不同溫度及氣體條件對密封包裝海灣扇貝活品品質(zhì)的影響

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(1.大連海洋大學(xué) 機械與動力工程學(xué)院，遼寧 大連 116023;2.大連海事大學(xué) 交通運輸裝備與海洋工程學(xué)院，遼寧 大連 116026;3.大連海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 大連 116023)

海灣扇貝Argopectenirradians又稱為大西洋扇貝，其肉質(zhì)鮮美、營養(yǎng)價值高，且養(yǎng)殖周期短、產(chǎn)量高，在山東、遼寧、河北等省沿海海域均有大面積養(yǎng)殖，是中國主要的海產(chǎn)經(jīng)濟貝類之一。但海灣扇貝采捕后離水放置會很快死亡，并會被微生物污染而腐敗變質(zhì)，從而影響海灣扇貝的鮮活銷售[1]。

目前，國內(nèi)外一些學(xué)者針對貝類存活的溫度、濕度、氧氣條件，及其相關(guān)因素下的新鮮度及營養(yǎng)成分的變化進行了研究，包括厚殼貽貝Mytiluscomscus[2]、青蛤Cyclinasinensis[3]、大獺蛤LutmriamaximaJonas[4]、紫彩血蛤Nuttalliaolivacea[5]、魁蚶Scapharcabroughtonii[6]、海灣扇貝[1]、菲律賓蛤仔Ruditapesphilippinarum[7]、四角蛤蜊Mactraveneriformis[8]等，為實際物流條件的優(yōu)化打下了基礎(chǔ)。水產(chǎn)品的活品包裝主要采用充氧的形式，可用于魚和貝類，然而國內(nèi)外針對活貝密封包裝的研究尚不多見[9]。Pastoriza等[10]指出，氣調(diào)包裝能提供有效的濕度及混合氣體更好地?；钏a(chǎn)品，并證明了對貽貝Mytilusgalloprovinciallis存活率的提高。Gon?alves等[11]指出，蛤蜊在(6.1±0.7)℃下采用O2(70%)和N2(30%)的氣調(diào)包裝比用網(wǎng)兜接觸空氣的感官評價高，尤其口感的甜味品質(zhì)明顯。Bernárdez[9]通過試驗探討了不同濃度的氧氣(20%、75%、85%)和活貝大小對其品質(zhì)和?；盥实挠绊懀瑫r證明了溫度對氣調(diào)包裝的影響。Angelidis[12]通過研究得出，在氧氣濃度為83%、溫度為2 ℃的氣調(diào)包裝下，貽貝大約能存活8～9 d，且溫度對貝類存活率的影響比氧氣濃度更大。實際物流過程中海灣扇貝近距離或本地銷售常采用聚乙烯箱或網(wǎng)兜不超過48 h的無水運輸，未形成密封的單元化包裝，避免不了與外界環(huán)境的交互，到達消費者手中的品質(zhì)不受控制，更容易引起死亡變質(zhì)。合理有效地單元化包裝可以確?；钬愘|(zhì)量并延長其保活期，方便運輸流通及促進銷售[9]，目前，針對活品海灣扇貝密封包裝方面的研究尚未見報道。

為了進一步研究密封包裝對活品海灣貝的影響，本研究中將凈化暫養(yǎng)后的海灣扇貝采用真空、充氧、空氣3種包裝形式，并比較生態(tài)冰溫(0 ℃)及低溫(5 ℃)條件下海灣扇貝活品品質(zhì)的變化，探討合適的包裝方式及溫度條件，旨在為活體海灣扇貝密封單元化保活保鮮技術(shù)提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用海灣扇貝購自大連市長興島，個體大小均勻、鮮活飽滿，于2017年10月25日采捕后用編織袋將海灣扇貝運抵實驗室，無水運輸時間為3 h，扇貝規(guī)格為(55±5)枚/kg，殼長為(50±5)mm，殼寬為(50±10)mm，殼高為(15±10)mm。

試驗設(shè)備：凈化與暫養(yǎng)循環(huán)水系統(tǒng)(大連匯鑫鈦設(shè)備開發(fā)有限公司定制)，水質(zhì)檢測儀(600QS-05，YSI Incorporated)，高速組織搗碎機(DS-1，上海精密儀器儀表有限公司)，LogTag溫濕度記錄儀(HAX0-8，深圳中級冷鏈電子有限公司)，pH計(PHS-3C型，梅特勒-托利多儀器有限公司)，數(shù)顯高速分散勻質(zhì)機(FJ300-SH型，上海標本模型廠)，色度儀(4500S),電熱恒溫培養(yǎng)箱(11-N-25S，浙江力辰儀器科技有限公司)，氣調(diào)包裝機(MAP-H360，蘇州森瑞保鮮設(shè)備有限公司),真空包裝機(VS600，深圳市寶石興包裝機械有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 試驗流程

