李仲堃 李姿萱 劉辰昊 劉春娥

(中國農業(yè)大學煙臺研究院，山東 煙臺 264670)

單環(huán)刺螠(Urechisuniconctus)俗稱海腸，屬于螠蟲動物門，富含微量元素和多種鮮味氨基酸，肉味鮮美，不僅形似海參，其營養(yǎng)價值也不遜于海參，因此享有“裸體海參”的美譽，具有極高的食用價值[1]。單環(huán)刺螠分布地域性較強，在中國主要產于黃渤海沿岸，其中煙臺海腸被評為國家地理標志產品[2]。由于其生長區(qū)域的限制，導致其運輸成本較高，外地消費者很難品嘗到鮮活的單環(huán)刺螠產品。

低溫運輸是目前市場上單環(huán)刺螠的主要運輸方式。隨著近幾年研究的深入，對水產品的?；钸\輸，不單純追求其成活率，對其風味和營養(yǎng)成分的變化也非常關注。低溫運輸水產品成本較大、經濟效益較低[3-4]，因此，尋找一種成本低廉且?；钚Ч玫姆椒ㄊ撬a品長途運輸的關鍵。目前，水產品的無水?；罴夹g已發(fā)展相對成熟并在部分水產品中得到應用[5-6]，若能通過運用?；顒┎糠执鏌o水保活前處理的低溫及麻醉操作[7]，進而減少單環(huán)刺螠在運輸中的應激反應，將降低對環(huán)境因子的依賴。

殼聚糖具有成本低、抑制微生物生長、減緩脂質氧化、延緩蛋白質降解速率等優(yōu)點[8-9]，同時擁有良好的生物降解性和生物相性[10]，在水產品保鮮、?；铑I域應用廣泛[11]。研究擬將殼聚糖應用于單環(huán)刺螠無水?；钋疤幚碇校治霰；钋?、后以及復水后樣品中基本營養(yǎng)指標的變化，為研發(fā)更高效的單環(huán)刺螠無水?；罘椒ㄌ峁﹨⒖?。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料與試劑

單環(huán)刺螠：(100±20) g，煙臺市芝罘區(qū)吳松華水產品店，帶水運回實驗室后暫養(yǎng)6 h，期間禁食；

殼聚糖：脫乙酰度90%，分子量1 526.45，河南云航軒生物科技有限公司；

糖原、乳酸試劑盒：南京建成生物工程研究所；

無水乙醚、濃硫酸、硼酸、甲基紅指示劑、氫氧化鈉、硫酸銅、硫酸鉀等：分析純，天津致遠化學試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器設備

電熱鼓風干燥箱(DHG-9240A型)、電熱恒溫水浴鍋(HWS-24型)、電熱板(NMK-450A型)、萬分之一分析天平(ESJ182-4型)：上海一恒科學儀器有限公司；

凱氏定氮儀(K1100型)、石墨消解儀(SH420F型)、脂肪測定儀(SOX406型)：山東海能科學儀器有限公司；

酶標儀：Epoch型，上海菲特科學器材有限公司；

紫外可見光分光光度計：UV1900型,青島聚創(chuàng)環(huán)保集團有限公司；

酸度計：PHS-3型，上海佑科儀器儀表有限公司。

1.2 方法

1.2.1 殼聚糖濃度確定 在17 ℃分別設置1，2，3，4 g/L共4組殼聚糖水溶液濃度梯度，并設置空白對照組，每組樣品浸泡30 min，之后將單環(huán)刺螠分別置于泡沫箱，進行無水保活模擬。期間進行外部形態(tài)觀察，記錄單環(huán)刺螠死亡情況，通過觀察口部是否張合或刺激體壁觀察有無應激反應，判斷單環(huán)刺螠是否死亡。無水保活至72 h時，3 g/L殼聚糖溶液保活條件下單環(huán)刺螠存活率為50%，對照組及其他濃度組別單環(huán)刺螠存活率為0%，得出殼聚糖對單環(huán)刺螠的無水?；钶^適質量濃度為3 g/L。

