米紅波, 張 婷,2, 姜 琦,2, 陳敬鑫,*, 儀淑敏, 李學(xué)鵬, 勵(lì)建榮
(1.渤海大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院/國(guó)家魚(yú)糜及魚(yú)糜制品加工技術(shù)研發(fā)分中心/生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心,遼寧 錦州 121013;2.大連工業(yè)大學(xué) 海洋食品精深加工關(guān)鍵技術(shù)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心,遼寧 大連 116034)
蝦夷扇貝(Patinopectenyessoensis)主要分布于中國(guó)北部沿海,2019年全國(guó)貝類海洋捕撈產(chǎn)量41.2萬(wàn)t,其中遼寧作為捕撈產(chǎn)量第二大地區(qū),貝類產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的11.96%[1]。蝦夷扇貝營(yíng)養(yǎng)豐富,味道鮮美,是中國(guó)主要的海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)貝類之一。隨著生活水平的快速提高,人們更加注重食品的品質(zhì),為滿足各地消費(fèi)者對(duì)鮮活貝類的需求,同時(shí)達(dá)到運(yùn)輸成本低、無(wú)污染等要求,蝦夷扇貝的低溫?zé)o水?;钸\(yùn)輸技術(shù)迅速引起了廣大科研工作者的關(guān)注。
低溫?zé)o水?;罴夹g(shù)是通過(guò)生態(tài)冰溫使水產(chǎn)動(dòng)物進(jìn)入休眠狀態(tài),從而降低其新陳代謝速率。在低溫?zé)o水條件下進(jìn)行?;钸\(yùn)輸需考慮環(huán)境因素對(duì)貝類存活率、氧化應(yīng)激、新陳代謝及品質(zhì)產(chǎn)生的影響。0 ℃條件下充氧包裝海灣扇貝可顯著延長(zhǎng)其?;顣r(shí)間,有效保持海灣扇貝?;詈蟮钠焚|(zhì)[2]。田元勇等[3]研究表明,捕后暫養(yǎng)可延遲蝦夷扇貝死后硬化發(fā)生時(shí)間。低溫(0 ℃± 2 ℃)環(huán)境下,以碎冰為介質(zhì)無(wú)水保活蝦夷扇貝7 d,存活率仍可達(dá)73.20%;與以空氣為介質(zhì)相比,扇貝乳酸積累量較少,糖原消耗低,且主要呈味氨基酸保留度高,感官品質(zhì)穩(wěn)定[4]。目前,雖然有關(guān)貝類無(wú)水?;钸\(yùn)輸?shù)难芯枯^多,但主要集中在?;顓?shù)的優(yōu)化方面,系統(tǒng)分析蝦夷扇貝無(wú)水?;钸^(guò)程中和復(fù)水后生理生化指標(biāo)和品質(zhì)變化的研究較少。肌肉是扇貝的主要食用部分,通過(guò)肌肉質(zhì)構(gòu)特性的變化可判斷不同?;顣r(shí)間下蝦夷扇貝的品質(zhì)狀態(tài)。與鰓部組織相比,肝臟更容易采集,且肝臟中有許多與生命體征相關(guān)的活性較高的酶,通過(guò)分析這些酶的活性以揭示扇貝氧化應(yīng)激、新陳代謝的變化情況,可為蝦夷扇貝的無(wú)水?;钸\(yùn)輸提供理論基礎(chǔ)。本研究以蝦夷扇貝為對(duì)象,分析暫養(yǎng)時(shí)間、濕度、氧氣和溫度4個(gè)主要環(huán)境因素對(duì)其存活率的影響,確定優(yōu)化無(wú)水?;顥l件,探究蝦夷扇貝在無(wú)水保活和復(fù)水過(guò)程中肌肉的質(zhì)構(gòu)特性和肝臟的生化特性。
蝦夷扇貝,個(gè)體鮮活、大小均勻,殼長(zhǎng)(45.0±5.2)mm,2020年9月分批購(gòu)自遼寧省錦州市凌西大街農(nóng)貿(mào)市場(chǎng),將其放入加冰的泡沫箱內(nèi)運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室。海水晶購(gòu)自遼寧省錦州市凌西大街農(nóng)貿(mào)市場(chǎng),海水晶與去離子水按料液比(kg/L)1∶31配制成人工海水。超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、溶菌酶(LZM)、乳酸脫氫酶(LDH)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)和糖原(Glc)試劑盒均購(gòu)自南京建成生物工程研究所。
