不同温度和保鲜剂对高溶氧水袋马粪海胆保藏的影响

董 军，王 超，左 涛，薛长湖，薛 勇

(中国海洋大学食品科学与工程学院，山东青岛266003)

海胆(seaurchins)隶属于棘皮动物门(Echinodermats)，海胆纲(Echinoides)。目前世界上已发现的海胆有850余种，而我国有100种［1］。在我国常见的可供食用的海胆主要有:光棘球海胆(Strongylocentrotus nudus)，也称大连紫海胆，是我国北方沿海所产出的主要的经济型海胆，主要分布在辽东以及山东半岛的黄海一侧及渤海部分海域;紫海胆(Anthocidaris crassispina)，主要是中国南部海域的一种重要的经济种类，主要集中在浙江、福建、广东沿海;马粪海胆(Hemicentrotus pulcherrimus)，主要分布在中国的黄海及渤海沿岸，浙江和福建沿海以及日本的沿岸。海胆具有软坚散结、化痰消肿、治疗白血病、抗肿瘤等作用［2］，由于海胆这些生物活性，海胆在水产养殖中的地位在不断提升［3－4］。但由于海胆极易腐败，世界范围内的许多海胆原料在储运过程中都会有品质的下降，使海胆的经济价值下降，甚至被弃用，造成极大的损失［5］。有关温度及保鲜剂对海胆保藏的影响、溶氧保鲜技术对冰鲜水袋海胆的保鲜效果已经有了初步研究，充填有氧气的水袋海胆生殖腺在贮藏过程中品质会得到很好的保持，可延长货架期约4～5d［6］。但是关于温度和保鲜剂对充填有氧气的水袋海胆的影响至今未有研究，本文通过测定保藏过程中不同温度及保鲜剂作用下的海胆的ATP、TVC、pH几个数据的变化，以期为高溶氧水袋海胆的保鲜技术的发展及应用提供一定的依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜活的大连马粪海胆 由大连獐子岛渔业股份有限公司提供。

BSA423S电子天平 北京奥多利斯天平有限公司;icT18 bas电动匀浆机 国华科技有限公司;BCM－1000A超净工作台 苏净集团安泰公司;HPS－250生化培养箱 哈尔滨市东联电子技术开发有限公司;CT－2000高压灭菌锅 天津市超拓科贸有限公司;pHS－3S型pH计 上海大普仪器有限公司;D29－600真空气调包装机 张家港市德顺机械有限责任公司;Aglient 1100高效液相色谱仪 安捷伦科技有限公司;经典901M便携式溶氧浓度测量仪 上海任氏电子有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 海胆处理工艺 将海胆运送至实验室后，去除已死个体，将剩下的控水后，快速的破壳、取肉、去内脏，用灭菌海水清洗后获取所需生殖腺。将上述海胆取15g放入150mL无菌海水中，然后充填氧气封口，0℃、4℃和常温三种温度下贮藏，对ATP百分含量进行测定;然后选取0℃和4℃两种温度条件，对TVC、pH进行测定。

将上述海胆原料分别置于装有人工海水的聚乙烯袋中，生殖腺与人工海水的比例为1∶5(W∶V)，添加不同保鲜剂并编号为0.1%EDTA(Ⅰ)、0.1%山梨酸钾(Ⅱ)、0.1%乳酸链球菌素(Ⅲ)、空白(Ⅳ)，封口后置于装有冰水混合物的泡沫箱中(5±1)℃冰箱中贮藏，分别于第0、2、5、8、11d 取样进行分析测定 TVC、pH。

1.2.2 细菌总数(TVC)的测定 称取2.5g海胆生殖腺，加入22.5mL 0.85g/100mL无菌生理盐水，摇匀后既得1∶10的样品稀释液，然后逐级稀释，选取几个合适稀释梯度，各取100μL均匀涂布到营养琼脂平板上，于37℃恒温培养箱中培养48h后计数。

