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无水运输—湿藏销售中虾夷扇贝活力和呈味特性变化

2022-01-26闫丽新田元勇姜明慧刘俊荣徐昙烨

水产科学 2022年1期
关键词:腺苷核苷酸扇贝

闫丽新,田元勇,姜明慧,刘俊荣,徐昙烨

( 大连海洋大学 食品科学与工程学院,辽宁 大连 116023 )

虾夷扇贝(Patinopectenyessoensis)是大型低温海产双壳贝类,因其个体较大、营养丰富、有较高的市场价值,现已成为我国北方最重要的海水养殖贝类之一[1]。目前,虾夷扇贝运输主要有带水运输和无水运输两种方式,带水运输需要较高的成本,且运输过程中产生的氨氮等物质会影响扇贝的存活率和风味品质。目前,虾夷扇贝在产地有小部分通过无水运输方式进行销售,但是运往深圳等南方城市主要通过冷藏车进行带水运输。在运输过程中需要液态氧进行增氧和全程降温,全程运输需要50~60 h,运输成本较高,且在运输过程中会出现扇贝大量死亡和鲜味下降明显等问题。因此,在扇贝干露耐受时间内通过飞机等方式进行无水运输,到达销售地后再通过人工海水进行复水贮藏,可大大提高运输效率,减少运输成本。

扇贝无水运输中干露、温度波动[2]等因素会影响其生理状态和风味品质,长期干露对欧洲大扇贝(Pectenmaximus)是致命的,糖原及核苷酸能荷(AEC)随着运输时间的延长而降低,当核苷酸能荷<50%时,扇贝会死亡[3]。Chen等[4]研究表明,栉孔扇贝(Chlamysfarreri)短时间(<6 h)干露后再复水,其品质可恢复。欧洲大扇贝运输温度低于10 ℃时,推荐最大运输时间为9 h,复水后存活率可达100%,低温条件下,运输12~24 h是可行的[5]。虾夷扇贝在低温[(1±0.5) ℃]短期(24 h)干露后复水,核苷酸能荷迅速升至90%以上,并在7 d湿藏内保持稳定,扇贝状态较好[6]。在模拟虾夷扇贝运输时发现,干露24 h后存活率为100%,复水12 h内,体质量和糖原显著恢复,同时超氧化物歧化酶活性显著下降,应激状态明显缓解[7]。

此外,无水运输过程中风味品质变化不可忽视。影响扇贝鲜味的物质包括氨基酸、有机酸、核苷酸和碱类,以及一些小分子肽[8]。呈鲜味的氨基酸主要以谷氨酸和天冬氨酸为主,在贝类中以游离态和结合态两种形式存在。呈鲜味的核苷酸主要为5′-鸟苷酸(5′-GMP)、5′-肌苷酸(5′-IMP)和5′-腺苷一磷酸(5′-AMP),在扇贝中主要是腺苷一磷酸和肌苷酸[9]。贝类特征滋味形成的主要物质还有琥珀酸及其钠盐,是呈鲜味主要的有机酸[10]。

笔者模拟活品虾夷扇贝流通模式,将底播的虾夷扇贝人工采捕后,立即装在泡沫箱内并用冰袋冷却运输24 h,然后再用人工海水进行复水湿藏。通过腺苷三磷酸(ATP)等能量物质含量分析模拟流通过程中扇贝活力变化,通过味觉活性化合物(肌苷酸和游离氨基酸)的含量分析流通过程中的品质变化,以寻找虾夷扇贝的最佳运输模式。

1 材料与方法

1.1 原料及预处理

虾夷扇贝体质量(129.24±12.10) g,于2019年11月9日人工潜水采捕于大连獐子岛海域,模拟运输过程立即装入泡沫箱里加冰袋降温并快速运至实验室(约7 h),到达实验室后继续在泡沫箱里干露放置,至24 h(E-24)。然后模拟销售市场用盐度33的人工海水进行复水处置(溶解氧质量浓度7.3 mg/L,温度11.6 ℃),分别在复水的6 h(R-6)、12 h(R-12)、24 h(R-24)、48 h(R-48)取样进行感官评价和理化分析。另外,作为对照组,在运抵实验室后立即选取12个状态良好的扇贝放到天然循环海水养殖槽(溶解氧质量浓度6.3 mg/L,温度9.6 ℃)内缓冲12 h,以消除运输过程的胁迫,记作E-0。