5804R型高速冷凍離心機(jī),德國(guó)Eppendorf公司;GI54DS型高壓滅菌鍋,廈門至微儀器有限公司;GDN型光照培養(yǎng)箱,上海標(biāo)卓科學(xué)儀器有限公司;TA.XT Express型質(zhì)構(gòu)儀,英國(guó)Stable Micro System公司;UV- 2100型紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì),日本Shimadzu公司;Forma70型-80 ℃超低溫冰箱,美國(guó)TA公司;MS105DU型分析天平,深圳市力達(dá)信儀器有限公司;HH- 4型數(shù)顯恒溫水浴鍋,常州智博瑞電器有限公司。
1.3.1優(yōu)化無(wú)水?;顥l件的測(cè)定
根據(jù)存活率確定優(yōu)化暫養(yǎng)時(shí)間、?;顪囟龋⒋_定保濕、充氧條件對(duì)存活率的影響。將蝦夷扇貝以貝水質(zhì)量比1∶2放入20 ℃人工海水中分別暫養(yǎng)不同時(shí)間(0、15、30、60 min),暫養(yǎng)后放入鋪有或未鋪有人工海水浸濕紗布的塑料筐中,并置于不同溫度的恒溫箱中(-1、0、2、4、6 ℃),每隔12 h測(cè)定存活率。為探究氧氣對(duì)存活率的影響,將蝦夷扇貝放入鋪有人工海水浸濕紗布的聚乙烯材質(zhì)自封袋(長(zhǎng)32 cm,寬22 cm,12絲)底,并向袋中充入體積分?jǐn)?shù)99.9%的氧氣后密封;未充氧組處理方法同保濕組。
在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行無(wú)水?;顚?shí)驗(yàn),分別測(cè)定?;钋?0 h)、?;钸^(guò)程中(24、48、72、96 h)和復(fù)水后(4、8 h)蝦夷扇貝肌肉的質(zhì)構(gòu)特性和肝臟的各項(xiàng)生理生化指標(biāo),每個(gè)時(shí)間點(diǎn)各取10枚扇貝。
復(fù)水過(guò)程:不同?;顣r(shí)間后,每組隨機(jī)取出10枚蝦夷扇貝,放入20 ℃的人工海水里進(jìn)行復(fù)水。
1.3.2存活率的測(cè)定
將無(wú)水保活后的蝦夷扇貝轉(zhuǎn)移至20 ℃人工海水中,參照Z(yǔ)amora等[5]的方法對(duì)張殼的蝦夷扇貝進(jìn)行10次快速敲擊,若閉合即為存活,若沒(méi)有閉合即為死亡。存活率(S)計(jì)算見(jiàn)式(1)。
(1)
1.3.3樣品的采集
蝦夷扇貝在優(yōu)化保活條件下進(jìn)行無(wú)水?;詈?,用消毒后的手術(shù)刀迅速去殼取扇貝橫紋肌和肝臟,肝臟和一部分扇貝肌肉放于-80 ℃冰箱分別保存,另一部分扇貝肌肉用于質(zhì)構(gòu)的測(cè)定。
1.3.4質(zhì)構(gòu)的測(cè)定
將扇貝肌肉切成1 cm×1 cm×1 cm的立方體,采用質(zhì)構(gòu)儀的TPA模式測(cè)定肌肉的硬度、彈性、黏聚性和咀嚼性。測(cè)定條件:選用P/50型號(hào)探頭,形變量30%,觸發(fā)力0.074 N,測(cè)試速度1 mm/s,每個(gè)時(shí)間點(diǎn)設(shè)定6個(gè)平行。
1.3.5酶活性及糖原質(zhì)量比的測(cè)定
肌肉中LDH活性、Glc質(zhì)量比及肝臟中SOD、CAT、LZM、GOT、GPT活性均按照試劑盒的方法進(jìn)行測(cè)定,每個(gè)時(shí)間點(diǎn)設(shè)定3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)。
1)LDH活性測(cè)定。LDH能催化乳酸生成丙酮酸,丙酮酸與2,4-二硝基苯反應(yīng)生成丙酮酸二硝基苯腙,在堿性溶液中呈棕紅色,通過(guò)比色可求出酶活性。
2)Glc質(zhì)量比測(cè)定。Glc在濃硫酸的作用下可脫水生成糖醛衍生物,后者再與蒽酮作用形成藍(lán)色化合物,與同法處理的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液比色定量。
3)SOD活性測(cè)定。采用黃嘌呤氧化酶法(羥胺法)測(cè)定。
