文蛤含沙量超声检测法的建立及初步应用*
2020-02-07荆圆圆刘广斌刘恩孚李翘楚张天文
荆圆圆,刘广斌,2,孙 铭,刘恩孚,3,李翘楚,郭 文,2,张天文,2**
(1.山东省海洋生物研究院,山东青岛 266104;2.山东省海水健康养殖工程技术研究中心,山东青岛 266104;3.青岛市浅海底栖渔业增殖重点实验室,山东青岛 266104)
0 引言
滩涂贝类鲜美可口,营养丰富,有很高的食用和药用价值[1],深受广大消费者喜爱,是我国重要的经济渔业资源[2]。滩涂贝类一般营埋栖生活,具有滤食习性[3],泥沙等有害物质极易进入体内。含沙量的高低直接影响滩涂贝类产品的食用口感和市场价格,因此,滩涂贝类采捕后需进行吐沙等净化处理,并进行含沙量的测定以确定净化效果,进而判断可否满足上市需求。国内对含沙量检测方法尚未有统一标准,目前常用的含沙量测定方法有比重法[4]、感官评价法[5]、酸不溶性灰分测定法[6]等。其中比重法操作步骤较多,贝类所含沙粒极易在测定过程中流失,影响测定结果的准确性;感官评价法,即将鲜贝进行解剖观察,以及通过蒸煮进行口感实验,此方法无法精确定量含沙量,且易受主观判断因素的干扰;酸不溶性灰分测定法,操作步骤多,且盐酸属于严格管制药品,不利于他人重复此实验及大量样品的测定,在实际生产中不易推广应用。
文蛤Meretrixmeretrix通过潜沙实现埋栖生活[7],其体内含沙量相对较高。对底质中不同含沙量与贝类成活率的关系研究表明,沙质越多,成活率越高[8]。但贝类含沙量测定方法的研究在国内缺乏相关报道,我国也没有统一的贝类含沙量测定方法。因此,研究和探讨滩涂贝类含沙量的测定方法,简便、准确测定滩涂贝类含沙量,可为分析不同来源、不同规格文蛤含沙量差异,进而完善贝类净化工艺提供技术参考和数据支撑。
1 材料与方法
1.1 材料
超声法与比重法对比实验:随机取山东省东营市河口区近海机械采捕生产的、未经净化处理的文蛤样品4份,壳长为35.5—62.7 mm。
超声法应用实验:取机械采捕未经净化处理的文蛤样品3份,分别来自山东东营市垦利河口海域(HK)、山东滨州市无棣县大口河入海处(WD)和浙江乐清市养殖池塘(YQ),平均壳长依次为HK,(50.25±3.75) mm;WD,(45.22±5.47) mm;YQ,(46.58±3.70) mm。
实验仪器:超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司,KQ5200型)、KSL可控硅温度控制器(山东龙口市先科仪器公司,SX2-4-10型)、电热鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司,DHG-9245A型)、小型匀浆机、电子天平、筛绢网、玻璃烧杯、玻璃棒、洗瓶、镊子、游标卡尺等。
1.2 方法
1.2.1 取样
每份文蛤样品中随机取6个混匀样品,每个混匀样品至少30粒文蛤。清洗外壳泥沙后蒸熟,用超声法和比重法各测3份,结果取平均值。
1.2.2 比重法
(1)匀浆、清洗:称取200 g鲜贝肉,放入3 000—4 000 r/min匀浆机中匀浆2—3 min,把肉浆倒入已经过105℃烘干至恒重的烧杯中,不断加入清水水洗,搅拌、静置、倾斜去除碎贝肉,重复操作以上步骤,直到碎贝肉完全除去只剩沙为止。
(2)烘干:将烧杯放入105℃鼓风干燥箱,烘干至恒重后称量烧杯和干沙总重。
1.2.3 超声法
(1)超声波清洗机振荡清洗:将筛绢网固定套在烧杯的内部,且保持筛绢网底部悬于烧杯底部上方;称取200 g鲜贝肉,移入筛绢网上,加入清水至淹没贝肉;然后将烧杯放入超声波清洗机中振荡清洗10—15 min,期间用玻璃棒搅动贝肉2—3次,振荡清洗结束后取出烧杯。
(2)洗瓶清洗:用筛绢网包住圆盘的外口并固定住,然后将步骤(1)中经过振荡清洗的贝肉取出放在圆盘上方的筛绢网上;用洗瓶对贝肉进行清洗,洗净后把圆盘底部的清洗液倒回步骤(1)的烧杯中;最后将烧杯静置后倾斜倒掉上部液体,继续加清水进行静置后再倾斜倒掉上部液体,重复此操作2—3遍。
(3)灼烧、称量:将步骤(2)中烧杯底部留下的沉淀倒入坩埚中,经鼓风干燥箱烘干后使用电陶炉碳化,最后移入马弗炉中,在马弗炉中经灼烧后称量坩埚和干沙总重。
1.3 数据分析
1.3.1 含沙量计算
用下列公式计算文蛤的含沙量:
G=(m0-m1)/2,
式中:G为文蛤含沙量(mg/100 g),m1为容器恒重(mg),m0为容器和沙恒重(mg)。
1.3.2 精密度分析
为比较两种方法的精准度,对原始数据进行处理并分析。通常用相对标准偏差(RSD)来表示分析测试结果的精密度。计算公式如下:
相对标准偏差(RSD)=(标准偏差SD/计算结果的算术平均值X)×100%。