1.2.2 無水?；钤囼?試驗組(經3 g/L殼聚糖溶液?；钐幚?和對照組分別取21條單環(huán)刺螠進行試驗，無水保活64 h后，將仍存活的半數試驗組與半數對照組復水4 h，另外半數不復水，繼續(xù)保持無水狀態(tài)3 h。由此得到5組樣本：復水試驗組(E1)、不復水試驗組(E2)、復水對照組(C1)、不復水對照組(C2)和原料組(C0)，對所有單環(huán)刺螠進行解剖處理，獲取的體腔液與體壁肌肉存儲于-80 ℃冰箱，待測。

1.2.3 出皮率計算 根據文獻[12]修改如下：將單環(huán)刺螠解剖后，去除內臟和體腔液，將其體壁置于濾紙上吸干水分，用電子天平重復3次稱量其體壁重量，按式(1)計算出皮率。

(1)

式中：

s——出皮率，%；

m1——無水保活后體壁質量，g；

m2——無水?；钋绑w壁質量，g。

1.2.4 粗蛋白測定 按GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》中的凱氏定氮法執(zhí)行。

1.2.5 粗脂肪測定 按GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》中索氏抽提法執(zhí)行。

1.2.6 水分測定 按GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》中直接干燥法執(zhí)行。

1.2.7 持水力測定 根據文獻[13]修改如下：剪取單環(huán)刺螠體壁肉稱重記為W1，用三層濾紙包裹后置于50 mL離心管中，17 ℃，5 000 r/min離心10min。離心結束后，立即取出樣品，稱重記為W2，每組試驗重復3次，按式(2) 計算持水力。

(2)

式中：

WHS——持水力，%；

W1——單環(huán)刺螠體壁初始質量，g；

W2——離心后單環(huán)刺螠體壁質量，g。

1.2.8 糖原測定 根據文獻[14]。

1.2.9 乳酸測定 根據文獻[15]。

1.2.10 pH測定 按GB 5009.237—2016《食品安全國家標準 食品中pH的測定》執(zhí)行。

1.2.11 數據處理 每組試驗取3個平行，采用Excel 2016軟件進行數據處理，SPSS 25.0做顯著性分析和相關性分析，采用Originpro 2021作圖，以平均值±標準差表示最終結果；顯著性分析以P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 無水?；钸^程形態(tài)觀察與存活率

預試驗過程中，單環(huán)刺螠呈現(xiàn)出多種死亡形態(tài)，可歸為4種類型：① 體壁漲破，溢出大量體腔液，排出部分排泄物；② 體壁干燥且部分腫脹，無體腔液溢出，有大量排泄物，死亡速度極快；③ 體壁無腫脹現(xiàn)象，溢出少量體腔液；④ 體壁微微濕潤，無腫脹現(xiàn)象，無體腔液溢出。正常無水?；顮顟B(tài)下非正常死亡狀態(tài)的個體較少，當殼聚糖溶液質量濃度>3 g/L時，出現(xiàn)前兩種狀態(tài)的個體居多，推測原因，殼聚糖的濃度過高導致其黏稠度增加，進而影響單環(huán)刺螠的呼吸與活動。此外，通過觀察發(fā)現(xiàn)，單環(huán)刺螠在無水條件下會出現(xiàn)一動不動的“假死”現(xiàn)象，但在受到外力刺激時會表現(xiàn)一定的應激反應，復水后可以觀察到單環(huán)刺螠身體擺動，活性有很大的提高。

試驗組與對照組無水?；?4 h后，成活率見圖1。經過殼聚糖溶液保活處理的單環(huán)刺螠，17 ℃無水?；?4 h 的存活率為67%，對照組為47%，殼聚糖處理組存活率極顯著高于對照組(P<0.01)。單環(huán)刺螠的體表被覆一層由蛋白質和多糖組成的黏液，研究表明，黏液層能夠保持機體水分并抵抗外界不良條件[16]，對單環(huán)刺螠的存活非常重要[17]，但僅對大腸桿菌、溶血性鏈球菌、不動桿菌有抑制作用[18]，而對水產動物常見的9種病原菌均無抗菌性[16]。殼聚糖具有成膜性，同樣能保持水分，并且殼聚糖具有抗菌性，能與病原微生物細胞膜發(fā)生作用[19]，在?；钸^程中輔助單環(huán)刺螠體表黏液抵御病原微生物侵染，進而提升存活率。