4)CAT活性測(cè)定。CAT分解過(guò)氧化氫的反應(yīng)可通過(guò)加入鉬酸銨迅速終止,剩余的過(guò)氧化氫與鉬酸銨作用產(chǎn)生一種淡黃色的絡(luò)合物,在405 nm處測(cè)定其生成量,可計(jì)算出CAT活性。
5)LZM活性測(cè)定。LZM能水解細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖,使細(xì)菌裂解而濃度降低,透光度增強(qiáng),故可以根據(jù)透光度變化來(lái)推測(cè)LZM的活性。
6)GOT活性測(cè)定。GOT能使α-酮戊二酸的酮基與天門冬氨酸的氨基相互轉(zhuǎn)換,生成草酰乙酸和谷氨酸,草酰乙酸在反應(yīng)過(guò)程中可自行脫羧成丙酮酸,丙酮酸與2,4-二硝基苯肼反應(yīng)生成2,4-二硝基苯腙,在堿性溶液中顯紅棕色,比色后,查標(biāo)準(zhǔn)曲線可得酶活性。
7)GPT活性測(cè)定。在37 ℃及pH值7.4條件下,GPT作用于丙氨酸及α-酮戊二酸組成的底物,生成丙酮酸。反應(yīng)30 min后加入2,4-二硝基苯肼鹽酸溶液終止反應(yīng),同時(shí)2,4-二硝基苯肼與丙酮酸中羰基加成,生成丙酮酸苯腙。苯腙在堿性條件下呈紅棕色,于505 nm處測(cè)吸光度并計(jì)算酶活性。
利用SPSS 22.0軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,采用單因素方差分析和Duncann多重比較分析,P<0.05為差異顯著。結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用Origin 8對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和繪圖。
暫養(yǎng)凈化能夠有效去除雙殼貝類體內(nèi)的微生物和致病菌,延長(zhǎng)?;顣r(shí)間[6]。暫養(yǎng)時(shí)間對(duì)無(wú)水保活過(guò)程中蝦夷扇貝存活率的影響如圖1。隨著?;顣r(shí)間的延長(zhǎng),各組蝦夷扇貝的存活率均逐漸降低。然而,在同一?;顣r(shí)間下,暫養(yǎng)15 min的蝦夷扇貝存活率明顯高于其他組(P<0.05),在無(wú)水保活72 h時(shí),存活率仍可達(dá)72.5%。對(duì)于未暫養(yǎng)的蝦夷扇貝,由于泥沙和微生物未去除,導(dǎo)致無(wú)水?;詈笃诩?xì)菌大量繁殖,60 h后存活率顯著低于暫養(yǎng)15 min組(P<0.05)。短暫的暫養(yǎng)不僅可以緩解運(yùn)輸壓力,減弱氧化應(yīng)激反應(yīng),起到凈化作用,而且還能減緩Glc的消耗[6]。暫養(yǎng)60 min的蝦夷扇貝在無(wú)水?;钸^(guò)程中存活率迅速降低(圖1),這是因?yàn)殡S著暫養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),蝦夷扇貝在未進(jìn)食的狀態(tài)下為了維持基本的新陳代謝,Glc、脂質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)直接被作為能源物質(zhì)消耗。其次,受環(huán)境因素影響,蝦夷扇貝在運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室的過(guò)程中會(huì)受到一定的損傷,暫養(yǎng)越久,能量損耗越多,生命體征越弱。同時(shí),暫養(yǎng)過(guò)程中一些對(duì)蝦夷扇貝后期存活不利的微生物繁殖,暫養(yǎng)時(shí)間越長(zhǎng),微生物繁殖速度也加快,導(dǎo)致存活率降低[6-7]。張玉晗[8]研究發(fā)現(xiàn):與暫養(yǎng)6 h相比,暫養(yǎng)12 h會(huì)加快花鱸魚(yú)在無(wú)水?;钸^(guò)程中的細(xì)胞凋亡,對(duì)肝臟代謝水平和生命活力產(chǎn)生負(fù)面影響,導(dǎo)致存活率降低。本研究結(jié)果表明,與暫養(yǎng)30、60 min組相比,15 min的短暫暫養(yǎng)可以避免蝦夷扇貝本身能量物質(zhì)的消耗,有利于其后期的低溫?zé)o水?;睢R虼?,本研究確定優(yōu)化暫養(yǎng)時(shí)間為15 min。
