不同温度及气体条件对密封包装海湾扇贝活品品质的影响

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(1.大连海洋大学 机械与动力工程学院，辽宁 大连 116023;2.大连海事大学 交通运输装备与海洋工程学院，辽宁 大连 116026;3.大连海洋大学 食品科学与工程学院，辽宁 大连 116023)

海湾扇贝Argopectenirradians又称为大西洋扇贝，其肉质鲜美、营养价值高，且养殖周期短、产量高，在山东、辽宁、河北等省沿海海域均有大面积养殖，是中国主要的海产经济贝类之一。但海湾扇贝采捕后离水放置会很快死亡，并会被微生物污染而腐败变质，从而影响海湾扇贝的鲜活销售[1]。

目前，国内外一些学者针对贝类存活的温度、湿度、氧气条件，及其相关因素下的新鲜度及营养成分的变化进行了研究，包括厚壳贻贝Mytiluscomscus[2]、青蛤Cyclinasinensis[3]、大獭蛤LutmriamaximaJonas[4]、紫彩血蛤Nuttalliaolivacea[5]、魁蚶Scapharcabroughtonii[6]、海湾扇贝[1]、菲律宾蛤仔Ruditapesphilippinarum[7]、四角蛤蜊Mactraveneriformis[8]等，为实际物流条件的优化打下了基础。水产品的活品包装主要采用充氧的形式，可用于鱼和贝类，然而国内外针对活贝密封包装的研究尚不多见[9]。Pastoriza等[10]指出，气调包装能提供有效的湿度及混合气体更好地保活水产品，并证明了对贻贝Mytilusgalloprovinciallis存活率的提高。Gonçalves等[11]指出，蛤蜊在(6.1±0.7)℃下采用O2(70%)和N2(30%)的气调包装比用网兜接触空气的感官评价高，尤其口感的甜味品质明显。Bernárdez[9]通过试验探讨了不同浓度的氧气(20%、75%、85%)和活贝大小对其品质和保活率的影响，同时证明了温度对气调包装的影响。Angelidis[12]通过研究得出，在氧气浓度为83%、温度为2 ℃的气调包装下，贻贝大约能存活8～9 d，且温度对贝类存活率的影响比氧气浓度更大。实际物流过程中海湾扇贝近距离或本地销售常采用聚乙烯箱或网兜不超过48 h的无水运输，未形成密封的单元化包装，避免不了与外界环境的交互，到达消费者手中的品质不受控制，更容易引起死亡变质。合理有效地单元化包装可以确保活贝质量并延长其保活期，方便运输流通及促进销售[9]，目前，针对活品海湾扇贝密封包装方面的研究尚未见报道。

为了进一步研究密封包装对活品海湾贝的影响，本研究中将净化暂养后的海湾扇贝采用真空、充氧、空气3种包装形式，并比较生态冰温(0 ℃)及低温(5 ℃)条件下海湾扇贝活品品质的变化，探讨合适的包装方式及温度条件，旨在为活体海湾扇贝密封单元化保活保鲜技术提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用海湾扇贝购自大连市长兴岛，个体大小均匀、鲜活饱满，于2017年10月25日采捕后用编织袋将海湾扇贝运抵实验室，无水运输时间为3 h，扇贝规格为(55±5)枚/kg，壳长为(50±5)mm，壳宽为(50±10)mm，壳高为(15±10)mm。

试验设备：净化与暂养循环水系统(大连汇鑫钛设备开发有限公司定制)，水质检测仪(600QS-05，YSI Incorporated)，高速组织捣碎机(DS-1，上海精密仪器仪表有限公司)，LogTag温湿度记录仪(HAX0-8，深圳中级冷链电子有限公司)，pH计(PHS-3C型，梅特勒-托利多仪器有限公司)，数显高速分散匀质机(FJ300-SH型，上海标本模型厂)，色度仪(4500S),电热恒温培养箱(11-N-25S，浙江力辰仪器科技有限公司)，气调包装机(MAP-H360，苏州森瑞保鲜设备有限公司),真空包装机(VS600，深圳市宝石兴包装机械有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 试验流程