(1) 預(yù)處理。將粗選、清洗、揀選后的海灣扇貝放入凈化與暫養(yǎng)系統(tǒng)，進行24 h凈化及24 h暫養(yǎng)。其中循環(huán)水流量為1.67 m3/h，貝、水比為1∶20，紫外線光照功率密度為332×2 μW/cm2，循環(huán)水溫度由15 ℃采用梯度逐級降溫，最終在7 ℃下停留6 h。凈化過程能夠使雙殼貝類在潔凈的水環(huán)境中去除體內(nèi)細菌和微生物致病菌，暫養(yǎng)過程可實現(xiàn)水體在一定范圍內(nèi)梯度降溫，完成活貝運輸前的低溫馴化，避免因環(huán)境溫度急劇變化影響其代謝水平，防止突然降溫使貝類出現(xiàn)不良應(yīng)激反應(yīng)，造成活貝死亡[13]。

(2) 運輸包裝設(shè)計及取樣方法。將5枚海灣扇貝平鋪放入包裝袋(HDPE材質(zhì)，長32 cm、寬25 cm)中，設(shè)置3種不同氣體條件(真空、充氧、空氣)及0 ℃和5 ℃溫度條件，不同氣體及溫度條件下各60袋，每隔24 h相同溫度及氣體條件下分別取出3袋作為平行樣本，試驗設(shè)計及分組如表1所示。

表1 試驗設(shè)計與分組Tab.1 Design and grouping of experiments

1.2.2 指標測定與計算

(1) 存活率。將海灣扇貝放入15 ℃海水中靜置20 min，通過刺激海灣扇貝觀察其反應(yīng)，確定海灣扇貝的存活情況。使用水果刀刺激海灣扇貝柱，若海灣扇貝緊閉外殼則判定為活，若無反應(yīng)則判定其死亡。計算公式為

(1)

(2) 質(zhì)量失重率。包裝前對每袋海灣扇貝稱重并編號，記錄總質(zhì)量M1；每天取出對應(yīng)編號包裝袋的海灣扇貝進行稱重，記錄總質(zhì)量M2，每組樣品設(shè)3個平行。計算公式為

(2)

(3) 色度。取海灣扇貝柱用色差計測定L值(明度，反映色澤的亮度)，a值(Hunter 標度中的a軸值，正數(shù)代表紅色，負數(shù)代表綠色)，b值(Hunter標度中的b軸值，正數(shù)代表黃色，負數(shù)代表藍色)，同時對色澤差異值E進行評價，于自然燈光下測定色澤，重復(fù)3次。計算色度差ΔE:

(3)

ΔE=E測-E初。

(4)

(4) 感官評價。感官評定主要依據(jù)口感、色澤、氣味(氣味正常、無腐敗味)、質(zhì)地(肌肉緊密有彈性和疏松無彈性)綜合給予分數(shù)[14]。評定人員由 7 名經(jīng)過培訓(xùn)的評價員組成，定期對貝肉依據(jù)GB 2733—2005鮮、凍動物性水產(chǎn)品衛(wèi)生標準進行評定，并制定感官評定標準(表2)，當總分小于12分時，則判定為無法食用[15]。

(5) 菌落總數(shù)。按照國標GB 4789.2—2010食品微生物學(xué)檢驗菌落測定方法[16]，取整肉25 g，剪碎放于225 mL滅菌生理鹽水中，均質(zhì)后制作成1∶10的均勻稀釋液。選擇合適的稀釋度，采用營養(yǎng)瓊脂倒平板的方法測定菌落總數(shù)。

表2 感官評價評分標準表Tab.2 Standard score scales for sensory evaluation

(6) 糖原含量。取扇貝柱0.2 g，采用糖原測定試劑盒(上海滬震實業(yè)有限公司)測定糖原含量[17]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Origin 8軟件進行統(tǒng)計和繪圖，采用SPSS 17.0軟件進行單因素方差分析和多重比較，顯著性水平設(shè)為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 存活率隨時間的變化