圖1 暫養(yǎng)時(shí)間對(duì)蝦夷扇貝存活率的影響Fig.1 Effect of temporary rearing time on survival rate of Patinopecten yessoensis
濕度是貝類無(wú)水?;罴夹g(shù)中的關(guān)鍵因子,環(huán)境中濕度的變化會(huì)直接影響扇貝體內(nèi)的水分含量,從而影響其代謝速率。濕度對(duì)無(wú)水?;钸^(guò)程中蝦夷扇貝存活率的影響見(jiàn)圖2。隨著?;顣r(shí)間的增加,兩組的存活率總體都呈下降趨勢(shì)。無(wú)水保活72 h過(guò)程中,保濕組的存活率始終高于未保濕組,且2組扇貝在無(wú)水?;?6 h時(shí)存活率差距達(dá)到最大值。因?yàn)樨愵愑蓵吼B(yǎng)環(huán)境轉(zhuǎn)入無(wú)水?;瞽h(huán)境下,未保濕組脫離水環(huán)境,自身消耗和體內(nèi)水分蒸發(fā)導(dǎo)致水分含量降低,同時(shí)未能得到及時(shí)補(bǔ)充,扇貝閉殼以保留水分,進(jìn)而降低了氧氣攝入,最終導(dǎo)致存活率下降[9]。無(wú)水?;?0 h后,濕紗布水分揮發(fā)殆盡,2組存活率差異隨之減小。已有研究表明:蝦夷扇貝濕藏48 h時(shí),存活率仍為100%,且Glc含量、pH值、三磷酸腺苷含量和核苷酸能荷值雖有所波動(dòng)但總體趨于穩(wěn)定,而干露處理的蝦夷扇貝失重率增加,且48 h內(nèi)全部死亡[10]。因此,在低溫?zé)o水?;钸^(guò)程中,可采取一系列保濕措施來(lái)處理蝦夷扇貝。
圖2 濕度對(duì)蝦夷扇貝存活率的影響Fig.2 Effect of humidity on survival rate of Patinopectenyessoensis
在水產(chǎn)品的無(wú)水保活過(guò)程中,氧氣不足會(huì)導(dǎo)致組織缺氧產(chǎn)生應(yīng)激脅迫,組織結(jié)構(gòu)、耗氧率、呼吸代謝、個(gè)體行為以及免疫應(yīng)答等多方面發(fā)生改變,影響機(jī)體各個(gè)系統(tǒng)發(fā)揮正常功能[11]。氧氣對(duì)無(wú)水?;钸^(guò)程中蝦夷扇貝存活率的影響如圖3。在無(wú)水?;?6 h前,未充氧組蝦夷扇貝的存活率稍高于充氧組。?;畛跏茧A段,環(huán)境中氧氣濃度的升高使扇貝處于生命活動(dòng)旺盛時(shí)期,促進(jìn)其新陳代謝的同時(shí),個(gè)體之間也會(huì)發(fā)生碰撞,導(dǎo)致機(jī)械損傷從而降低存活率。無(wú)水?;?8 h后,充氧組蝦夷扇貝的存活率顯著高于未充氧組(P<0.05),這是因?yàn)榇醒鯕庵饾u消耗,未充氧組由于個(gè)體堆疊導(dǎo)致氧氣不足,引起缺氧脅迫,使死亡率升高。已有研究發(fā)現(xiàn):在-2、0、4 ℃條件下,充氧處理的海灣扇貝存活率均高于未充氧組,在?;? d時(shí)其存活率依然達(dá)到100%[12]。因此,為了提高存活率,無(wú)水?;钗r夷扇貝時(shí)充氧處理有明顯優(yōu)勢(shì)。
圖3 氧氣對(duì)蝦夷扇貝存活率的影響Fig.3 Effect of oxygen on survival rate of Patinopectenyessoensis
溫度對(duì)無(wú)水?;钸^(guò)程中蝦夷扇貝存活率的影響見(jiàn)圖4。隨著無(wú)水?;顣r(shí)間的延長(zhǎng),不同溫度下蝦夷扇貝的存活率均逐漸降低。在相同保活時(shí)間下,0 ℃保活組的存活率最高,無(wú)水?;?6 h時(shí)仍可達(dá)到85%以上。隨著溫度的升高,蝦夷扇貝的存活率逐漸降低。0 ℃接近蝦夷扇貝的生態(tài)冰溫,此時(shí)扇貝處于休眠或半休眠狀態(tài),代謝活動(dòng)比較微弱,可以較長(zhǎng)時(shí)間保持生命活力。曾鵬[13]研究表明:在生態(tài)冰溫下儲(chǔ)藏蝦夷扇貝,可使其處于未死亡的休眠狀態(tài),最大限度地降低新陳代謝速度并維持活體狀態(tài),長(zhǎng)期保持其原有的色、香、味和口感。而過(guò)高的環(huán)境溫度會(huì)降低貝類的免疫反應(yīng),提高被病毒感染的可能性,增加貝類的死亡率[14]。