羅氏沼蝦低溫有水?；钤囼?/h1>
2020-11-10 09:15:12楊豐吳涵王逸鑫李念施文正汪之和
楊豐，吳涵，王逸鑫，李念，施文正,2，汪之和,2,3*
羅氏沼蝦低溫有水?；钤囼?/p>
楊豐1，吳涵1，王逸鑫1，李念1，施文正1,2，汪之和1,2,3*
(1.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306；2.國家淡水水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)分中心(上海)，上海 201306；3.上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海 201306)
通過對保活溫度(12、15、17、20、23、25 ℃)，蝦與水質(zhì)量比(1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶15)和暫養(yǎng)時間(0、12、24、36、48 h) 3個因素的單因素試驗和正交試驗，確定羅氏沼蝦低溫?；畹淖罴压に嚄l件，并檢測低溫?；钸^程中的水質(zhì)指標(biāo)及肌肉、血液、肝臟等蝦體組織指標(biāo)的變化，探究影響羅氏沼蝦的?；顧C理。結(jié)果表明：羅氏沼蝦的臨界溫度為9 ℃；單因素試驗中，最佳保活溫度為20 ℃，最佳蝦與水質(zhì)量比為1∶10，最佳暫養(yǎng)時間為24 h；正交試驗中，最優(yōu)工藝為?；顪囟?0 ℃、蝦與水質(zhì)量比1∶12、暫養(yǎng)時間24 h，?；?4 h內(nèi)存活率可達100%；以正交優(yōu)化后的最優(yōu)工藝條件進行羅氏沼蝦的低溫?；钤囼?，水樣中氨氮質(zhì)量濃度和菌落總數(shù)顯著上升(＜0.05)，但溶解氧質(zhì)量濃度、pH均仍在適宜羅氏沼蝦存活范圍內(nèi)變化，肌肉糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)、pH和三磷酸腺苷(ATP)質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降，乳酸濃度顯著上升(＜0.05)，血液谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)活力顯著上升(＜0.05)，肝臟糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著下降(＜0.05)，總超氧化物歧化酶(T-SOD)活力先降后升，而丙二醛(MDA)含量則先升后降。說明水質(zhì)指標(biāo)的變化會影響蝦體肌肉、血液及肝臟各組織正常的生理代謝，從而影響其?；顣r間和存活率。
羅氏沼蝦；有水?；?；低溫保活；?；顪囟?；暫養(yǎng)時間；?；顣r間；存活率
水產(chǎn)品因其富含優(yōu)質(zhì)蛋白且味道鮮美，廣受大眾喜愛。隨著人們生活品質(zhì)的提高，廣大消費者對水產(chǎn)品的要求逐步從“有的吃”轉(zhuǎn)變到“吃得好”，對鮮活水產(chǎn)品的?；钸\輸也提出了更高的要求[1-2]。水產(chǎn)品常用的?；罘椒ㄓ袃羲ā⒃鲅醴?、麻醉法、低溫法等。低溫法因其健康綠色、操作簡便、成本低廉而深受青睞。
目前，對低溫?；畹难芯恐饕杏隰~類，對蝦類的?；?，尤其對中國四大淡水蝦之一的羅氏沼蝦的?；钛芯繄蟮罉O少。SALIN[3]和COYLE等[4]分別研究了不同降溫速率和溫度對羅氏沼蝦存活的影響，證實通過一定的降溫速率和溫度控制可提高羅氏沼蝦的存活率。鑒于此，本研究中，采用低溫有水?；罘?，研究羅氏沼蝦受不同暫養(yǎng)時間、水溫、蝦與水質(zhì)量比(后簡稱“蝦水比”)等因素影響下的水質(zhì)環(huán)境變化及蝦體生理變化，探究影響羅氏沼蝦的?；顧C理，以期為羅氏沼蝦的?；钐峁┮罁?jù)。