從圖1可見：扇貝存活率隨著時間變化呈現(xiàn)明顯下降趨勢，3種包裝方式下扇貝存活率的變化有所差異； 0 ℃和5 ℃下真空包裝組扇貝分別在第4天和第3天時出現(xiàn)死亡，第7天和第6天時全部死亡；0 ℃和5 ℃下充氧包裝組扇貝分別在第11天和第6天時出現(xiàn)死亡，第15天和第11天時全部死亡；0 ℃和5 ℃下空氣包裝組扇貝分別在第5天和第4天時出現(xiàn)死亡，第8天和第7天時全部死亡，0 ℃充氧包裝延長海灣扇貝存活效果明顯。這表明，溫度和包裝方式兩個因素在海灣扇貝無水?；钸^程中均有較大影響。

2.2 質(zhì)量失重率隨時間的變化

質(zhì)量失重率的變化如圖2所示，隨著時間的延長所有組扇貝質(zhì)量失重率呈明顯上升趨勢，而且不同包裝方式對質(zhì)量失重率的影響有一定差異，從第4天開始，0 ℃和5 ℃下空氣包裝組的質(zhì)量失重率顯著高于其他4組(P<0.05)，?；畹?天時質(zhì)量失重率分別為23.56%和22.21%；而0 ℃下真空包裝組?；畹?天時，質(zhì)量失重率為16.65%；充氧組由于?；顣r間較長，質(zhì)量失重率隨時間延長而上升，0 ℃下充氧包裝組在第15天時全部死亡，質(zhì)量失重率達到33.51%，5 ℃下充氧包裝在第11天海灣扇貝全部死亡時，其質(zhì)量失重率達到26.55%。可見，0 ℃條件下的真空包裝對活貝海灣扇貝質(zhì)量失重率影響最小。

圖1 0 ℃及5 ℃條件下不同包裝方式中海灣扇貝的存活率Fig.1 Survival rate of bay scallop Argopecten irradians in different packaging at 0 ℃ and 5 ℃

2.3 色度隨時間的變化

色度差ΔE隨時間的變化如圖3所示，海灣扇貝色澤隨時間的延長均呈明顯加深的趨勢。其中，空氣條件下的海灣扇貝色度差曲線上升最快，第7天時0 ℃和5 ℃下空氣包裝的海灣扇貝色度差ΔE與其他3組差異顯著(P<0.05),而且在全部死亡時的扇貝色澤與剛捕撈上岸的海灣扇貝色澤差異最大，色度差分別達到4.34%和5.12%；0 ℃下真空包裝組的色澤變化最小，變化速率也最慢，在第7天全部死亡時海灣扇貝色度差僅為1.68%；0 ℃和5 ℃下充氧包裝組的色澤變化較為平緩，但隨著貯藏時間的延長色度差最終分別達到3.98%和4.16%，充氧包裝組的扇貝隨著貯藏時間的延長，最終與空氣包裝組的色澤相近。

圖2 0 ℃及5 ℃條件下不同包裝方式中海灣扇貝的質(zhì)量失重率Fig.2 Weight loss rates of bay scallop Argopecten irradians in different packaging at 0 ℃ and 5 ℃ 注：標有不同小寫字母者表示同一時間不同組間有顯著性差異(P<0.05)，標有相同字母者表示組間無顯著性差異(P>0.05),下同Note:The means with different letters in the same time are significantly different in different groups at the 0.05 probability level, and the means with the same letters are not significant differences, et sequentia

圖3 0 ℃及5 ℃條件下不同包裝方式中海灣扇貝的色度差Fig.3 Changes in colour of bay scallop Argopecten irradians in different packaging at 0 ℃ and 5 ℃

2.4 感官品質(zhì)隨時間的變化

從圖4可見，海灣扇貝的感官品質(zhì)隨貯藏時間的延長呈明顯下降趨勢，從第2天開始各組感官品質(zhì)出現(xiàn)顯著性差異(P<0.05)。0 ℃時充氧包裝組在前5 d的總評分接近滿分(20分)，無論是色澤還是肉質(zhì)均與剛采捕后的海灣扇貝無明顯差異，在第11天時評分降低到12分，但始終沒有異味；5 ℃下充氧包裝組在第4天時就無法達到滿分。0 ℃下真空包裝組在第3天時評分急劇下降，在第4天時包裝內(nèi)出現(xiàn)異味，第5天時降低到12分，不可再食用，貯藏至第6天時，出現(xiàn)惡臭，其肉質(zhì)顏色加深，閉殼肌已基本無力。0 ℃下空氣包裝組在第5天時出現(xiàn)異味，但肉質(zhì)比0 ℃下真空包裝組更緊實。5 ℃下真空和空氣包裝組從第3天時開始品質(zhì)急劇下降，第4天時便不可食用，同時第4天時出現(xiàn)異味，扇貝肉的顏色加深，肉質(zhì)發(fā)硬。由此可見，充氧包裝的扇貝保鮮期高于真空和空氣包裝的扇貝。