高加龍等[15]在4、10、15 ℃這3個(gè)溫度下保活香港牡蠣,發(fā)現(xiàn)4 ℃下存活率、菌落總數(shù)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均優(yōu)于其他2個(gè)溫度。不同物種的生態(tài)冰溫范圍各不相同,例如將保活溫度從1 ℃降至0 ℃,鯽魚(yú)無(wú)水?;顣r(shí)間得以延長(zhǎng)[16];而環(huán)境溫度低于10 ℃就會(huì)加速羅非魚(yú)的死亡[17]。蝦夷扇貝在-1 ℃無(wú)水?;?4 h時(shí),存活率降至84%(圖4),說(shuō)明溫度過(guò)低會(huì)加劇蝦夷扇貝的死亡速度,這是因?yàn)檩^低的環(huán)境溫度會(huì)引起貝類機(jī)體的應(yīng)激反應(yīng),為了適應(yīng)環(huán)境溫度,維持機(jī)體溫度的正常水平,貝類會(huì)進(jìn)行大量的產(chǎn)能活動(dòng),消耗機(jī)體內(nèi)糖原等供能、儲(chǔ)能物質(zhì),超過(guò)貝類生存的極限時(shí),會(huì)造成貝類死亡[4]。因此,確定0 ℃為蝦夷扇貝的優(yōu)化無(wú)水?;顪囟?。
圖4 溫度對(duì)蝦夷扇貝存活率的影響Fig.4 Effect of temperature on survival rate of Patinopecten yessoensis
2.5.1對(duì)蝦夷扇貝肌肉質(zhì)構(gòu)特性的影響
質(zhì)構(gòu)特性是反映水產(chǎn)品新鮮度的品質(zhì)指標(biāo)之一,其中,硬度表現(xiàn)為人體的觸覺(jué)柔軟或堅(jiān)硬,是使蝦夷扇貝肌肉組織保持形狀的結(jié)合力;彈性反映了外力作用時(shí)的變形及去力后的回復(fù)程度;黏聚性是指肌肉組織的口感和可塑性;咀嚼性是指咀嚼固體食物所需的能量,新鮮的肌肉蛋白質(zhì)及其水化層形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較致密,咀嚼性較高[18]。扇貝在?;詈蛷?fù)水過(guò)程中硬度、彈性、黏聚性和咀嚼性均有一定改變,結(jié)果如表1。隨著無(wú)水?;顣r(shí)間的延長(zhǎng),硬度、彈性和咀嚼性均呈下降趨勢(shì),而黏聚性逐漸增加。復(fù)水后各項(xiàng)質(zhì)構(gòu)參數(shù)均有所恢復(fù),然而,硬度、彈性和咀嚼性在復(fù)水8 h后仍顯著低于保活前(P<0.05),黏聚性仍顯著高于?;钋?P<0.05),說(shuō)明復(fù)水后蝦夷扇貝的質(zhì)構(gòu)特性仍恢復(fù)不到初始水平。這可能是由于低溫?zé)o水?;畹奈r夷扇貝長(zhǎng)時(shí)間受到饑餓脅迫,脂質(zhì)代謝機(jī)制發(fā)生改變,機(jī)體通過(guò)促進(jìn)脂肪組織分解和抑制脂質(zhì)合成的調(diào)控,利用自身的脂質(zhì)提供能量,以維持正常的生命活動(dòng)。未進(jìn)食時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng),則會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽肯募∪庵械牡鞍踪|(zhì)維持生存[19]。另外,肌肉中糖原分解為葡萄糖,葡萄糖繼續(xù)分解為水和二氧化碳,使得肌肉中水分增加[20],也會(huì)導(dǎo)致蝦夷扇貝肌肉的質(zhì)構(gòu)特性減弱。
表1 低溫?zé)o水?;顚?duì)蝦夷扇貝肌肉質(zhì)構(gòu)特性的影響Tab.1 Effect of waterless keep-alive at low temperature on muscle texture characteristics of Patinopecten yessoensis
2.5.2對(duì)蝦夷扇貝肌肉LDH活性和Glc質(zhì)量比的影響
