组织的质量。

1.1.4 其他指标

肥满度/%=m2/m1×100%

存活率/%=n2/n1×100%

式中，m1为鲜贝整体质量[8]，m2为鲜贝软体质量；n1为扇贝总数，n2为各规格存活扇贝数。

采用单因素方差分析法分析数据间的差异。

1.2 干露处置及采样

将不同规格组的扇贝分别置于不同的托盘中，用湿布覆盖并在冰箱中4 ℃贮藏，于0、1、2、3 d后取样，每12 h更换湿布。每次取6枚虾夷扇贝，将壳、软体组织以及外套膜液分离；外套膜液通过双层纱布过滤收集随即置于-40 ℃保藏；全部软体组织立即液氮速冻于-40 ℃保藏。

1.3 化学分析

1.3.1 pH

各组分别取6枚扇贝，剖开后取软体部分置于覆盖纱布的烧杯上，静置5 min用精密pH计测定体腔液pH；取2.0 g扇贝横纹肌，加入20 mmol/L的碘乙酸钠10 mL，冰浴下用玻璃棒捣碎，静置25 min后，用精密pH计测定闭壳肌pH。每组3个重复。

1.3.2 核苷酸系关联物

取1.0 g扇贝横纹肌，加入10 mL 5%高氯酸溶液，冰浴条件下捣碎10 min，用2 mol/L KOH调节pH至2.0～3.5，定容至20 mL，3000 r/min离心5 min，取上清液，并用0.45 μm滤膜过滤，取4 mL滤液加入1 mL 0.1 mol/L磷酸缓冲液后待分析。采用高效液相色谱法进行分析。色谱柱：SinoChrom ODS-BP 5 μm，4.6 mm×250 mm(大连伊力特公司)；检测器：二极管阵列检测器；检测波长：254 nm；温度：35 ℃；流动相流速：0.7 mL/min；进样量：0.02 mL。流动相A：0.05 mol/L K2HPO4-KH2PO4缓冲液(pH 6.5)；流动相B：流动相A∶甲醇溶液=8∶2。

1.3.3 腺苷酸能荷

腺苷酸能荷值是用来反映动物受环境胁迫程度的指标，可用于反应扇贝的鲜活程度，按下式计算：

AEC=(2ATP+ADP)/[2(ATP+ADP+AMP)]

式中，AEC为腺苷酸能荷含量，ATP为三磷酸腺苷含量，ADP为二磷酸腺苷含量，AMP为一磷酸腺苷含量。

1.3.4 糖原含量

蒽酮比色法于620 nm测吸光度后计算葡萄糖含量。糖原含量为葡萄糖含量的1.11倍[9]。

1.3.5 氨基酸

将闭壳肌抽提物与10% TCA 1∶1混匀(10 000 r/min离心10 min)，用3% TCA稀释样品，吸取上清液通过0.45 μm的(水系)针孔过滤膜，滤液采用日立L-8900全自动氨基酸分析仪测定闭壳肌的游离氨基酸。采用酸水解法测定体腔液中氨基酸含量[10]，首先取1 g体腔液于水解管中，加入10 mL 6 mol/L HCl、2滴苯酚，-20 ℃放置5 min，取出后吹入氮气封瓶，110 ℃放置24 h，冷却后过滤，滤液定容至50 mL，蒸发除去盐酸，用0.02 mol/L HCl稀释样品，通过0.45 μm的(水系)针孔过滤膜，滤液采用日立L-8900全自动氨基酸分析仪进行氨基酸的测定。

1.4 仪器设备

PHS 3C精密pH计(上海精密科学仪器有限公司)，BS224S分析天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)，BS224S型精密电子天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)，Z326K型离心机(HERMLE Labortechnik GmbH)，BD314型冰柜(海尔集团青岛电冰柜总厂)，电磁炉(九阳股份有限公司)，SH 2型磁力搅拌器(常州国华电器有限公司)。