1.2.3 pH的测定 称取2.5g海胆生殖腺加入22.5mL蒸馏水中匀浆，离心后取上清液，以pH计测定，每个试样做2个平行。

1.2.4 ATP百分含量的计算 ATP含量按照文献

［6］的方法进行测定。

1.2.5 数据处理 应用SPSS 13.0软件进行数据分析，单因素(One－Way ANOVA)，差异检验采用Duncan’s multiple－range test检验组间的差异，以 p＜0.05作为差异显著的标准。数据以平均值±标准偏差(Mean±SD)表示。

2 结果与分析

2.1 温度对ATP百分含量变化的影响

在0℃、4℃、常温条件下氧气包装海胆ATP百分含量变化结果显示，ATP的降解速度:常温＞4℃ ＞0℃(图1)。ATP水平在0℃条件下维持的较为持久，下降趋势缓慢，第8d才降低到最小值;而4℃贮藏的在第2d即出现明显下降。这与扇贝中ATP水平在不同温度下的维持状况有所差异［8－9］。常温条件下，从一开始ATP就出现明显下降趋势。由此可知，冰温的采用有利于促进高溶氧浓度的ATP保持效果，实际应用中可采用冰温与高溶氧浓度包装相结合的方式来极大限度的保持海胆死亡初期的高鲜度状态。常温条件下海胆生殖腺中ATP降解较快，可能与细菌延滞期较短、细菌总数增长较快有关，因此不适宜作为海胆样品的贮藏条件。以下实验仅考察0℃和4℃两种温度条件对氧气包装海胆生殖腺的品质变化影响差异。

图1 不同温度对马粪海胆贮藏过程中ATP百分含量的影响Fig.1 Effect of different temperature on the ATP percentage of Hemicentrotus pulcherrimus during storage

2.2 温度对TVC变化的影响

对水产品而言，微生物生长情况是影响其品质的重要因素［10］。本文测定的海胆的初始菌数为(2.75±0.12)log cfu/g。如图2所示，0、4℃两种不同贮藏温度下，马粪海胆中菌落总数的变化很明显。贮藏于4℃下的马粪海胆，在贮藏前4d里，微生物数量呈增长趋势，然后出现略微的减少后在第8d又开始迅速增长。贮藏于0℃下的马粪海胆，在贮藏的前4d，微生物数量呈下降趋势。这主要是由于低温使一些不耐低温的细菌死亡，而中低温细菌暂时处于延滞期［11］。然后经历2d的缓和，微生物数量也开始增加，第10d的微生物数量比初始的菌数略低。通过对比，可以明显看出冰温的采用有利于抑制微生物的生长。

图2 不同温度对马粪海胆贮藏过程中TVC变化的影响Fig.2 Effect of different temperature on TVC of Hemicentrotus pulcherrimus during storage

2.3 温度对pH的影响

pH的变化趋势可从一定程度上反映水产品贮藏过程中的品质状况［12］。贮藏过程中前2d两种贮藏温度下的pH没有明显差别，这可能是贮藏前期，微生物对pH的影响不明显，主要是体内的糖原降解产生的乳酸等物质影响pH［5］。从第2d开始，4℃组pH下降较快，整体水平也较0℃低;贮藏到第8d，4℃组pH最低为5.29。4℃组pH变化比0℃明显，说明微生物活跃程度4℃组＞0℃组。

图3 不同温度对马粪海胆贮藏过程中pH变化的影响Fig.3 Effect of different temperature on pH of Hemicentrotus pulcherrimus during storage

2.4 保鲜剂对TVC的影响

Nisin已经被证明在控制微生物生长以及抑制脂肪酸酸败方面具有较好的效果［13］;EDTA可与二价阳离子络合，从而降低细菌细胞膜上与脂多糖结构有关的有效阳离子数量进而影响细菌细胞膜结构，达到抑菌和杀菌的效果［14］;山梨酸及其钾盐也被批准在鱼、肉、蛋、禽、果酒、酱油等产品中使用，抑菌效果较好［15］。保鲜剂处理前马粪海胆的初始菌数为(1.93±0.05)log cfu/g。贮藏前期，EDTA和Nisin的抑菌效果较为明显，第2d时，分别为(2.43±0.07)、(2.35±0.06)log cfu/g，与空白组(2.70±0.01)log cfu/g相比较低。贮藏5d后，山梨酸钾的抑菌作用逐渐显现出来，至贮藏末期时，山梨酸钾组细菌总数控制在(5.29±0.11)log cfu/g，而此时空白组细菌总数已达(5.79±0.02)log cfu/g。可以看出3组保鲜剂的添加均对微生物状况有一定的控制作用，但控制的主要时期和控制效果存在差异。