圖4 0 ℃及5 ℃條件下不同包裝方式中海灣扇貝的感官評價Fig.4 Sensory evaluation of bay scallop Argopecten irradians in different packaging at 0 ℃ and 5 ℃

2.5 菌落總數(shù)隨時間的變化

從圖5可見，海灣扇貝的菌落總數(shù)隨貯藏時間的延長呈明顯上升趨勢。1～3 d內(nèi)所有組菌落總數(shù)變化無顯著性差異(P>0.05), 第3 天后5 ℃下的充氧和空氣包裝組細菌總數(shù)增長速率顯著快于0 ℃下的真空組、充氧組和空氣組(P<0.05)。0 ℃和5 ℃空氣包裝組海灣扇貝死亡時，細菌總數(shù)為4.6 lg(CFU/g)和4.1 lg(CFU/g)， 高于相同貯藏時間下的充氧和真空包裝組。但由于充氧包裝對活品海灣扇貝?；钇诘难娱L，貯藏后期0 ℃和5 ℃充氧包裝的海灣扇貝細菌總數(shù)急劇上升，扇貝全部死亡時分別達到5.9 lg(CFU/g)和5.6 lg(CFU/g)。

圖5 0 ℃和5 ℃條件下不同包裝方式中海灣扇貝的菌落總數(shù)Fig.5 Total bacterial count of bay scallop Argopecten irradians in different packaging at 0 ℃ and 5 ℃

2.6 糖原隨時間的變化

不同溫度及包裝方式對海灣扇貝糖原含量的影響如圖6所示，海灣扇貝的糖原含量隨貯藏時間的延長呈明顯下降趨勢。真空包裝組的海灣扇貝糖原含量下降最為緩慢，第5天時與其他包裝方式有顯著性差異(P<0.05),0 ℃下真空包裝組扇貝第7 天全部死亡時糖原含量達到6.41 mg/g，5 ℃下真空包裝組扇貝第6 天全部死亡時糖原含量為6.67 mg/g；0 ℃下充氧和空氣包裝組在前8 d時糖原含量下降趨勢基本相同，5 ℃下充氧和空氣包裝組在第6天時糖原含量下降趨勢基本相同，貯藏前期充氧和空氣包裝組的糖原含量變化無差異。貯藏后期0 ℃和5 ℃下空氣包裝組的糖原含量在扇貝全部死亡時分別下降到2.97、1.35 mg/g，糖原含量略低于相同貯藏期的充氧包裝組，0 ℃和5 ℃下的充氧包裝雖然延長了海灣扇貝的存活期，但其糖原含量在扇貝死亡前仍然降低到最低值，分別為0.45、0.58 mg/g。

圖6 0 ℃及5 ℃條件下不同包裝方式中海灣扇貝的糖原含量Fig.6 Changes in glycogen contents of bay scallop Argopecten irradians in different packaging at 0 ℃ and 5 ℃

3 討論

3.1 ?；盥?/h3>

從整體?；钚Ч麃砜矗? ℃條件下3種包裝方式的海灣扇貝?；钚Ч黠@好于5 ℃條件下的， 0 ℃接近海灣扇貝的生態(tài)冰溫點，有利于海灣扇貝的存活，這與對青蛤[3]、紫彩血蛤[5]、魁蚶[6]、文蛤[18]等研究結(jié)果一致。在相同溫度條件下，不同的包裝方式對海灣扇貝的存活率也有影響，充氧包裝中的海灣扇貝保活時間最長，在保證扇貝正常呼吸的同時抑制了厭氧菌的生長，申淑琦等[1]通過對海灣扇貝進行保濕充氧處理的研究發(fā)現(xiàn)，低溫充氧保濕能有效提高海灣扇貝存活率，本試驗中充氧包裝方式在0 ℃條件下100%?；顣r間可達10 d。而真空包裝迫使包裝內(nèi)的海灣扇貝始終緊閉雙殼，無法張口活動，只能靠體液短時間維持生命活動[12]。

3.2 質(zhì)量失重率

充氧和空氣包裝的海灣扇貝，失重的主要原因是其自身進行生命活動消耗體內(nèi)物質(zhì)和體液，以及體內(nèi)海水的流失[12]。而真空包裝的海灣扇貝，外殼被緊壓不能正?；顒樱|(zhì)量失重率下降緩慢，故真空包裝方式對海灣扇貝貯藏期間的質(zhì)量失重率影響最小，但該種包裝方式?；顣r間較短，短時間貯運可選用真空包裝。