2 结果

2.1 春季产虾夷扇贝一般规格及肥满度

大连春季(4月)的虾夷扇贝基本可以分为大、中、小3个规格，外形尺寸(壳高×壳长×壳宽)依次为(105.3±1.4)mm×(105.8±1.5) mm×(24.2±1.2) mm、(95.7±2.1) mm×(98.4±2.3) mm×(21.7±1.6) mm和(89.8±2.2) mm×(90.5±1.7) mm×(19.6±1.3) mm(表1)。由此可见，区别不同规格的主要指标是壳高与壳长，二者均依次以10 mm左右由大到小递减；相对而言，壳宽的递减幅度仅约为2 mm。本研究以壳长指标代替各规格组。各组虾夷扇贝平均质量由大到小依次为(123.81±7.53) g、(96.68±12.60) g和(77.02±6.83) g。各组单贝平均质量相差20～30 g。

由大到小3规格组虾夷扇贝肥满度依次为35.1%、42.6%、35.2%。扇贝壳占总质量百分比最大，(105.8±1.5) mm组为56.6%，(98.4±2.3) mm组为46.9%，(90.5±1.7) mm组为56.5%；各组非可食软体部位(软体+体腔液)占总质量达26.9%～35.9%，由大到小3规格组依次为26.9%、35.9%和28.1%；闭壳肌占比小于10%，分别为7.8%、9.6%和7.02%，(98.4±2.3) mm组最高，接近10%(表2)。

表1 大连春季(4月)底播虾夷扇贝一般规格分类情况

表2 大连春季(4月)底播虾夷扇贝各规格组的质量组成及肥满度

2.2 干露期间闭壳肌的生化变化

2.2.1 闭壳肌pH

3个规格组扇贝肌肉pH变化均呈下降趋势(图2)。(105.8±1.5) mm组的肌肉初始pH与(98.4±2.3) mm组几乎相同，(90.5±1.7) mm组最高；干露3 d后，(98.4±2.3) mm组肌肉pH最低，为6.65，其次是(105.8±1.5) mm组，为6.75，(90.5±1.7) mm组最高，为6.86。干露过程中，较大规格扇贝闭壳肌pH始终低于小规格扇贝。

图2 不同规格的虾夷扇贝在捕后干露期间肌肉pH的变化不同小写字母表示同组不同时间差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示不同组相同时间差异显著(P<0.05).下同.

2.2.2 闭壳肌核苷酸代谢

2.2.2.1 三磷酸腺苷及关联物

不同规格扇贝的初始三磷酸腺苷含量有差异，(105.8±1.5) mm组为3.227 μmol/g，(98.4±2.3) mm组为3.88 μmol/g，(90.5±1.7) mm组为4.426 μmol/g(图3)；捕后贮藏期间，3种规格扇贝三磷酸腺苷含量均呈现下降趋势，干露第3 d，较大规格扇贝闭壳肌的三磷酸腺苷含量几乎耗尽，(105.8±1.5) mm组为0.222 μmol/g，(98.4±2.3) mm组为0.246 μmol/g，而小规格扇贝(90.5±1.7) mm组三磷酸腺苷含量为2.075 μmol/g，仍较高。3种规格扇贝初始二磷酸腺苷含量较低，(105.8±1.5) mm组为0.742 μmol/g，(98.4±2.3) mm组为1.247 μmol/g，(90.5±1.7) mm组为1.080 μmol/g；贮藏期间三磷酸腺苷不断降解为二磷酸腺苷，干露3 d后，(105.8±1.5) mm组、(98.4±2.3) mm组二磷酸腺苷含量分别为0.84 μmol/g和1.39 μmol/g，(90.5±1.7) mm组为2.342 μmol/g，明显高于(105.8±1.5) mm组和(98.4±2.3) mm组。3种规格扇贝一磷酸腺苷初始含量均很低，在贮藏期间大部分三磷酸腺苷和二磷酸腺苷转化为不提供能量的一磷酸腺苷，其中(105.8±1.5) mm组一磷酸腺苷含量为2.33 μmol/g，(98.4±2.3) mm组为3.23 μmol/g，(90.5±1.7) mm组为1.33 μmol/g。