图4 不同保鲜剂处理对马粪海胆中细菌总数的影响Fig.4 Effect of different antistaling agent on TVC of Hemicentrous pulcherrimus during storage

2.5 保鲜剂对pH的影响

本实验中除山梨酸钾组外，各组pH略有下降，整体水平差不多。添加有山梨酸钾的氧气包装组pH在贮藏初期即明显下降，整个过程中都明显低于其它3组，贮藏第5d pH最低，达到5.56±0.12，至贮藏末期略有上升趋势。山梨酸钾具有较高的抗菌性能，其主要是通过抑制微生物体内的脱氢酶系统从而达到抑制微生物生长和防腐的作用，对细菌、霉菌、酵母菌也有抑制作用［16］。由于其为酸性防腐剂，其抑菌效果随pH的升高而减弱，pH达到3时抑菌效果达到顶峰［17］，所以，本实验中这种低pH的酸性环境也为其抑菌性能的发挥起到了一定的促进作用。

图5 不同保鲜剂处理对马粪海胆中pH的影响Fig.5 Effect of different antistaling agent on pH of Hemicentrous pulcherrimus during storage

2.6 保鲜剂对ATP的影响

经不同保鲜剂处理的海胆生殖腺ATP百分含量变化如图6所示。在贮藏初期，除空白组外，各组ATP百分含量均有所下降，添加有保鲜剂的3组ATP百分含量均明显低于空白组(p＜0.05)，其中添加山梨酸钾组的ATP百分含量在贮藏初期降幅较大，于贮藏第2d已降至14.27%±4.21%。添加Nisin和EDTA后，ATP百分含量在贮藏初期维持在较稳定的高水平状态，贮藏2d后分别保持在30.71% ±1.10%、32.85% ±2.45%的水平，其中 Nisin组的高ATP状态维持的较久，8d后才出现明显下降。与添加有保鲜剂的3组相比，空白组的ATP百分含量在贮藏初期出现小幅增长趋势，5d后明显的下降，但在海胆死后6d内，空白组的ATP水平一直高于其它3组。因此可看出，空白组对海胆死后短期内的ATP的水平具有较好的保持作用，即对海胆死后的高鲜度状态具有较好的保持作用，其它3种保鲜剂添加后，对于马粪海胆死后高鲜度时期的ATP保持效果均有所减弱，即3种保鲜剂的添加对高溶氧浓度的ATP保持效果具有一定的抑制作用。

图6 不同保鲜剂处理对马粪海胆中ATP百分含量的影响Fig.6 Effect of different antistaling agent on the ATP percentage of Hemicentrous pulcherrimus during storage

3 结论

在不同贮藏温度下马粪海胆的ATP都有一定程度的下降，其中降解速度常温条件要高于4、0℃条件下ATP降解速度最低;0℃条件下贮藏的马粪海胆中细菌总数明显低于4℃，pH明显高于4℃组，即冰温条件有助于提高高溶氧浓度的ATP保持效果。三组保鲜剂的添加均对微生物状况有一定的控制作用，但控制的主要时期和控制效果存在差异，其中山梨酸钾和Nisin对微生物生长和代谢的抑制作用较好，前者的抑菌效果更为明显;但三种保鲜剂的添加均会降低贮藏前期ATP水平，从而影响高溶氧浓度的ATP保持效果，降低海胆死后的高鲜度时期。因此，在实际应用中要根据自己的实际需要选择不同的贮藏条件，追求贮藏前期的高鲜度状态者采用高溶氧浓度条件即可，追求货架期的极大限度的延长者可采用高溶氧浓度复合山梨酸钾。

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