字母不同表示差異極顯著(P<0.01)圖1 無水?；?4 h后單環(huán)刺螠存活率Figure 1 The survival rate after waterless preservation for 64 hours

2.2 無水?；钸^程營養(yǎng)及理化指標含量的比較

蛋白質和脂肪是組成水產品肌肉的主要成分，其含量的變化與肌肉的多汁性、感官風味、新鮮度存在重要聯(lián)系[20]。不同無水?；顥l件對單環(huán)刺螠肌肉品質的影響如表1所示，由于單環(huán)刺螠在無水?；钸^程中沒有攝食，脂肪和蛋白質作為供能物質被消耗[21]，因此E2組與C2組的脂肪含量與C0組相比極顯著下降(P<0.01)。E2組粗蛋白含量高于C0組，推測原因一方面可能是由于單環(huán)刺螠個體差異，另一方面無水保活后的樣品由于本身有黏液存在，部分殼聚糖可能附著于單環(huán)刺螠體表，導致粗蛋白中非蛋白含氮量升高。C1和E1組的粗蛋白含量與粗脂肪含量均分別極顯著低于C2和E2組(P<0.01)，究其原因，復水后單環(huán)刺螠由無氧呼吸變?yōu)橛醒鹾粑?，脂肪和蛋白質代謝分解產生能量以調節(jié)體內新陳代謝，這一變化趨勢在鯽魚[22]、斑點叉尾鮰[23]、黃顙魚[24]等無水?；钛芯恐幸训玫阶C實。

表1 無水?；顥l件對單環(huán)刺螠肌肉品質的影響?Table 1 Effect of different condition of waterless preservation on physiological index

持水力不僅影響肌肉色澤，還與蛋白質三維網狀結構和變性程度相關[25]，?；钸^程中E1組與E2組持水力均無顯著性下降(P>0.05)，C2組持水力極顯著低于C0組(P<0.01)，C1組比C2組高3.84%，說明復水過程使持水力得到部分恢復。?；钐幚砗螅鹘M水分含量均極顯著低于對照組(P<0.01)，與對鱘魚的試驗結果[26]一致，此外，E1組、E2組水分含量分別顯著高于C1組、C2組(P<0.05)，與保活過程單環(huán)刺螠自身水分消耗和水分蒸發(fā)有關，E1組水分含量極顯著高于C1組(P<0.01)，結合持水力的結果，表明試驗組中殼聚糖起到了良好的保水與維持體壁肌肉蛋白質網狀結構的作用。無水保活后各組pH均顯著下降(P<0.05)，主要是由于保活過程中無氧代謝增加，乳酸積累導致。

2.3 無水?；钸^程出皮率的比較

由圖2所示，與C0組相比，無水?；詈蟮?組單環(huán)刺螠出皮率極顯著下降(P<0.01)，與?；钸^程中粗蛋白、粗脂肪、水分等營養(yǎng)成分的消耗和流失有關。殼聚糖對單環(huán)刺螠?；钋昂蟮某銎ぢ薀o顯著影響(P>0.05)。

2.4 無水?；钸^程糖原及乳酸含量的比較

不同無水?；顥l件下單環(huán)刺螠肌糖原含量如圖3所示，E2組的肌糖原含量極顯著高于E1、C1、C2組(P<0.01)。單環(huán)刺螠在缺氧情況下為了維持生命代謝活動，肌糖原分解成乳酸并產生ATP[27]，因此E2組與C2組的肌糖原含量較C0組極顯著下降(P<0.01)。斑點叉尾鮰[28]、鯽魚[22]在?；钸^程也出現(xiàn)同樣變化。殼聚糖結構上的羥基和氨基具有很強的還原性[19]，武桂新等[29]研究表明殼聚糖有助于無氧訓練大鼠肌糖原的恢復并對其糖的代謝與合成有明顯影響，因此推測殼聚糖調節(jié)單環(huán)刺螠體內糖合成，使E2組肌糖原含量維持在相對較高水平。復水4 h后，肌糖原含量仍持續(xù)降低，這是因為整個試驗過程均未進食，機體為解決自身的供能問題而消耗肌糖原[22]。