2 结果与分析
2.1 超声法和比重法的比较分析
2.1.1 超声法和比重法检测步骤对比
本研究建立了基于筛绢网和超声波分离的贝类体内泥沙含量超声检测法,该方法步骤与比重法的对比情况见表1。
表1 文蛤含沙量比重法和超声法的检测步骤对比
2.1.2 超声法和比重法测定结果差异分析
两种方法测定含沙量的对比结果如表2所示。比重法利用水的浮力去除肉浆,耗时较长、效率较低,且在匀浆过程中颗粒较大的沙易被刀片磨碎,吸附在肉浆上随水流失,影响测定结果的准确性;超声法利用筛绢网和超声波清洗机分离贝肉和沙,提高分离效率,马弗炉灼烧去除沙中其他有机质,提高了测定结果准确性。
表2 文蛤含沙量测定结果
2.2 文蛤含沙量超声检测法的初步应用
2.2.1 两种方法测定不同地区文蛤含沙量的对比
HK组、WD组和YQ组文蛤经超声法测定,含沙量分别为5 064,1 956和113 mg/100 g。其中HK组含沙量最高,YQ组含沙量最低,HK组和WD组含沙量分别是YQ组的45倍和17倍,差异显著。3份样品经超声法测定的含沙量均远高于比重法,最高为9.9倍,最低为6.9倍。
表3 3个不同来源文蛤的含沙量
2.2.2 两种方法测定不同地区文蛤含沙量的精密度
3个地区文蛤经超声法测得的含沙量的相对标准偏差均小于比重法,表明超声检测法精密度更高(表4)。
表4 两种测定方法的相对标准偏差
3 讨论
3.1 两种方法测定文蛤中含沙量差异
目前,我国出台的《贝类净化技术规范》[9]规定了贝类原料及净化贝类产品的要求,但对含沙量的检测方法尚未有统一标准。在常见的几种方法中,感官法无法定量分析含沙量,酸不溶性灰分含量测定法操作烦琐不适于快速、准确地检测大批量样品,地方上也有一些标准涉及含沙量检测方法,如福建省地方标准DB35和江苏省地方标准DB32中采用的检测方法均为比重法,但比重测定法中泥沙极易流失,影响结果的准确性。本研究结果显示,来自3个不同地区的文蛤样品经超声法测定的含沙量均远高于比重法。比重法匀浆时,大颗粒沙易被刀片磨碎,从而吸附在肉浆中随水流失;且仅靠水浮力去除贝肉,需2—3 h分离贝肉和沙,效率太低。匀浆时沙的磨碎程度可能与沙粒径大小和刀片转速有关,粒径较大的沙在刀片转速较快时,易被磨碎;沙的粒径、贝肉表面光滑度和水分影响了贝肉对沙的吸附力,匀浆后的贝肉表面粗糙,更易吸附磨碎后粒径较小的沙。超声法则利用筛绢网和超声波清洗机分离贝肉和沙,避免沙被磨碎,同时简化操作步骤,将贝肉和沙的分离时间缩短至1 h,提高了效率。贝肉再次经洗瓶清洗后,更多地除去了贝肉中的沙,最后马弗炉灼烧去除沙中其他有机杂质,提高了准确性。超声法中所使用的器材大多是实验室中常见的,且可以重复利用,成本较低,可操作性强。超声法解决了比重法中存在的分离效率低和准确性不高的技术难题,对完善贝类净化工艺具有重要意义。
3.2 不同栖息环境中文蛤含沙量差异
黄河携带大量泥沙从东营市垦利区入海,大量泥沙沉积海底,河口海域地理位置接近黄河入海口,底质含沙量较高。无棣文蛤样品从无棣县大口河入海处附近采集,大量淡水的注入使得附近海域底质含沙量相对较低。浙江乐清市养殖池塘为人工池塘,因远离海域,池塘底质含沙量低。本研究中不同来源、不同规格的文蛤含沙量差异较大,其中来自海域的文蛤含沙量均远高于池塘养殖文蛤。池塘水位较浅,水环境和底质稳定,文蛤分布较均匀,机械采捕时难度较小,操作可控;而在海区采捕时,贝类生长区海水深度随涨落潮变化幅度大,海底表层底质各异,地形坑洼不平,贝类分布极不均匀,风浪和海流对船体和采捕机械设备有一定冲力,导致采捕难度大,作业时使得较多泥沙进入文蛤体内,导致含沙量高。
底质是影响贝类重要的非生物因素[10,11],不同海域底质变化较明显[12]。李磊等[13]发现文蛤更倾向于选择沙质含量高的底质作为栖息底质,文蛤潜沙能力随着底质中沙质含量的增加而增强;且不同规格文蛤潜沙能力不同,大规格的文蛤潜沙能力强于中、小规格的文蛤。本研究结果显示,山东两个不同海域文蛤规格不同,含沙量也有差异,HK组文蛤规格大于WD组文蛤,含沙量也较高,可能与底质中泥沙含量和文蛤潜沙深度有关,规格较大文蛤,在泥沙含量较高的底质中潜沙较深,这与李磊等[13]的观点类似。而文蛤具有非选择性滤食的习性[14],滤食时将底质中泥沙等有害物质吸入体内,底质含沙量高易导致文蛤含沙量高,但底质泥沙含量与文蛤含沙量具体关系还有待于进一步研究。
4 结论
本研究建立了一种测定文蛤含沙量的超声法,可简便、准确地测定贝类含沙量。文蛤含沙量与底质沙含量、文蛤潜居深度及采捕操作过程等因素有关。含沙量测定新方法的建立,及对不同来源、不同规格文蛤含沙量差异的分析,为完善贝类净化工艺提供了技术参考和技术支撑。