图3 干露时间对不同规格虾夷扇贝闭壳肌三磷酸腺苷及关联物的影响

2.2.2.2 核苷酸能荷变化及存活率

干露3 d，3种规格扇贝核苷酸能荷均呈下降趋势，其中(105.8±1.5) mm组、(98.4±2.3) mm组下降尤其明显(图4)。由小到大3种规格组的初始核苷酸能荷分别为0.877、0.835和0.856；干露2 d，(105.8±1.5) mm组和(98.4±2.3) mm组核苷酸能荷有明显的下降，分别为0.55和0.65；干露3 d，(105.8±1.5) mm组、(98.4±2.3) mm组核苷酸能荷已经低于0.2，而此时(90.5±1.7) mm组接近0.6。

图4 干露时间对不同规格虾夷扇贝核苷酸能荷的影响

干露2 d，3种规格扇贝存活率始终保持在100%；干露3 d，(105.8±1.5) mm组和(98.4±2.3) mm组扇贝存活率低于50%，(89.8±2.2) mm组规格扇贝存活率为67%(表3)。

表3 虾夷扇贝捕后干露期间每日存活率 %

2.2.3 闭壳肌糖原含量变化

干露贮藏期间，(105.8±1.5) mm组、(98.4±2.3) mm组糖原在干露2 d呈现下降趋势，(90.5±1.7) mm组下降不明显，干露3 d时糖原含量几乎与前1 d相同；干露贮藏前2 d，3种规格扇贝差异不明显，干露3 d，(105.8±1.5) mm组、(98.4±2.3) mm组规格扇贝糖原低于(90.5±1.7) mm组(图5)。

图5 不同规格虾夷扇贝捕后干露期间糖原含量变化

2.2.4 闭壳肌游离氨基酸含量变化

大连春季(4月)的虾夷扇贝闭壳肌游离氨基酸中，甘氨酸和精氨酸含量明显高于其他氨基酸，其次是谷氨酸和丙氨酸；各组甘氨酸含量分别为：(105.8±1.5) mm组81.99 nmol/g，(98.4±2.3) mm组139.82 nmol/g，(90.5±1.7) mm组174.39 nmol/g，干露3 d后各规格组甘氨酸含量分别为：(105.8±1.5) mm组100.55 nmol/g，(98.4±2.3) mm组149.16 nmol/g，(90.5±1.7) mm组182.25 nmol/g(表4)。

表4 大连春季(4月)虾夷扇贝闭壳肌游离氨基酸分布及干露变化 nmol/g

续表4

游离氨基酸(105.8±1.5) mm(98.4±2.3) mm(90.5±1.7) mm0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3 d谷氨酸4.997.497.464.367.117.246.997.675.7910.156.399.48甘氨酸81.99128.08192.30100.55139.80159.90198.20149.16174.39173.94199.50182.25丙氨酸4.469.0811.768.386.433.9510.5019.317.7518.959.5927.77缬氨酸0.640.971.050.541.010.520.811.552.272.011.992.09甲硫氨酸0.540.710.970.490.730.110.691.652.422.221.761.92异亮氨酸0.180.440.3000.410.180.261.271.521.361.491.42亮氨酸0.330.470.410.100.420.210.311.892.272.292.092.38赖氨酸0.790.320.460.220.450.350.300.610.962.210.471.10组氨酸0.230.160.660.210.260.160.300.450.641.610.690.74精氨酸28.9927.5235.7023.5934.3638.6738.3331.2431.2136.0135.4228.85氨1.792.462.504.131.702.411.943.241.712.552.473.28

2.3 干露期间体腔液的生化变化

2.3.1 体腔液pH

3种规格扇贝在贮藏前2 d体腔液pH有下降趋势但是不明显，干露3 d，(105.8±1.5) mm组和(90.5±1.7) mm组规格扇贝的体腔液pH有所上升(图6)。