小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)，大寫字母不同表示差異極顯著(P<0.01)圖2 不同無水保活條件下單環(huán)刺螠各組出皮率的比較Figure 2 Effect of different condition of waterless preservation on the rate of skin

小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)，大寫字母不同表示差異極顯著(P<0.01)圖3 不同無水保活條件下單環(huán)刺螠肌糖原含量Figure 3 Effect of different condition of waterless preservation on muscle glycogen

由圖4可以看出，E2和C2的乳酸含量較C0組極顯著上升(P<0.01)，無水?；钸^程并未額外充氧，而缺氧是水產動物常見的應激源[30]，單環(huán)刺螠為了使自身能量消耗維持在較低水平，機體消耗糖原進行無氧代謝[31]，體內乳酸含量呈上升趨勢。殼聚糖有較好的成膜性與保水性，能夠在單環(huán)刺螠表面形成一層較好的保護膜[32]，同時氧氣被隔絕，使單環(huán)刺螠無氧呼吸加劇，而乳酸在一定范圍內的上升可以提高魚類在缺氧條件下的存活率[33]，這可能是E2組乳酸含量與存活率均高于C2組的原因。復水后，有氧呼吸增強，乳酸被消耗[34-35]，因此E1、C1組的乳酸含量極顯著下降(P<0.01)。

2.5 各指標間相關性分析

各指標的相關性分析見表2。水分、持水力與出皮率呈極顯著正相關(P<0.01)，表明高的水分含量與持水力有利于單環(huán)刺螠出皮。出皮率與粗脂肪、肌糖原呈極顯著正相關(P<0.01)，說明?；詈髥苇h(huán)刺螠出皮率的下降與粗脂肪及肌糖原的消耗有關。肌糖原在無水保活過程中發(fā)生糖酵解，生成乳酸，降低了機體pH，因此其含量與pH呈極顯著正相關(P<0.01)。pH和水分含量與粗蛋白、粗脂肪、肌糖原呈極顯著正相關(P<0.01)，表明pH和水分含量的變化會影響肉質品質。另有研究[28]表明，pH和水分含量與貯藏損失有極強相關性，因此保活過程中原料水分流失及pH的變化可能是品質下降的重要原因之一。

小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)，大寫字母不同表示差異極顯著(P<0.01)圖4 不同無水?；顥l件下單環(huán)刺螠血漿乳酸含量Figure 4 Effect of different condition of waterless preservation on lactic acid

表2 各指標間的相關性分析?Table 2 Correlation analysis of various quality parameters

3 結論

以單環(huán)刺螠為研究對象，探討殼聚糖在單環(huán)刺螠無水保活中的作用。結果表明，單環(huán)刺螠經質量濃度為3 g/L的殼聚糖浸泡處理后，無水?；?4 h后的存活率為67%，相比對照組，其存活率、肌糖原、持水力、水分、乳酸含量均有顯著提升。由于整個試驗過程不喂食，經過無水保活后單環(huán)刺螠粗蛋白、出皮率、粗脂肪、水分、肌糖原含量極顯著降低(P<0.01)；復水處理后，持水力、乳酸含量得到恢復，但粗蛋白、乳酸、粗脂肪、水分含量仍顯著下降(P<0.05)。試驗環(huán)境溫度為17 ℃，雖然單環(huán)刺螠本身具有較強的抗逆性，但對水產動物而言，環(huán)境溫度是影響其生理機能、免疫力以及存活率的重要因素，因此若在環(huán)境溫度較高的季節(jié)，可將殼聚糖與低溫相結合運用到單環(huán)刺螠無水?；钸\輸中，以更好地提高原料質量。