在無(wú)水保活過(guò)程中,水產(chǎn)動(dòng)物依靠自身代謝消耗能量維持正常生理功能,LDH是糖代謝中催化丙酮酸向乳酸轉(zhuǎn)化的酶[21]。低溫?zé)o水?;顚?duì)蝦夷扇貝肌肉LDH活性的影響見(jiàn)圖5,隨著保活時(shí)間的延長(zhǎng),扇貝肌肉中LDH活性顯著上升(P<0.05),尤其在?;詈笃冢?6 h時(shí)LDH活性比72 h時(shí)增加了80.8%。這是因?yàn)榈綗o(wú)水?;詈笃冢醒鯕獠蛔?,蝦夷扇貝主要進(jìn)行無(wú)氧代謝,低氧脅迫下導(dǎo)致LDH活性升高[22]。復(fù)水后扇貝肌肉中LDH活性迅速下降,與無(wú)水保活96 h時(shí)相比,復(fù)水4 h時(shí)LDH活性下降了83.2%。復(fù)水后環(huán)境中氧氣含量增加,呼吸代謝轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒鹾粑?,?dǎo)致LDH活性降低。
Glc是雙殼貝類體內(nèi)主要的能源物質(zhì),在攝入的食物無(wú)法供應(yīng)機(jī)體能量需求時(shí),Glc會(huì)被分解,維持貝體正常新陳代謝。低溫?zé)o水?;顚?duì)蝦夷扇貝肌肉Glc質(zhì)量比的影響見(jiàn)圖5,與保活前相比,低溫?zé)o水?;钸^(guò)程中蝦夷扇貝肌肉中Glc質(zhì)量比顯著降低(P<0.05)。扇貝在無(wú)水?;钋捌?,Glc作為首要供能物質(zhì)被大量消耗,后期Glc不足,脂肪和蛋白質(zhì)接替Glc供能,導(dǎo)致肌肉的質(zhì)構(gòu)特性變差(表1)。復(fù)水后扇貝肌肉中Glc質(zhì)量比顯著升高(P<0.05),這可能是因?yàn)閺?fù)水后大量乳酸在線粒體中發(fā)生糖異生反應(yīng)生成葡萄糖,平衡機(jī)體糖原水平從而使Glc質(zhì)量比升高。丁晨雨[23]在利用二氧化碳麻醉?;铞桇~(yú)中發(fā)現(xiàn),保活15 h時(shí)肝糖原含量大幅下降,復(fù)水后恢復(fù)到正常水平。
不同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。圖5 低溫?zé)o水保活后蝦夷扇貝肌肉LDH活性和 Glc質(zhì)量比的變化Fig.5 Changes of LDH activity and Glc mass ratio in muscle of Patinopecten yessoensis after waterless keep-alive at low temperature
2.6.1對(duì)蝦夷扇貝肝臟SOD和CAT活性的影響
SOD和CAT是肝臟中的免疫相關(guān)酶,維持著蝦夷扇貝免疫系統(tǒng)的穩(wěn)定。低溫?zé)o水?;顚?duì)蝦夷扇貝肝臟SOD和CAT活性的影響見(jiàn)圖6。SOD在機(jī)體的氧化與抗氧化平衡中起著至關(guān)重要的作用,能清除超氧陰離子自由基,使細(xì)胞免受損傷。當(dāng)扇貝受到環(huán)境脅迫時(shí),SOD活性的變化在一定程度上可反映機(jī)體免疫機(jī)能的變化。隨著低溫?zé)o水?;顣r(shí)間的延長(zhǎng),蝦夷扇貝肝臟中SOD活性顯著上升(P<0.05)。復(fù)水后,SOD活性迅速降低,與?;?4 h和48 h時(shí)無(wú)顯著性差異(P>0.05),但仍顯著高于?;钋?P<0.05)。低溫逆境導(dǎo)致機(jī)體中的超氧陰離子自由基大量增加,免疫系統(tǒng)被激活,機(jī)體通過(guò)生成大量的SOD來(lái)維持抗氧化系統(tǒng)的穩(wěn)定。然而,隨著?;顣r(shí)間的延長(zhǎng),扇貝耗氧量增加,機(jī)體自由基代謝紊亂,自由基在體內(nèi)大量積累,從而損害機(jī)體細(xì)胞和組織正常的生理機(jī)能和免疫防御能力,進(jìn)而提高對(duì)病原微生物的易感性[24]。Wang等[25]研究發(fā)現(xiàn)櫛孔扇貝在遇到高溫脅迫時(shí),體內(nèi)出現(xiàn)免疫應(yīng)答,血清中的SOD活性迅速上升。日本囊對(duì)蝦經(jīng)歷無(wú)水脅迫后重新置于海水中,SOD等抗氧化酶活性降低到正常水平,說(shuō)明抗氧化防御系統(tǒng)經(jīng)歷一定程度的氧化應(yīng)激后可以恢復(fù)[26]。Christophersen等[27]研究表明:貝類在保活后免疫系統(tǒng)的恢復(fù)能力會(huì)隨?;顣r(shí)間的延長(zhǎng)而降低,在長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)急脅迫下復(fù)水后的扇貝SOD活力無(wú)法恢復(fù)到新鮮水平。