1.2 方法

1.2.1 理化分析

闭壳肌中糖原含量的测定:取2.0 g闭壳肌,加入4 mL 30% KOH溶液后沸水浴消化20 min。冷却至室温后加入无水乙醇20 mL,5650 r/min(离心半径8.5 cm,下同)离心15 min后取沉淀。沉淀用10 mL、15 mL无水乙醇和1滴饱和氯化钾溶解后,5650 r/min离心15 min后取沉淀,采用蒽酮比色法测定其含量[11]。

闭壳肌中腺苷三磷酸及其关联化合物的提取及测定:分别称取1.0 g闭壳肌,加入5% PCA溶液10 mL,冰浴条件下捣碎10 min后用2 mol/L KOH调节pH为2.0~3.5,然后将其定容至20 mL,7300 r/min条件下离心5 min,将上清液用0.45 μm滤膜过滤,取4.0 mL加入1 mL 0.1 mol/L磷酸缓冲液后等待分析。用高效液相色谱法进行分析,选取日本岛津公司(shim-pack CLC-ODS,6.0 mm×150 mm,5 μm)的色谱柱,在检测波长254 nm、柱温35 ℃以及流速1.5 mL/min条件下进行检测;流动相为乙腈和三乙胺[V(乙腈)∶V(三乙胺)=9.0∶4.2];用磷酸调pH至5.5[12]。

核苷酸能荷(AEC)计算公式:

式中,wATP为腺苷三磷酸含量,wADP为腺苷二磷酸含量,wAMP为腺苷一磷酸含量[13]。

闭壳肌中磷酸精氨酸含量的测定:磷酸精氨酸和腺苷三磷酸及相关化合物的提取方法相同。参考文献[14]的检测方法,用高效液相色谱法进行检测。选取日本岛津公司(Shim-pack CLC-NH 26.0 mm×150 mm Shimadzu)的色谱柱,在柱温40 ℃、波长205 nm的条件下进行检测,其中流动相为10 mmol/L的磷酸缓冲液(pH 3.4)和乙腈[V(磷酸缓冲液)∶V(乙腈)=8∶2],流速为1.0 mL/min。

闭壳肌中游离氨基酸含量的测定:取横纹肌0.2 g,加入0.02 mol/L HCl 10 mL。10 000 r/min均质30 s,定容至50 mL。10 320 r/min离心10 min,用0.45 μm滤膜将上清液过滤,选用日立L-8900全自动氨基酸分析仪测定。最后折合成每毫升提取液中的游离氨基酸的含量,分别和各种氨基酸的阈值进行比较,计算味觉活度值(TAV)对各种呈味物质的影响进行评价。

味觉活度值的计算:虾夷扇贝闭壳肌呈味化合物含量与其通常在水中或简单基质中测定的阈值之间的比值[15]。

1.2.2 感官分析

将扇贝清洗沥干后放入瓷碟中,然后放在蒸锅中常压蒸制3 min,室温冷却1 min后,感官评价员根据感官评价表对样品进行打分。感官品评室安静舒适、没有异味、通风较好、光线充足。样品评价顺序:先进行外观评分,然后进行气味评分,进行评分之前,感官评价员用无味湿巾擦拭手部,避免异味的干扰;最后,将样品分两次入口依次对其滋味、质地及后味3个方面进行评分。参考文献[16-17]的方法,通过建立感官评价小组(男3人,女6人)、确定感官描述词、评估评价小组能力确定虾夷扇贝的感官评价体系(表1)。

表1 活品虾夷扇贝感官描述词Tab.1 Sensory descriptors for live Yesso scallop P. yessoensis

1.3 统计分析

试验数据以平均值±标准差表示,用SPSS 17.0软件进行方差统计分析,用独立样本t检验对两组间显著性进行检验,显著性水平设为0.05。使用Panel Check 1.4.2软件对感官数据进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 活力变化

虾夷扇贝无水运输24 h后存活率为100%,并在后期复水过程中未出现死亡。

虾夷扇贝模拟流通过程中糖原含量的变化见图1。虾夷扇贝初始糖原含量为49.86 mg/g,无水运输24 h后,糖原作为虾夷扇贝的储能物质被消耗,含量降至37.68 mg/g。将虾夷扇贝放入人工海水后,由于缺氧胁迫的解除,闭壳肌中糖原呈现恢复趋势,在复水24 h后糖原含量恢复至54.22 mg/g。但在继续湿藏到48 h,糖原含量又降至46.32 mg/g。

