不同溫度和保鮮劑對高溶氧水袋馬糞海膽保藏的影響

董 軍，王 超，左 濤，薛長湖，薛 勇

(中國海洋大學食品科學與工程學院，山東青島266003)

海膽(seaurchins)隸屬于棘皮動物門(Echinodermats)，海膽綱(Echinoides)。目前世界上已發(fā)現(xiàn)的海膽有850余種，而我國有100種［1］。在我國常見的可供食用的海膽主要有:光棘球海膽(Strongylocentrotus nudus)，也稱大連紫海膽，是我國北方沿海所產(chǎn)出的主要的經(jīng)濟型海膽，主要分布在遼東以及山東半島的黃海一側(cè)及渤海部分海域;紫海膽(Anthocidaris crassispina)，主要是中國南部海域的一種重要的經(jīng)濟種類，主要集中在浙江、福建、廣東沿海;馬糞海膽(Hemicentrotus pulcherrimus)，主要分布在中國的黃海及渤海沿岸，浙江和福建沿海以及日本的沿岸。海膽具有軟堅散結(jié)、化痰消腫、治療白血病、抗腫瘤等作用［2］，由于海膽這些生物活性，海膽在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的地位在不斷提升［3－4］。但由于海膽極易腐敗，世界范圍內(nèi)的許多海膽原料在儲運過程中都會有品質(zhì)的下降，使海膽的經(jīng)濟價值下降，甚至被棄用，造成極大的損失［5］。有關(guān)溫度及保鮮劑對海膽保藏的影響、溶氧保鮮技術(shù)對冰鮮水袋海膽的保鮮效果已經(jīng)有了初步研究，充填有氧氣的水袋海膽生殖腺在貯藏過程中品質(zhì)會得到很好的保持，可延長貨架期約4～5d［6］。但是關(guān)于溫度和保鮮劑對充填有氧氣的水袋海膽的影響至今未有研究，本文通過測定保藏過程中不同溫度及保鮮劑作用下的海膽的ATP、TVC、pH幾個數(shù)據(jù)的變化，以期為高溶氧水袋海膽的保鮮技術(shù)的發(fā)展及應用提供一定的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮活的大連馬糞海膽 由大連獐子島漁業(yè)股份有限公司提供。

BSA423S電子天平 北京奧多利斯天平有限公司;icT18 bas電動勻漿機 國華科技有限公司;BCM－1000A超凈工作臺 蘇凈集團安泰公司;HPS－250生化培養(yǎng)箱 哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司;CT－2000高壓滅菌鍋 天津市超拓科貿(mào)有限公司;pHS－3S型pH計 上海大普儀器有限公司;D29－600真空氣調(diào)包裝機 張家港市德順機械有限責任公司;Aglient 1100高效液相色譜儀 安捷倫科技有限公司;經(jīng)典901M便攜式溶氧濃度測量儀 上海任氏電子有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 海膽處理工藝 將海膽運送至實驗室后，去除已死個體，將剩下的控水后，快速的破殼、取肉、去內(nèi)臟，用滅菌海水清洗后獲取所需生殖腺。將上述海膽取15g放入150mL無菌海水中，然后充填氧氣封口，0℃、4℃和常溫三種溫度下貯藏，對ATP百分含量進行測定;然后選取0℃和4℃兩種溫度條件，對TVC、pH進行測定。

將上述海膽原料分別置于裝有人工海水的聚乙烯袋中，生殖腺與人工海水的比例為1∶5(W∶V)，添加不同保鮮劑并編號為0.1%EDTA(Ⅰ)、0.1%山梨酸鉀(Ⅱ)、0.1%乳酸鏈球菌素(Ⅲ)、空白(Ⅳ)，封口后置于裝有冰水混合物的泡沫箱中(5±1)℃冰箱中貯藏，分別于第0、2、5、8、11d 取樣進行分析測定 TVC、pH。

1.2.2 細菌總數(shù)(TVC)的測定 稱取2.5g海膽生殖腺，加入22.5mL 0.85g/100mL無菌生理鹽水，搖勻后既得1∶10的樣品稀釋液，然后逐級稀釋，選取幾個合適稀釋梯度，各取100μL均勻涂布到營養(yǎng)瓊脂平板上，于37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h后計數(shù)。