1 材料與方法
1.1 材料
供試羅氏沼蝦購于上海市浦東新區(qū)農(nóng)貿(mào)市場。蝦體質(zhì)量20～30 g，體長10～15 cm。試驗用水為經(jīng)過24 h以上充分曝氣的自來水。水質(zhì)相關(guān)指標(biāo)為：pH值7.87、溶解氧質(zhì)量濃度8.20 mg/L、氨氮質(zhì)量濃度0.17 mg/L、菌落總數(shù)7.24 cfu/mL。
1.2 臨界溫度的測定
臨界溫度又稱生態(tài)冰溫零點，是區(qū)分魚、蝦、貝類等水產(chǎn)品生死的參考值點[5]。將經(jīng)過暫養(yǎng)12 h的羅氏沼蝦放入經(jīng)充分曝氣的清潔自來水的魚箱中，利用冰袋降溫。降溫程序為：當(dāng)水溫＞20 ℃時，降溫速率為4～5 ℃/h；當(dāng)水溫16～20 ℃時，降溫速率為2～3 ℃/h；當(dāng)水溫＜16 ℃時，降溫速率為1～2 ℃/h。觀察羅氏沼蝦在不同溫度條件下的行為狀態(tài)，以所有步足喪失活動能力、蝦體側(cè)躺水底、對外界的刺激無反應(yīng)(蝦體尚未死亡)的溫度作為其臨界溫度。
1.3 羅氏沼蝦低溫?；罟に噧?yōu)化試驗
1.3.1單因素試驗
分別對?；顪囟?、蝦水比和暫養(yǎng)時間3個因素進行單因素試驗。
選擇健康鮮活、個體大小一致的羅氏沼蝦暫養(yǎng)12 h后，以蝦水比為1∶10，分別在12、15、17、20、23、25 ℃條件下進行?；顪囟仍囼?，在?；?、10、17、24、32、40、48 h時檢活，記錄和計算存活率。
選擇最佳?；顪囟?，將暫養(yǎng)12 h后的羅氏沼蝦分別放入不同的蝦水比(1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶15)的?；钕渲羞M行試驗，在?；?、10、17、24、32、40、48 h時檢活，記錄和計算存活率。
選擇最佳的?；顪囟群臀r水比，分別將暫養(yǎng)0、12、24、36、48 h后的羅氏沼蝦進行試驗，在?；?、10、17、24、32、40、48 h時檢活，記錄和計算存活率。
1.3.2正交試驗
在單因素試驗的基礎(chǔ)上，進一步對?；顪囟?)(17、20、23 ℃)、蝦水比()(1∶8、1∶10、1∶12)和暫養(yǎng)時間()(12、24、36 h)進行3因素3水平的正交優(yōu)化，以存活率≥50%時的存活時間、?；?4 h時的存活率、保活24 h時的水中氨氮質(zhì)量濃度和?；?4 h時的水中菌落總數(shù)為檢測指標(biāo)，并進行驗證試驗。
1.4 羅氏沼蝦低溫?；钤囼灱爸笜?biāo)測定
以正交優(yōu)化后的最優(yōu)工藝條件進行羅氏沼蝦的低溫?；钤囼?，并分別在?；?、12、24、36、48 h時取水樣和蝦樣進行指標(biāo)測定。
水質(zhì)指標(biāo)測定：使用5B-3N便攜式氨氮測定儀測定水樣的氨氮質(zhì)量濃度；參照GB 4789.2—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》測定養(yǎng)殖水樣中的菌落總數(shù)；用JPB-607型便攜式溶解氧分析儀測定水樣的溶解氧質(zhì)量濃度；用FE28型pH計測定水樣pH。