內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)在保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激中發(fā)揮重要作用,CAT可將過(guò)氧化氫轉(zhuǎn)化成分子氧和水,從而降低過(guò)氧化氫在體內(nèi)的含量,使細(xì)胞免受過(guò)氧化氫的毒害[28]。由圖6可知,無(wú)水?;?4 h時(shí)扇貝肝臟中CAT活性與?;钋盁o(wú)顯著性差異(P>0.05);隨著?;顣r(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng),CAT活性顯著上升(P<0.05),復(fù)水后又迅速下降。無(wú)水?;钸^(guò)程中SOD活性的升高導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生大量的過(guò)氧化氫,從而激活CAT,以清除過(guò)氧化氫和由脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的氫過(guò)氧化物[29]。這與本研究結(jié)果中CAT和SOD活性的變化趨勢(shì)也是一致的。Xu等[30]研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)環(huán)境條件惡化時(shí),南美白對(duì)蝦體內(nèi)CAT活性升高,環(huán)境得到改善后,機(jī)體逐漸適應(yīng)并得到恢復(fù),這與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果一致。
不同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。圖6 低溫?zé)o水?;詈笪r夷扇貝肝臟SOD和CAT 活性的變化Fig.6 Changes of SOD and CAT activities in liver of Patinopecten yessoensis after waterless keep-alive at low temperature
2.6.2對(duì)蝦夷扇貝肝臟LZM活性的影響
LZM是貝類非特異性免疫系統(tǒng)中重要的免疫酶之一,是評(píng)價(jià)貝類生理和免疫狀況的重要指標(biāo),當(dāng)蝦夷扇貝在?;钸^(guò)程中受到環(huán)境脅迫時(shí),自身會(huì)通過(guò)調(diào)節(jié)LZM活性來(lái)應(yīng)對(duì)環(huán)境變化下的免疫功能弱化。低溫?zé)o水保活對(duì)蝦夷扇貝肝臟LZM活性的影響見(jiàn)圖7。低溫?zé)o水?;顥l件下,扇貝肝臟LZM活性顯著升高(P<0.05),無(wú)水?;?6 h時(shí)達(dá)到最大值,復(fù)水后扇貝LZM活性迅速降低至與?;?4 h時(shí)無(wú)顯著性差異的水平(P>0.05),但仍顯著高于?;钋?P<0.05)。環(huán)境脅迫會(huì)使蝦夷扇貝發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng),促使肝臟中SOD、CAT應(yīng)激酶活性升高,為了維持免疫系統(tǒng)的穩(wěn)定,LZM發(fā)揮了重大功能,其在低溫?zé)o水?;钸^(guò)程中和復(fù)水后的變化趨勢(shì)與肝臟SOD和CAT的活性變化相同(圖6、圖7)。由于包裝內(nèi)環(huán)境中微生物的變化,?;钸^(guò)程中LZM活性增強(qiáng)有利于保護(hù)水產(chǎn)動(dòng)物免受病原體侵害[31]。復(fù)水后蝦夷扇貝體內(nèi)各免疫機(jī)制得以恢復(fù),LZM作為細(xì)菌抑制劑,其活性隨活性氧含量減少而降低,長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)激反應(yīng)超過(guò)LZM耐受限度導(dǎo)致活力恢復(fù)不到新鮮水平[32]。
不同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。圖7 低溫?zé)o水?;詈笪r夷扇貝肝臟LZM活性的變化Fig.7 Changes of LZM activity in liver of Patinopectenyessoensis after waterless keep-alive at low temperature