1.2.3 pH的測定 稱取2.5g海膽生殖腺加入22.5mL蒸餾水中勻漿，離心后取上清液，以pH計測定，每個試樣做2個平行。

1.2.4 ATP百分含量的計算 ATP含量按照文獻

［6］的方法進行測定。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理 應用SPSS 13.0軟件進行數(shù)據(jù)分析，單因素(One－Way ANOVA)，差異檢驗采用Duncan’s multiple－range test檢驗組間的差異，以 p＜0.05作為差異顯著的標準。數(shù)據(jù)以平均值±標準偏差(Mean±SD)表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對ATP百分含量變化的影響

在0℃、4℃、常溫條件下氧氣包裝海膽ATP百分含量變化結(jié)果顯示，ATP的降解速度:常溫＞4℃ ＞0℃(圖1)。ATP水平在0℃條件下維持的較為持久，下降趨勢緩慢，第8d才降低到最小值;而4℃貯藏的在第2d即出現(xiàn)明顯下降。這與扇貝中ATP水平在不同溫度下的維持狀況有所差異［8－9］。常溫條件下，從一開始ATP就出現(xiàn)明顯下降趨勢。由此可知，冰溫的采用有利于促進高溶氧濃度的ATP保持效果，實際應用中可采用冰溫與高溶氧濃度包裝相結(jié)合的方式來極大限度的保持海膽死亡初期的高鮮度狀態(tài)。常溫條件下海膽生殖腺中ATP降解較快，可能與細菌延滯期較短、細菌總數(shù)增長較快有關(guān)，因此不適宜作為海膽樣品的貯藏條件。以下實驗僅考察0℃和4℃兩種溫度條件對氧氣包裝海膽生殖腺的品質(zhì)變化影響差異。

圖1 不同溫度對馬糞海膽貯藏過程中ATP百分含量的影響Fig.1 Effect of different temperature on the ATP percentage of Hemicentrotus pulcherrimus during storage

2.2 溫度對TVC變化的影響

對水產(chǎn)品而言，微生物生長情況是影響其品質(zhì)的重要因素［10］。本文測定的海膽的初始菌數(shù)為(2.75±0.12)log cfu/g。如圖2所示，0、4℃兩種不同貯藏溫度下，馬糞海膽中菌落總數(shù)的變化很明顯。貯藏于4℃下的馬糞海膽，在貯藏前4d里，微生物數(shù)量呈增長趨勢，然后出現(xiàn)略微的減少后在第8d又開始迅速增長。貯藏于0℃下的馬糞海膽，在貯藏的前4d，微生物數(shù)量呈下降趨勢。這主要是由于低溫使一些不耐低溫的細菌死亡，而中低溫細菌暫時處于延滯期［11］。然后經(jīng)歷2d的緩和，微生物數(shù)量也開始增加，第10d的微生物數(shù)量比初始的菌數(shù)略低。通過對比，可以明顯看出冰溫的采用有利于抑制微生物的生長。

圖2 不同溫度對馬糞海膽貯藏過程中TVC變化的影響Fig.2 Effect of different temperature on TVC of Hemicentrotus pulcherrimus during storage

2.3 溫度對pH的影響

pH的變化趨勢可從一定程度上反映水產(chǎn)品貯藏過程中的品質(zhì)狀況［12］。貯藏過程中前2d兩種貯藏溫度下的pH沒有明顯差別，這可能是貯藏前期，微生物對pH的影響不明顯，主要是體內(nèi)的糖原降解產(chǎn)生的乳酸等物質(zhì)影響pH［5］。從第2d開始，4℃組pH下降較快，整體水平也較0℃低;貯藏到第8d，4℃組pH最低為5.29。4℃組pH變化比0℃明顯，說明微生物活躍程度4℃組＞0℃組。

圖3 不同溫度對馬糞海膽貯藏過程中pH變化的影響Fig.3 Effect of different temperature on pH of Hemicentrotus pulcherrimus during storage