图1 模拟流通过程中糖原含量的变化Fig.1 Changes in glycogen content in simulated supply chainE-0.干露0 h; E-24.干露24 h; R-6.复水6 h; R-12.复水12 h; R-24.复水24 h; R-48.复水48 h;同组内标有不同的字母表示有显著性差异(P<0.05),标有相同字母表示差异不显著(P>0.05),下同.E-0.exposure for 0 hour; E-24.exposure for 24 hours; R-6.rehydration for 6 hours; R-12.rehydration for 12 hours; R-24.rehydration for 24 hours; R-48.rehydration for 48 hours; those marked with different letters in the group showed significant differences (P<0.05), and those marked with the same letters showed no significant differences (P>0.05); et sequentia.

模拟流通过程中磷酸精氨酸含量的变化见图2。扇贝初始磷酸精氨酸质量摩尔浓度为8.65 μmol/g,无水运输24 h后,磷酸精氨酸质量摩尔浓度显著降至6.26 μmol/g(P<0.05)。将虾夷扇贝放入人工海水后,氧气的参与使磷酸精氨酸含量在6 h恢复至初始质量摩尔浓度8.88 μmol/g,并在后期复水过程中一直维持较高质量摩尔浓度,最高达9.89 μmol/g。

图2 模拟流通过程中磷酸精氨酸质量摩尔浓度的变化Fig.2 Changes in phosphate arginine molality in simulated supply chain

模拟流通过程中腺苷三磷酸质量摩尔浓度的变化见图3。虾夷扇贝初始腺苷三磷酸质量摩尔浓度为5.28 μmol/g,无水运输24 h后,磷酸精氨酸在磷酸精氨酸激酶的作用下将腺苷二磷酸转化成腺苷三磷酸,腺苷三磷酸质量摩尔浓度无显著变化。将虾夷扇贝放入人工海水后,腺苷三磷酸恢复速率和磷酸精氨酸恢复速率一致,均在6 h显著恢复至较高水平(P<0.05),腺苷三磷酸含量在复水前24 h均高于初始水平,最大质量摩尔浓度为6.29 μmol/g,48 h降至初始5.34 μmol/g。

图3 模拟流通过程中腺苷三磷酸质量摩尔浓度的变化Fig.3 Changes in ATP molality in simulated supply chain

模拟流通过程中核苷酸能荷的变化见图4。虾夷扇贝初始核苷酸能荷为90.67%,无水运输24 h后,核苷酸能荷显著降低为89.28%(P<0.05)。将虾夷扇贝放入人工海水后,核苷酸能荷在6 h恢复至初始值,并维持至24 h,48 h显著降低为89.37%(P<0.05)。虾夷扇贝流通过程中核苷酸能荷均高于75%,说明扇贝状态均较好。

图4 模拟流通过程中核苷酸能荷的变化Fig.4 Changes in AEC value content in simulated supply chain

2.2 呈味化合物含量变化

模拟流通过程中呈味化合物含量及味觉活度值见表2、表3,呈味核苷酸主要有腺苷一磷酸和肌苷酸两种,虾夷扇贝初始腺苷一磷酸和肌苷酸含量分别为0.25、0.03 mg/g,无水运输24 h后,腺苷一磷酸含量显著降至0.16 mg/g(P<0.05),而肌苷酸含量无明显变化,人工海水恢复过程中,腺苷一磷酸和肌苷酸含量一直维持较低含量,在较低水平下波动,这与腺苷三磷酸含量较高有关。

表2 模拟流通过程中呈味化合物含量的变化 mg/mLTab.2 Changes in taste property compound content in simulated supply chain

扇贝闭壳肌甘氨酸、精氨酸和牛磺酸是含量较高的3种游离氨基酸,在总游离氨基酸含量中约占93%,与杨婷婷等[16]的研究结果一致。其中,只有甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸和精氨酸味觉活度值>1,说明这4种氨基酸对呈味影响明显。扇贝初始甘氨酸、丙氨酸、精氨酸和谷氨酸含量分别为12.83、0.64、6.13 mg/g和1.00 mg/g,无水运输24 h后,甘氨酸、丙氨酸和精氨酸显著升至13.47、0.94 mg/g和7.31 mg/g(P<0.05),人工海水复水过程中,甘氨酸、丙氨酸、精氨酸和谷氨酸含量在湿藏过程中出现不同程度的波动。