2.6.3對(duì)蝦夷扇貝肝臟GOT和GPT活性的影響
GOT和GPT是動(dòng)物體內(nèi)重要的氨基酸轉(zhuǎn)移酶,其活性高低是判定肝臟是否受損的重要指標(biāo)。當(dāng)肝臟中毒或產(chǎn)生炎癥時(shí),GOT和GPT活性迅速增加[33]。低溫?zé)o水?;顚?duì)蝦夷扇貝肝臟GOT和GPT活性的影響如圖8。隨著無(wú)水?;顣r(shí)間的延長(zhǎng),GOT和GPT活性均逐漸升高,?;?6 h時(shí)達(dá)到最大值。復(fù)水后GOT活性恢復(fù)到與?;钋吧蓉悷o(wú)顯著性差異的水平(P>0.05)。復(fù)水4 h時(shí)扇貝肝臟GPT活性與?;?4 h時(shí)的無(wú)顯著性差異(P>0.05),復(fù)水8 h時(shí)GPT活性又顯著上升(P<0.05),但與?;?8 h時(shí)的無(wú)顯著性差異(P>0.05)。
隨著?;顣r(shí)間的延長(zhǎng),扇貝有氧代謝強(qiáng)度降低,體內(nèi)蛋白質(zhì)發(fā)生變性,這可能也是無(wú)水保活96 h時(shí)蝦夷扇貝存活率迅速降低的原因之一。保活后期扇貝肝細(xì)胞受到損傷,組織代謝和免疫功能受到短暫性的紊亂,GOT和GPT被大量釋放[34]。復(fù)水后抗氧化系統(tǒng)大量清除保活過(guò)程中產(chǎn)生的自由基,使得損傷和紊亂快速的恢復(fù),不會(huì)對(duì)扇貝造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。然而,隨著復(fù)水時(shí)間的延長(zhǎng),扇貝代謝強(qiáng)度增加導(dǎo)致水質(zhì)逐漸惡化,水中又未進(jìn)行充氧處理,使扇貝再次受到環(huán)境脅迫,肝細(xì)胞受損[35]。
不同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。圖8 低溫?zé)o水保活后蝦夷扇貝肝臟GOT和GPT 活性的變化Fig.8 Changes of GOT and GPT activities in liver of Patinopecten yessoensis after waterless keep-alive at low temperature
蝦夷扇貝的優(yōu)化低溫?zé)o水?;顥l件為暫養(yǎng)時(shí)間15 min、保濕、充氧、?;顪囟? ℃,在此條件下無(wú)水保活96 h時(shí)存活率仍可達(dá)85%。隨著無(wú)水?;顣r(shí)間的延長(zhǎng),扇貝肌肉的硬度、彈性和咀嚼性均呈下降趨勢(shì),而黏聚性逐漸增加,復(fù)水后各項(xiàng)質(zhì)構(gòu)參數(shù)均有所恢復(fù)。扇貝肌肉中LDH活性逐漸升高,Glc質(zhì)量比顯著降低,復(fù)水后又轉(zhuǎn)回有氧呼吸。無(wú)水保活過(guò)程中扇貝體內(nèi)自由基代謝發(fā)生紊亂,免疫力降低但并未造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷。肝臟中的SOD、CAT、GOT、GPT和LZM活性在無(wú)水?;钸^(guò)程中顯著上升,復(fù)水后迅速降低。無(wú)水?;顮顟B(tài)下,扇貝由有氧呼吸逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)氧呼吸。因此,可采用低溫、保濕、充氧的方式對(duì)蝦夷扇貝進(jìn)行無(wú)水?;?,?;钸^(guò)程對(duì)扇貝肌肉和肝臟造成了一定的損傷,但復(fù)水后均有所恢復(fù),仍可保持鮮活蝦夷扇貝的品質(zhì)。本研究分析了蝦夷扇貝在低溫?zé)o水保活過(guò)程中肌肉品質(zhì)和肝臟生化指標(biāo)的變化,后續(xù)將研制相應(yīng)品質(zhì)指標(biāo)和生化指標(biāo)檢測(cè)的傳感器,旨在為監(jiān)測(cè)和控制無(wú)水?;钸\(yùn)輸過(guò)程中貝類品質(zhì)提供理論基礎(chǔ),從而完善和優(yōu)化無(wú)水?;钸\(yùn)輸技術(shù)。