(1) 预处理。将粗选、清洗、拣选后的海湾扇贝放入净化与暂养系统，进行24 h净化及24 h暂养。其中循环水流量为1.67 m3/h，贝、水比为1∶20，紫外线光照功率密度为332×2 μW/cm2，循环水温度由15 ℃采用梯度逐级降温，最终在7 ℃下停留6 h。净化过程能够使双壳贝类在洁净的水环境中去除体内细菌和微生物致病菌，暂养过程可实现水体在一定范围内梯度降温，完成活贝运输前的低温驯化，避免因环境温度急剧变化影响其代谢水平，防止突然降温使贝类出现不良应激反应，造成活贝死亡[13]。

(2) 运输包装设计及取样方法。将5枚海湾扇贝平铺放入包装袋(HDPE材质，长32 cm、宽25 cm)中，设置3种不同气体条件(真空、充氧、空气)及0 ℃和5 ℃温度条件，不同气体及温度条件下各60袋，每隔24 h相同温度及气体条件下分别取出3袋作为平行样本，试验设计及分组如表1所示。

表1 试验设计与分组Tab.1 Design and grouping of experiments

1.2.2 指标测定与计算

(1) 存活率。将海湾扇贝放入15 ℃海水中静置20 min，通过刺激海湾扇贝观察其反应，确定海湾扇贝的存活情况。使用水果刀刺激海湾扇贝柱，若海湾扇贝紧闭外壳则判定为活，若无反应则判定其死亡。计算公式为

(1)

(2) 质量失重率。包装前对每袋海湾扇贝称重并编号，记录总质量M1；每天取出对应编号包装袋的海湾扇贝进行称重，记录总质量M2，每组样品设3个平行。计算公式为

(2)

(3) 色度。取海湾扇贝柱用色差计测定L值(明度，反映色泽的亮度)，a值(Hunter 标度中的a轴值，正数代表红色，负数代表绿色)，b值(Hunter标度中的b轴值，正数代表黄色，负数代表蓝色)，同时对色泽差异值E进行评价，于自然灯光下测定色泽，重复3次。计算色度差ΔE:

(3)

ΔE=E测-E初。

(4)

(4) 感官评价。感官评定主要依据口感、色泽、气味(气味正常、无腐败味)、质地(肌肉紧密有弹性和疏松无弹性)综合给予分数[14]。评定人员由 7 名经过培训的评价员组成，定期对贝肉依据GB 2733—2005鲜、冻动物性水产品卫生标准进行评定，并制定感官评定标准(表2)，当总分小于12分时，则判定为无法食用[15]。

(5) 菌落总数。按照国标GB 4789.2—2010食品微生物学检验菌落测定方法[16]，取整肉25 g，剪碎放于225 mL灭菌生理盐水中，均质后制作成1∶10的均匀稀释液。选择合适的稀释度，采用营养琼脂倒平板的方法测定菌落总数。

表2 感官评价评分标准表Tab.2 Standard score scales for sensory evaluation

(6) 糖原含量。取扇贝柱0.2 g，采用糖原测定试剂盒(上海沪震实业有限公司)测定糖原含量[17]。

1.3 数据处理

数据采用Origin 8软件进行统计和绘图，采用SPSS 17.0软件进行单因素方差分析和多重比较，显著性水平设为0.05。

2 结果与分析

2.1 存活率随时间的变化

从图1可见：扇贝存活率随着时间变化呈现明显下降趋势，3种包装方式下扇贝存活率的变化有所差异； 0 ℃和5 ℃下真空包装组扇贝分别在第4天和第3天时出现死亡，第7天和第6天时全部死亡；0 ℃和5 ℃下充氧包装组扇贝分别在第11天和第6天时出现死亡，第15天和第11天时全部死亡；0 ℃和5 ℃下空气包装组扇贝分别在第5天和第4天时出现死亡，第8天和第7天时全部死亡，0 ℃充氧包装延长海湾扇贝存活效果明显。这表明，温度和包装方式两个因素在海湾扇贝无水保活过程中均有较大影响。

