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)。目前世界上已發現的海膽有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出的主要的經濟型海膽，主要分布在遼東以及山東半島的黃海一側及渤海部分海域;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、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，海膽在水產養殖中的地位在不斷提升［3－4］。但由于海膽極易腐敗，世界范圍內的許多海膽原料在儲運過程中都會有品質的下降，使海膽的經濟價值下降，甚至被棄用，造成極大的損失［5］。有關溫度及保鮮劑對海膽保藏的影響、溶氧保鮮技術對冰鮮水袋海膽的保鮮效果已經有了初步研究，充填有氧氣的水袋海膽生殖腺在貯藏過程中品質會得到很好的保持，可延長貨架期約4～5d［6］。但是關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幾個數據的變化，以期為高溶氧水袋海膽的保鮮技術的發展及應用提供一定的依據。

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生化培養箱 哈爾濱市東聯電子技術開發有限公司;CT－2000高壓滅菌鍋 天津市超拓科貿有限公司;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(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均勻涂布到營養瓊脂平板上，于37℃恒溫培養箱中培養48h后計數。

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 數據處理 應用SPSS 13.0軟件進行數據分析，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。數據以平均值±標準偏差(Mean±SD)表示。

2 結果與分析

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合的方式來極大限度的保持海膽死亡初期的高鮮度狀態。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、細菌總數增長較快有關，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

對水產品而言，微生物生長情況是影響其品質的重要因素［10］。本文測定的海膽的初始菌數為(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，微生物數量呈增長趨勢，然后出現略微的減少后在第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］。然后經歷2d的緩和，微生物數量也開始增加，第10d的微生物數量比初始的菌數略低。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品貯藏過程中的品質狀況［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，主要是體內的糖原降解產生的乳酸等物質影響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構有關的有效陽離子數量進而影響細菌細胞膜結構，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出來，至貯藏末期時，山梨酸鉀組細菌總數控制在(5.29±0.11)log cfu/g，而此時空白組細菌總數已達(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的脫氫酶系統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的酸性環境也為其抑菌性能的發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定的高水平狀態，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狀態維持的較久，8d后才出現明顯下降。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小幅增長趨勢，5d后明顯的下降，但在海膽死后6d內，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。

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