2.3.2 体腔液含氮物组成

体腔液中含氮物组成见表5，其中氨含量较高，其他氨基酸含量均较低且无明显变化。

图6 不同规格的虾夷扇贝在捕后干露期间体腔液pH的变化

表5 体腔液含氮物组成 mg/g

3 讨论

3.1 扇贝规格分级方法及其质量组成的特点

扇贝的商业规格分级有多维参数作为考量。本研究主要从外形尺寸及单贝质量两方面对规格进行常规分级。另外，贝龄也是判断商品价值的一个重要参考指标，且与规格有密切关联。贝龄的判断可通过使用双目显微镜计数在韧带上的生长区并且遵循Mason等[11]描述的程序来确定年龄。闭壳肌是扇贝品质研究的焦点，国内外对其活品品质尤为关注[12-14]，作为重要的可食部位，闭壳肌质量占比不到10%，其中(98.4±2.3) mm组扇贝闭壳肌占总质量的9.6%，(105.8±1.5) mm组和(90.5±1.7) mm组占比分别为7.8%和7.02%，由此可知，(98.4±2.3) mm组扇贝闭壳肌出成率优于其他两组。扇贝不可食部位占比较高，这些副产物的开发利用对于扇贝产业也非常重要，例如近年来虾夷扇贝壳开发利用主要集中在工艺品制造、医药卫生、轻工业等领域[15]；软体组织(扇贝内脏团、裙边以及性腺)虽食用价值不高，但扇贝性腺可制备多肽[16]，扇贝裙边营养成分丰富[16]，内脏团含有大量生物活性物质，具有重要的药用价值[17-18]。本研究中，(98.4±2.3) mm组扇贝壳占比最低为46.9%，(105.8±1.5) mm组与(90.5±1.7) mm组分别为56.6%和56.5%；(98.4±2.3) mm组扇贝其他软体部分部位占比最高为35.9%，(90.5±1.7) mm组与(105.8±1.5) mm组分别为28.1%和26.9%。(105.8±1.5) mm组和(90.5±1.7) mm组扇贝肥满度相近，分别为35.1%和35.2%；(98.4±2.3) mm组具有贝壳占比小且软体部位占比大的特点，因此大连春季虾夷扇贝(98.4±2.3) mm组规格最饱满。对占总质量比例不到8%的体腔液关注度较少，其氨基酸等营养成分值得进一步研究。

3.2 捕后初期胁迫应激下的活品虾夷扇贝生化代谢特性

3.2.1 规格大小与活品扇贝中的三磷酸腺苷及其降解

扇贝离水后初期频繁暴露在空气中，相对于捕前生长状态面临急剧的胁迫。闭壳肌是扇贝主要的可食部位，同时也是肌肉能量代谢的重要场所，肌肉中三磷酸腺苷含量能够较好地反映扇贝的生理状态[19]。三磷酸腺苷在水解酶作用下释放出其中能量，转化为二磷酸腺苷；相反二磷酸腺苷接受能量和一个磷酸基团可合成为一个三磷酸腺苷；二磷酸腺苷与一磷酸腺苷相互转化原理相同。干露初始，小规格扇贝三磷酸腺苷含量高于较大规格扇贝，闭壳肌的三磷酸腺苷含量与规格大小成反比，可能是由于采捕及运输期间面临机械碰撞及密度、湿度、温度及氧气等胁迫因子的急剧变化，较大规格扇贝面临的应激反应更加强烈所致。随着干露时间的增加，虾夷扇贝受到低温缺氧等胁迫加强，三磷酸腺苷被逐步消耗，各组中三磷酸腺苷含量均明显下降，干露3 d时，(105.8±1.5) mm组、(98.4±2.3) mm组扇贝的闭壳肌三磷酸腺苷含量几乎耗尽，而(90.5±1.7) mm组含量尚保持为2.075 μmol/g，其含量明显高于(105.8±1.5) mm组、(98.4±2.3) mm组，可见小规格扇贝比大规格扇贝具有更好的耐干露特性。随着干露时间的延长，三磷酸腺苷逐渐被消耗分解，相应地，3种规格扇贝二磷酸腺苷和一磷酸腺苷含量逐渐积累，干露3 d后，大部分三磷酸腺苷转化为二磷酸腺苷，(90.5±1.7) mm组扇贝二磷酸腺苷明显高于其他两组，进一步说明了在贮藏过程中小规格扇贝状态明显好于较大规格扇贝。随贮藏时间的延长，二磷酸腺苷与三磷酸腺苷逐渐降解为一磷酸腺苷，干露贮藏至3 d时扇贝开始出现严重缩边甚至死亡，(105.8±1.5) mm组、(98.4±2.3) mm组扇贝状态不好，而(90.5±1.7) mm组扇贝在贮藏3 d时状态仍然较好，其肌肉中一磷酸腺苷含量低于其他两组，由此也可看出，小规格扇贝比大规格扇贝具有更强的耐干露特性。