2.2 质量失重率随时间的变化

质量失重率的变化如图2所示，随着时间的延长所有组扇贝质量失重率呈明显上升趋势，而且不同包装方式对质量失重率的影响有一定差异，从第4天开始，0 ℃和5 ℃下空气包装组的质量失重率显著高于其他4组(P<0.05)，保活第7天时质量失重率分别为23.56%和22.21%；而0 ℃下真空包装组保活第7天时，质量失重率为16.65%；充氧组由于保活时间较长，质量失重率随时间延长而上升，0 ℃下充氧包装组在第15天时全部死亡，质量失重率达到33.51%，5 ℃下充氧包装在第11天海湾扇贝全部死亡时，其质量失重率达到26.55%。可见，0 ℃条件下的真空包装对活贝海湾扇贝质量失重率影响最小。

图1 0 ℃及5 ℃条件下不同包装方式中海湾扇贝的存活率Fig.1 Survival rate of bay scallop Argopecten irradians in different packaging at 0 ℃ and 5 ℃

2.3 色度随时间的变化

色度差ΔE随时间的变化如图3所示，海湾扇贝色泽随时间的延长均呈明显加深的趋势。其中，空气条件下的海湾扇贝色度差曲线上升最快，第7天时0 ℃和5 ℃下空气包装的海湾扇贝色度差ΔE与其他3组差异显著(P<0.05),而且在全部死亡时的扇贝色泽与刚捕捞上岸的海湾扇贝色泽差异最大，色度差分别达到4.34%和5.12%；0 ℃下真空包装组的色泽变化最小，变化速率也最慢，在第7天全部死亡时海湾扇贝色度差仅为1.68%；0 ℃和5 ℃下充氧包装组的色泽变化较为平缓，但随着贮藏时间的延长色度差最终分别达到3.98%和4.16%，充氧包装组的扇贝随着贮藏时间的延长，最终与空气包装组的色泽相近。

图2 0 ℃及5 ℃条件下不同包装方式中海湾扇贝的质量失重率Fig.2 Weight loss rates of bay scallop Argopecten irradians in different packaging at 0 ℃ and 5 ℃ 注：标有不同小写字母者表示同一时间不同组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同字母者表示组间无显著性差异(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

图3 0 ℃及5 ℃条件下不同包装方式中海湾扇贝的色度差Fig.3 Changes in colour of bay scallop Argopecten irradians in different packaging at 0 ℃ and 5 ℃

2.4 感官品质随时间的变化

从图4可见，海湾扇贝的感官品质随贮藏时间的延长呈明显下降趋势，从第2天开始各组感官品质出现显著性差异(P<0.05)。0 ℃时充氧包装组在前5 d的总评分接近满分(20分)，无论是色泽还是肉质均与刚采捕后的海湾扇贝无明显差异，在第11天时评分降低到12分，但始终没有异味；5 ℃下充氧包装组在第4天时就无法达到满分。0 ℃下真空包装组在第3天时评分急剧下降，在第4天时包装内出现异味，第5天时降低到12分，不可再食用，贮藏至第6天时，出现恶臭，其肉质颜色加深，闭壳肌已基本无力。0 ℃下空气包装组在第5天时出现异味，但肉质比0 ℃下真空包装组更紧实。5 ℃下真空和空气包装组从第3天时开始品质急剧下降，第4天时便不可食用，同时第4天时出现异味，扇贝肉的颜色加深，肉质发硬。由此可见，充氧包装的扇贝保鲜期高于真空和空气包装的扇贝。