2.4 保鮮劑對TVC的影響

Nisin已經(jīng)被證明在控制微生物生長以及抑制脂肪酸酸敗方面具有較好的效果［13］;EDTA可與二價陽離子絡合，從而降低細菌細胞膜上與脂多糖結(jié)構(gòu)有關(guān)的有效陽離子數(shù)量進而影響細菌細胞膜結(jié)構(gòu)，達到抑菌和殺菌的效果［14］;山梨酸及其鉀鹽也被批準在魚、肉、蛋、禽、果酒、醬油等產(chǎn)品中使用，抑菌效果較好［15］。保鮮劑處理前馬糞海膽的初始菌數(shù)為(1.93±0.05)log cfu/g。貯藏前期，EDTA和Nisin的抑菌效果較為明顯，第2d時，分別為(2.43±0.07)、(2.35±0.06)log cfu/g，與空白組(2.70±0.01)log cfu/g相比較低。貯藏5d后，山梨酸鉀的抑菌作用逐漸顯現(xiàn)出來，至貯藏末期時，山梨酸鉀組細菌總數(shù)控制在(5.29±0.11)log cfu/g，而此時空白組細菌總數(shù)已達(5.79±0.02)log cfu/g。可以看出3組保鮮劑的添加均對微生物狀況有一定的控制作用，但控制的主要時期和控制效果存在差異。

圖4 不同保鮮劑處理對馬糞海膽中細菌總數(shù)的影響Fig.4 Effect of different antistaling agent on TVC of Hemicentrous pulcherrimus during storage

2.5 保鮮劑對pH的影響

本實驗中除山梨酸鉀組外，各組pH略有下降，整體水平差不多。添加有山梨酸鉀的氧氣包裝組pH在貯藏初期即明顯下降，整個過程中都明顯低于其它3組，貯藏第5d pH最低，達到5.56±0.12，至貯藏末期略有上升趨勢。山梨酸鉀具有較高的抗菌性能，其主要是通過抑制微生物體內(nèi)的脫氫酶系統(tǒng)從而達到抑制微生物生長和防腐的作用，對細菌、霉菌、酵母菌也有抑制作用［16］。由于其為酸性防腐劑，其抑菌效果隨pH的升高而減弱，pH達到3時抑菌效果達到頂峰［17］，所以，本實驗中這種低pH的酸性環(huán)境也為其抑菌性能的發(fā)揮起到了一定的促進作用。

圖5 不同保鮮劑處理對馬糞海膽中pH的影響Fig.5 Effect of different antistaling agent on pH of Hemicentrous pulcherrimus during storage

2.6 保鮮劑對ATP的影響

經(jīng)不同保鮮劑處理的海膽生殖腺ATP百分含量變化如圖6所示。在貯藏初期，除空白組外，各組ATP百分含量均有所下降，添加有保鮮劑的3組ATP百分含量均明顯低于空白組(p＜0.05)，其中添加山梨酸鉀組的ATP百分含量在貯藏初期降幅較大，于貯藏第2d已降至14.27%±4.21%。添加Nisin和EDTA后，ATP百分含量在貯藏初期維持在較穩(wěn)定的高水平狀態(tài)，貯藏2d后分別保持在30.71% ±1.10%、32.85% ±2.45%的水平，其中 Nisin組的高ATP狀態(tài)維持的較久，8d后才出現(xiàn)明顯下降。與添加有保鮮劑的3組相比，空白組的ATP百分含量在貯藏初期出現(xiàn)小幅增長趨勢，5d后明顯的下降，但在海膽死后6d內(nèi)，空白組的ATP水平一直高于其它3組。因此可看出，空白組對海膽死后短期內(nèi)的ATP的水平具有較好的保持作用，即對海膽死后的高鮮度狀態(tài)具有較好的保持作用，其它3種保鮮劑添加后，對于馬糞海膽死后高鮮度時期的ATP保持效果均有所減弱，即3種保鮮劑的添加對高溶氧濃度的ATP保持效果具有一定的抑制作用。

圖6 不同保鮮劑處理對馬糞海膽中ATP百分含量的影響Fig.6 Effect of different antistaling agent on the ATP percentage of Hemicentrous pulcherrimus during storage