2.3 感官评价

虾夷扇贝模拟流通过程中感官结果雷达图见图5。感官评价是评价水产品品质最重要的方法之一,可以直接、科学地反映水产品风味品质。为更加直观地反映20个感官描述词的评分结果,将感官评定结果进行主成分分析得到雷达图。

由图5可见,颜色(Col)、光泽(Glo)、气味中的鲜味(O-UM)和甜味(O-ST)评分有明显的差异。其中,模拟流通过程中颜色和光泽感官评分的变化可能主要源于个体差异的影响。气味的影响因素较多,比如虾夷扇贝壳上的附着物会对扇贝的气味产生较大影响,鲜味和甜味在模拟流通过程中评分逐渐降低,可能是将虾夷扇贝放入人工海水恢复过程中,虾夷扇贝的附着物逐渐减少,虾夷扇贝的气味减弱。滋味特性是影响虾夷扇贝活品品质的重要指标,在模拟流通过程中虾夷扇贝滋味中的5个描述词评分无明显差异(P>0.05)。

3 讨 论

3.1 活力变化

糖原是贝类主要的储能物质,不同的采捕方式对扇贝糖原影响不同,李亚烜等[19]的研究中,拖网捕捞的虾夷扇贝糖原在拖网捕捞过程中被大量消耗,明显低于本研究中人工潜水采捕的虾夷扇贝。无水运输过程中,虾夷扇贝进行无氧呼吸,也会消耗体内的糖原来维持自身的生理代谢,所以无水运输24 h后糖原含量呈现降低趋势。腺苷三磷酸是一种高能磷酸化合物,可以为细胞各项生命活动提供能量,核苷酸能荷被认为是描述肌细胞能量状态的重要指标。氧气的缺乏使腺苷三磷酸不能通过三羧酸循环产生,为了维持机体正常的生理代谢,磷酸精氨酸在磷酸精氨酸激酶的作用下将腺苷二磷酸转化成腺苷三磷酸,保证能量供应处于平衡状态[20-21]。所以无水运输24 h后磷酸精氨酸含量显著下降,维持了腺苷三磷酸含量的稳定。但是由于腺苷二磷酸的消耗,核苷酸能荷却出现明显降低。此时的核苷酸能荷仍高于75%,说明扇贝处于可恢复状态[22]。人工海水恢复过程中,由于缺氧胁迫解除,糖原含量在湿藏12 h呈现恢复,腺苷一磷酸向腺苷二磷酸和腺苷三磷酸转化,腺苷三磷酸含量在6 h时高于初始状态。同时,磷酸精氨酸含量和核苷酸能荷也明显上升至初始水平,而糖原含量则在12 h恢复至初始水平。有研究表明,核苷酸和磷酸精氨酸的恢复速度比无氧糖酵解产物恢复速度更快,腺苷三磷酸、磷酸精氨酸浓度和核苷酸能荷可以更早、更准确地反应动物的恢复状态,并提供更准确的信息[23]。

3.2 呈味化合物含量的变化

呈味核苷酸主要包括腺苷一磷酸和肌苷酸,其中,肌苷酸是鲜味的增强剂,比味精强得多,和天冬氨酸、谷氨酸之间存在协同效应,可以增加鲜味,腺苷一磷酸和肌苷酸在诱导鲜味方面存在协同作用[24],当存在较低含量的肌苷酸时,会产生鲜美的味道,并能增加甜味[25]。有研究表明,腺苷一磷酸的积累和肌苷酸的产生只有在极疲劳的情况下才会产生[26]。为了评价呈味化合物对风味的影响,味觉活度值是一个非常有用的指标[15]。本试验中,腺苷一磷酸和肌苷酸的含量较低,味觉活度值均<1,对虾夷扇贝风味的影响不显著。本试验中,腺苷一磷酸和肌苷酸含量较低,并在模拟流通过程中变化不明显,这与腺苷三磷酸含量较高有关。