图4 0 ℃及5 ℃条件下不同包装方式中海湾扇贝的感官评价Fig.4 Sensory evaluation of bay scallop Argopecten irradians in different packaging at 0 ℃ and 5 ℃

2.5 菌落总数随时间的变化

从图5可见，海湾扇贝的菌落总数随贮藏时间的延长呈明显上升趋势。1～3 d内所有组菌落总数变化无显著性差异(P>0.05), 第3 天后5 ℃下的充氧和空气包装组细菌总数增长速率显著快于0 ℃下的真空组、充氧组和空气组(P<0.05)。0 ℃和5 ℃空气包装组海湾扇贝死亡时，细菌总数为4.6 lg(CFU/g)和4.1 lg(CFU/g)， 高于相同贮藏时间下的充氧和真空包装组。但由于充氧包装对活品海湾扇贝保活期的延长，贮藏后期0 ℃和5 ℃充氧包装的海湾扇贝细菌总数急剧上升，扇贝全部死亡时分别达到5.9 lg(CFU/g)和5.6 lg(CFU/g)。

图5 0 ℃和5 ℃条件下不同包装方式中海湾扇贝的菌落总数Fig.5 Total bacterial count of bay scallop Argopecten irradians in different packaging at 0 ℃ and 5 ℃

2.6 糖原随时间的变化

不同温度及包装方式对海湾扇贝糖原含量的影响如图6所示，海湾扇贝的糖原含量随贮藏时间的延长呈明显下降趋势。真空包装组的海湾扇贝糖原含量下降最为缓慢，第5天时与其他包装方式有显著性差异(P<0.05),0 ℃下真空包装组扇贝第7 天全部死亡时糖原含量达到6.41 mg/g，5 ℃下真空包装组扇贝第6 天全部死亡时糖原含量为6.67 mg/g；0 ℃下充氧和空气包装组在前8 d时糖原含量下降趋势基本相同，5 ℃下充氧和空气包装组在第6天时糖原含量下降趋势基本相同，贮藏前期充氧和空气包装组的糖原含量变化无差异。贮藏后期0 ℃和5 ℃下空气包装组的糖原含量在扇贝全部死亡时分别下降到2.97、1.35 mg/g，糖原含量略低于相同贮藏期的充氧包装组，0 ℃和5 ℃下的充氧包装虽然延长了海湾扇贝的存活期，但其糖原含量在扇贝死亡前仍然降低到最低值，分别为0.45、0.58 mg/g。

图6 0 ℃及5 ℃条件下不同包装方式中海湾扇贝的糖原含量Fig.6 Changes in glycogen contents of bay scallop Argopecten irradians in different packaging at 0 ℃ and 5 ℃

3 讨论

3.1 保活率

从整体保活效果来看，0 ℃条件下3种包装方式的海湾扇贝保活效果明显好于5 ℃条件下的， 0 ℃接近海湾扇贝的生态冰温点，有利于海湾扇贝的存活，这与对青蛤[3]、紫彩血蛤[5]、魁蚶[6]、文蛤[18]等研究结果一致。在相同温度条件下，不同的包装方式对海湾扇贝的存活率也有影响，充氧包装中的海湾扇贝保活时间最长，在保证扇贝正常呼吸的同时抑制了厌氧菌的生长，申淑琦等[1]通过对海湾扇贝进行保湿充氧处理的研究发现，低温充氧保湿能有效提高海湾扇贝存活率，本试验中充氧包装方式在0 ℃条件下100%保活时间可达10 d。而真空包装迫使包装内的海湾扇贝始终紧闭双壳，无法张口活动，只能靠体液短时间维持生命活动[12]。

3.2 质量失重率

充氧和空气包装的海湾扇贝，失重的主要原因是其自身进行生命活动消耗体内物质和体液，以及体内海水的流失[12]。而真空包装的海湾扇贝，外壳被紧压不能正常活动，质量失重率下降缓慢，故真空包装方式对海湾扇贝贮藏期间的质量失重率影响最小，但该种包装方式保活时间较短，短时间贮运可选用真空包装。