3.3 色度差ΔE

色度反映了在貯藏期間海灣扇貝軟體顏色的變化程度，在無水?；钸^程中，隨著海灣扇貝體液的流失，導(dǎo)致海灣扇貝軟體中水分減少，從而使其顏色加深[19]。相同溫度條件下，由于空氣為各類微生物提供了舒適的生存環(huán)境，空氣包裝的扇貝因菌落的生長及海灣扇貝自身體液的流失，導(dǎo)致海灣扇貝色澤變化最為明顯。而真空包裝內(nèi)的海灣扇貝因體液流失最少，質(zhì)量失重率下降最低，并有效地控制了微生物的生長，故色度差最小。

3.4 感官品質(zhì)

通過培訓(xùn)小組的感官評價，5 ℃條件下的3種包裝可食用期終點(貨架期)的時間短于0 ℃條件下的，這與楊婷婷等[20]對蝦夷扇貝的感官評價研究結(jié)果一致，接近生態(tài)冰溫的低溫條件，有利于活品海灣扇貝的品質(zhì)保持。空氣包裝內(nèi)微生物生長迅速，隨著時間的延長包裝內(nèi)出現(xiàn)明顯異味。充氧包裝在整個貯藏過程中均無明顯異味，可見引起異味的原因是厭氧性生物的生長[21]。

3.5 細菌總數(shù)

0 ℃條件下的菌落總數(shù)上升的速率總體小于5 ℃條件下的，這是由于低溫條件有效抑制了菌落的生長，這與對菲律賓蛤仔[7]、蝦夷扇貝[17]的研究結(jié)果一致。相同溫度條件下空氣包裝組內(nèi)菌落總數(shù)增長速率快于其他兩組，這是由于在包裝內(nèi)空氣的作用下，厭氧性菌落和好氧性菌落可以同時生長，從而導(dǎo)致其增長速率最快，菌落數(shù)量也最多。真空包裝內(nèi)的菌落增長速率比充氧包裝內(nèi)的菌落增長速率略慢，這是因為在貯藏期間生長的菌落多數(shù)是好氧性細菌[21-23]。

3.6 糖原

整個貯藏過程中海灣扇貝未攝食，只能靠糖原作為能源物質(zhì)維持生命活動。雙殼貝以糖原作為主要能量貯藏，外界環(huán)境的脅迫使其最先分解糖原供能[24]，海灣扇貝長時間無水饑餓狀態(tài)，糖原含量則隨時間下降。真空包裝的糖原消耗最少，這是由于真空包裝內(nèi)缺少氧氣，海灣扇貝無法正常進行呼吸，而呼吸正是糖原消耗的主要原因，從而抑制了糖原的消耗[25]。充氧條件下的海灣扇貝隨著貯運時間的延長，其生命力不斷下降，各項生命活動也逐漸減弱，糖原消耗明顯。

4 結(jié)論

(1) 3種密封包裝的海灣扇貝在0 ℃條件下比5 ℃條件下能更有效地延長存活時間和提升感官品質(zhì)，尤其3 d后0 ℃條件下的菌落總數(shù)增長速率明顯緩于5 ℃下的，溫度條件對海灣扇貝品質(zhì)影響明顯。

(2) 充氧包裝對海灣扇貝的無水?；钚Ч詈茫涑霈F(xiàn)死亡時間比真空、空氣包裝分別延長7 d和6 d，扇貝全部死亡的時間比真空、空氣包裝分別延長8 d和7 d。其感官評價分值在5 d內(nèi)接近滿分，11 d后評分降低到12分，始終沒有異味。0 ℃條件下充氧包裝有利于延長海灣扇貝的?；钇?，能夠有效保持海灣扇貝品質(zhì)。

(3) 真空包裝的海灣扇貝，第7天全部死亡時細菌總數(shù)為3.9 lg(CFU/g)，其死亡時質(zhì)量失重率為16.65%，色度差為1.68%，糖原含量為6.41 mg/g，雖然其質(zhì)量失重率、色度差和糖原變化保持較好，但其感官評價3 d后分值下降明顯，第4天時海灣扇貝就出現(xiàn)異味，真空包裝只能短時間保持品質(zhì)。

(4)空氣包裝的海灣扇貝，第5天時出現(xiàn)死亡并有異味，第8天全部死亡時細菌總數(shù)為4.1 lg(CFU/g)，高于其他兩種包裝方式，色度差變化為4.16%，也最為明顯。