3 結(jié)論

在不同貯藏溫度下馬糞海膽的ATP都有一定程度的下降，其中降解速度常溫條件要高于4、0℃條件下ATP降解速度最低;0℃條件下貯藏的馬糞海膽中細菌總數(shù)明顯低于4℃，pH明顯高于4℃組，即冰溫條件有助于提高高溶氧濃度的ATP保持效果。三組保鮮劑的添加均對微生物狀況有一定的控制作用，但控制的主要時期和控制效果存在差異，其中山梨酸鉀和Nisin對微生物生長和代謝的抑制作用較好，前者的抑菌效果更為明顯;但三種保鮮劑的添加均會降低貯藏前期ATP水平，從而影響高溶氧濃度的ATP保持效果，降低海膽死后的高鮮度時期。因此，在實際應用中要根據(jù)自己的實際需要選擇不同的貯藏條件，追求貯藏前期的高鮮度狀態(tài)者采用高溶氧濃度條件即可，追求貨架期的極大限度的延長者可采用高溶氧濃度復合山梨酸鉀。

［1］王子臣，常亞青.經(jīng)濟類海膽增養(yǎng)殖研究進展及前景［J］.海洋科學，1997(6):20－22.

［2］王冬，王政乾，田紅偉，等.海膽的研究進展及其應用現(xiàn)狀［J］.中國海洋藥物雜志，2006，25(4):52－54.

［3］Pauw N de，Jaspers E，Ack efors H，Wilkins N.Aquaculture－ABiotechnology in Progress［M］.Bredene，Belgium:European Aquaculture Societ y Press，1989:53－59.

［4］Anonymous.The Management and Enhancement of Sea Urchins and Other Kelp Bed Resources:A Pacific Rim Perspect ive［M］.La Jolla，California:Universit y of California Press，1992:38.

［5］王超，薛勇，趙明明，等.溫度和殼聚糖對海膽貯藏品質(zhì)的影響［J］.食品科學，2011，32(18):329－332.

［6］Chao Wang，Changhu Xue，Yong Xue.Quality changes in sea urchin(Strongylocentrotus nudus)during storage in artificial seawater saturated with oxygen，nitrogen and air［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，2012，92:191－196.

［7］王超，宋金紅，張灝，等.不同保鮮劑對馬糞海膽貯藏品質(zhì)的影響［J］.食品工業(yè)科技，2012，33(5):348－351.

［8］Iwamoto M，Yamanaka H，Watabe S，et al.Changes in ATP and related breakdown compounds in the adductor muscle of“Itayagai”scallop Pecten albicans during storage at various temperatures［J］.Nippon Suisan Gakkaishi，1991，57:153－156.

［9］Kimura M，Narita M，Imamura T，et al.High quality control of scallop adductor muscle by differentmodified atmosphere packaging［J］.Nippon Suisan Gakkaishi，2000，66:475－480.

［10］佟懿，謝晶.鮮帶魚不同貯藏溫度的貨架期預測模型［J］.農(nóng)業(yè)工程學報，2009，25(6):301－304.

［11］Dondero M，Cisternas F，Carvajal L，et al.Changes in quality of vacuum－packed cold－smoked salmon(Salmo salar)as a function of storage temperature［J］.Food Chemistry，2004，87(4):543－550.

［12］Manat C，Soottawat B，Wonnop V，et al.Changes of pigments and colourin sardine(Sardinella gibbosa)and mackerel(Rastrelliger kanagurta)muscle during iced storage［J］.Food Chemistry，2005，93(4):607－617.

［13］郭良輝，許巧情，許永久.溶菌酶與Nisin復合生物保鮮劑對蚌肉的保鮮效果［J］.水利漁業(yè)，2007，27(4):112－114.

［14］Economou T，Pournis N，Ntzimani A，et al.Nisin－EDTA treatments and modified atmosphere packaging to increase fresh chicken meat shelf－ life［J］.Food Chemistry，2009，114:1470－1476.

［15］裴堃.山梨酸及其鹽的防腐作用［J］.食品安全，2008(2):37－38.

［16］羅傲霜，淳澤，羅傲雪，等.食品防腐劑的概況與發(fā)展［J］.中國食品添加劑，2005(4):55－58.

［17］尹航.防腐劑的應用［J］.農(nóng)村新技術(shù)，2009(10):23.