3.3 色度差ΔE

色度反映了在贮藏期间海湾扇贝软体颜色的变化程度，在无水保活过程中，随着海湾扇贝体液的流失，导致海湾扇贝软体中水分减少，从而使其颜色加深[19]。相同温度条件下，由于空气为各类微生物提供了舒适的生存环境，空气包装的扇贝因菌落的生长及海湾扇贝自身体液的流失，导致海湾扇贝色泽变化最为明显。而真空包装内的海湾扇贝因体液流失最少，质量失重率下降最低，并有效地控制了微生物的生长，故色度差最小。

3.4 感官品质

通过培训小组的感官评价，5 ℃条件下的3种包装可食用期终点(货架期)的时间短于0 ℃条件下的，这与杨婷婷等[20]对虾夷扇贝的感官评价研究结果一致，接近生态冰温的低温条件，有利于活品海湾扇贝的品质保持。空气包装内微生物生长迅速，随着时间的延长包装内出现明显异味。充氧包装在整个贮藏过程中均无明显异味，可见引起异味的原因是厌氧性生物的生长[21]。

3.5 细菌总数

0 ℃条件下的菌落总数上升的速率总体小于5 ℃条件下的，这是由于低温条件有效抑制了菌落的生长，这与对菲律宾蛤仔[7]、虾夷扇贝[17]的研究结果一致。相同温度条件下空气包装组内菌落总数增长速率快于其他两组，这是由于在包装内空气的作用下，厌氧性菌落和好氧性菌落可以同时生长，从而导致其增长速率最快，菌落数量也最多。真空包装内的菌落增长速率比充氧包装内的菌落增长速率略慢，这是因为在贮藏期间生长的菌落多数是好氧性细菌[21-23]。

3.6 糖原

整个贮藏过程中海湾扇贝未摄食，只能靠糖原作为能源物质维持生命活动。双壳贝以糖原作为主要能量贮藏，外界环境的胁迫使其最先分解糖原供能[24]，海湾扇贝长时间无水饥饿状态，糖原含量则随时间下降。真空包装的糖原消耗最少，这是由于真空包装内缺少氧气，海湾扇贝无法正常进行呼吸，而呼吸正是糖原消耗的主要原因，从而抑制了糖原的消耗[25]。充氧条件下的海湾扇贝随着贮运时间的延长，其生命力不断下降，各项生命活动也逐渐减弱，糖原消耗明显。

4 结论

(1) 3种密封包装的海湾扇贝在0 ℃条件下比5 ℃条件下能更有效地延长存活时间和提升感官品质，尤其3 d后0 ℃条件下的菌落总数增长速率明显缓于5 ℃下的，温度条件对海湾扇贝品质影响明显。

(2) 充氧包装对海湾扇贝的无水保活效果最好，其出现死亡时间比真空、空气包装分别延长7 d和6 d，扇贝全部死亡的时间比真空、空气包装分别延长8 d和7 d。其感官评价分值在5 d内接近满分，11 d后评分降低到12分，始终没有异味。0 ℃条件下充氧包装有利于延长海湾扇贝的保活期，能够有效保持海湾扇贝品质。

(3) 真空包装的海湾扇贝，第7天全部死亡时细菌总数为3.9 lg(CFU/g)，其死亡时质量失重率为16.65%，色度差为1.68%，糖原含量为6.41 mg/g，虽然其质量失重率、色度差和糖原变化保持较好，但其感官评价3 d后分值下降明显，第4天时海湾扇贝就出现异味，真空包装只能短时间保持品质。

(4)空气包装的海湾扇贝，第5天时出现死亡并有异味，第8天全部死亡时细菌总数为4.1 lg(CFU/g)，高于其他两种包装方式，色度差变化为4.16%，也最为明显。