核苷酸能荷这一指标被广泛应用于评价贝类的生理状态，能够灵敏地反映贝类所受到的胁迫[20]。核苷酸能荷值分析显示，干露初始时，3组扇贝状态良好均可繁殖；干露3 d后，(105.8±1.5) mm组、(98.4±2.3) mm组扇贝已处于无法繁殖的不可逆状态，(90.5±1.7) mm组扇贝处于缓慢生长但可恢复繁殖的状态。相同规格不同干露时间之间比较，干露2 d和3 d时核苷酸能荷与之前均呈现显著差异；相同甘露时间不同规格比较，干露2 d时，(90.5±1.7) mm组扇贝核苷酸能荷略高于其他两组，干露3 d时，(90.5±1.7) mm组扇贝核苷酸能荷显著高于其他两组。干露期间每日存活率可体现出不同规格扇贝的耐干露特性，根据所得数据可看出，在贮藏过程中，(90.5±1.7) mm组耐干露特性优于其他两组。

3.2.2 规格大小与活品扇贝中的糖原及其降解

贝类肌肉中，糖原直接氧化分解产生能量供给肌肉收缩，因此，糖原的变化情况是反映贝类生理状态的重要指标，其储备情况对扇贝捕后的品质很重要[21]。在干露贮藏期间，较大规格扇贝糖原含量有下降趋势，小规格扇贝下降不明显。干露3 d时，(105.8±1.5) mm组、(98.4±2.3) mm组扇贝糖原含量低于(90.5±1.7) mm组，可能因为(105.8±1.5) mm组和(98.4±2.3) mm组扇贝耐干露特性不如(90.5±1.7) mm组，贮藏期间前两组的三磷酸腺苷降解为不提供能量的一磷酸腺苷，而糖原则成为供能物质，消耗较多所致。通常情况下，糖酵解会导致酸性代谢产物积累，肌肉组织pH略有下降[22]。在本研究中，干露期间低环境供氧下，扇贝肌肉进行无氧呼吸，随着章鱼碱等酸性糖酵解产物积累，导致扇贝的肌肉pH降低。试验结果也显示，干露3 d，各规格组扇贝肌肉pH均呈现降低趋势；不同规格之间，初始时3种规格扇贝pH差异不显著，其他时间，(90.5±1.7) mm组均与其他两组存在显著差异。

3.2.3 规格与其他干露贮藏变化

贝类肌肉中的游离氨基酸与核苷酸关联物均为含氮呈味物质，这些呈味物质的组成和含量的不同，会使原料呈现出各具特色的特征滋味，其中谷氨酸是海产贝类中共有的鲜味贡献者，甘氨酸是贝类中共有的甜味贡献者[23]。含量最高的甘氨酸在干露2 d时含量呈现上升趋势，干露3 d时含量下降；其余氨基酸含量变化趋势不明显。不同规格之间比较，小规格扇贝甘氨酸初始含量优于较大规格扇贝；干露3 d后，小规格扇贝甘氨酸含量仍然优于较大规格扇贝。

贝类是开放性系统，不存在特异性体液免疫，体腔液构成贝类以血细胞为基础的细胞和体液系统，在贝类免疫学领域具有重要研究价值[24]。本研究对干露处理下的厌氧代谢所引起的体腔液pH变化也做了初步分析，整体来看，3 d干露期间，体腔液pH无明显变化，(105.8±1.5) mm组pH在干露3 d的上升，可以解释为氨氮积累所致，与干露3 d出现的死亡现象相对应。

贝类体腔液在蒸煮加工过程中，通常作为副产物被排放[25-26]。其中不乏兼具营养美味的含氮物，基于这个考虑，重点对体腔液的含氮物进行了分析。分析结果显示，体腔液中氨含量较高，可能由于贝类处在干露条件下，代谢产生的氨氮积累无法消除所致。其他处置条件下体腔液的含氮物分布及变化，及有机物和矿物质分布情况有待进一步研究。