游离氨基酸中只有甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸和精氨酸味觉活度值>1,是影响扇贝风味的重要物质。这4种游离氨基酸的呈味特征均是令人愉悦的,其中,精氨酸、丙氨酸和甘氨酸含量在模拟流通过程中与初始值无明显差异。甘氨酸具有甜美的口感,在雪蟹、蛤蜊和扇贝等水产品中大量存在[27-29],高含量的甘氨酸与水产贝类食品的适口性也是密切相关的[30]。无水运输后磷酸精氨酸含量显著降低的同时产生大量的精氨酸,放入人工海水中后,氧气的供应使磷酸精氨酸恢复至较高含量,精氨酸含量也随之降低。精氨酸对呈味的影响是令人愉悦的,而不是苦味[28]。丙氨酸可通过谷氨酸与丙酮酸之间的转氨基作用而生成,这可能是在恢复后期丙氨酸含量上升而谷氨酸含量下降的原因。牛磺酸在生物体内有调节渗透压的作用,对呈味不起作用。天冬氨酸和谷氨酸有酸味,但在有钠盐的情况下,谷氨酸可以与人工海水中的金属钠离子结合形成呈鲜味的谷氨酸钠,并且L-谷氨酸和肌苷酸两种鲜味化合物之间也具有增强味道的协同作用,是呈鲜味的主要氨基酸[24,31]。丙氨酸也是一种形成渗透压的物质,也是碳水化合物缺氧呼吸即酵解的主要终产物,在干露过程中大量积累[32]。当甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸和脯氨酸这些游离氨基酸与钠离子、钾离子、氯离子和磷酸根离子等无机离子结合时,可以增加鱼和贝类的适口性[33]。

此外,扇贝闭壳肌中特征鲜味物质还有鸟苷酸、琥珀酸、钠离子、钾离子和氯离子,呈现鲜味的核苷酸和其衍生物现已发现30多种,代表性的主要是鸟苷酸、腺苷一磷酸和肌苷酸,其中,鸟苷酸在干蘑菇中大量存在,在水产贝类中含量很少[34-35]。钠离子、钾离子对贝类甜味、咸味影响明显,而氯离子的缺少使扇贝的浸出物几乎没有味道[34]。鲜味物质同时存在产生的鲜味会显著大于单独存在所产生鲜味的和,这种作用叫做鲜味物质的协同作用[35]。因此不能用简单的鲜味物质的含量来反映扇贝风味品质的变化。

3.3 感官评价

为了能够反映扇贝流通过程中风味品质的变化,对扇贝风味变化进行了感官分析。感官评价可以更加直接、科学地反映水产品的风味品质。试验前期对评价小组进行培训,消除主观性的偏差,并结合理化的指标进行分析,更好地反映水产品的状态。杨婷婷等[16]对净化4 d后的虾夷扇贝进行3 d的干(湿)运输发现,活品虾夷扇贝流通中有代表性的感官特征为滋味中的甜味和后味中的鲜味,理化指标是甘氨酸、谷氨酸、精氨酸、核苷酸能荷以及腺苷三磷酸含量,可以较好地反映活品虾夷扇贝流通过程中风味品质差异。笔者将采捕后的虾夷扇贝仅进行24 h的无水运输,后用人工海水进行复水处理,发现虾夷扇贝流通过程中甜味、鲜味并未发生变化,并且其他感官属性也没有明显差异,理化指标虽然有不同程度的变化,但人工海水复水后均恢复至初始水平,因此,该流通模式可以很好地保持扇贝的风味品质。

4 结 论

在无水运输24 h内虾夷扇贝的活力呈下降趋势,但其在人工海水复水后可恢复至初始状态。糖原、磷酸精氨酸含量及核苷酸能荷在无水运输24 h后均明显下降,但经过人工海水复水处置后可恢复至初始水平。呈味化合物中甘氨酸、精氨酸、丙氨酸以及谷氨酸是影响扇贝风味的重要化合物,在该流通模式下出现不同程度波动,但是因受各种物质之间的协同作用影响,对感官评价未产生显著的影响。因此,虾夷扇贝“无水运输1 d—湿藏销售2 d”模式下可以维持良好品质。在此模式下,节约运输成本的同时保证较好的风味品质,为虾夷扇贝的运输销售提供参考。

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