蝦體指標(biāo)測定：采用南京建成生物工程研究所試劑盒測定蝦血液中谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)活力，肝臟中糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)、丙二醛(MDA)含量和總超氧化物歧化酶(T-SOD)活力，肌肉中糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)和乳酸濃度；用Waters2695高效液相色譜儀測定蝦體ATP質(zhì)量分?jǐn)?shù)；用FE28型pH計測定蝦肉pH。
1.5 數(shù)據(jù)處理
試驗結(jié)果均用Microsoft Excel 2010和SPSS 24.0進行處理，在單因素方差分析(ANOVA)的基礎(chǔ)上，采用Duncan法多重比較。運用Origin9.1繪圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 羅氏沼蝦的臨界溫度
當(dāng)溫度緩慢降低至14～15 ℃時，蝦體開始出現(xiàn)劇烈的應(yīng)激反應(yīng)，尾部抽搐、水中掙扎等；11～13 ℃時，蝦體開始失去平衡，側(cè)翻，對外界刺激反應(yīng)非常強烈，步足仍能正常游動；10～11 ℃時，步足活動減緩且呼吸不規(guī)律，側(cè)躺水中，反應(yīng)遲鈍，說明蝦體已開始進入休眠狀態(tài)；9 ℃時，蝦體已完全靜止，側(cè)躺水底，對外界刺激已無反應(yīng)，尾部蜷曲。若繼續(xù)降溫，則導(dǎo)致蝦體死亡；若此時將蝦體轉(zhuǎn)移到常溫水中，蝦體在5～10 min內(nèi)可以恢復(fù)至正常狀態(tài)；因此，將9 ℃作為羅氏沼蝦的臨界溫度。
2.2 羅氏沼蝦低溫?；罟に噧?yōu)化試驗結(jié)果
2.2.1單因素試驗結(jié)果
由圖1可以看出，羅氏沼蝦在溫度12 ℃條件下的?；顣r間低于10 h；在15～20 ℃，隨溫度的增加，羅氏沼蝦?；顣r間與對應(yīng)的存活率均呈上升趨勢；?；顪囟壤^續(xù)升高，?；顣r間與對應(yīng)的存活率則均呈下降趨勢；其中，20 ℃時，保活時間可達48 h以上，存活率超過60%；因此，選擇保活溫度20 ℃進行蝦水比和暫養(yǎng)時間單因素試驗。
圖1 不同保活溫度下的羅氏沼蝦存活率
由圖2可以看出，?；?8 h內(nèi)，羅氏沼蝦的存活率隨蝦水比的減小而增大。當(dāng)蝦水比為1∶6時，保活時間只能達到24 h；當(dāng)蝦水比為1∶8時，存活時間可達32 h以上；而蝦水比為1∶10、1∶12、1∶15時，?；?8 h的存活率均在60%以上。在正常長距離實際保活運輸過程中，運輸成本和存活率都是要考慮的因素，因此，選擇蝦水比為1∶10進行暫養(yǎng)時間單因素試驗。
圖2 不同蝦與水質(zhì)量比的羅氏沼蝦存活率
由圖3可以看出，暫養(yǎng)時間在0～24 h時，羅氏沼蝦?；?8 h內(nèi)的存活率隨暫養(yǎng)時間的延長而增大；而暫養(yǎng)時間超過24 h時，存活率隨暫養(yǎng)時間的延長而降低，暫養(yǎng)24 h保活效果最好。超過24 h，由于不投喂餌料，造成蝦體體質(zhì)逐漸下降而影響到?；顣r間和成活率。
圖3 不同暫養(yǎng)時間的羅氏沼蝦存活率
2.2.2正交試驗結(jié)果
正交試驗結(jié)果列于表1。存活時間、存活率越大，蝦的?；钚Ч胶?；水體氨氮質(zhì)量濃度、菌落總數(shù)越小，蝦的保活效果越好。保活溫度、蝦水比、暫養(yǎng)時間對不同參考指標(biāo)的影響依次減小，最佳水平為232，即?；顪囟?0 ℃、蝦水比1∶12、暫養(yǎng)時間24 h。驗證試驗顯示，在此條件下羅氏沼蝦?；?4 h內(nèi)的存活率為100%，?；?8 h時存活率達80%以上，而25 ℃條件下保活24 h存活率低于50%；因此，確定232為羅氏沼蝦低溫有水保活的相對最優(yōu)工藝。
表1 羅氏沼蝦低溫?；钫辉囼灲Y(jié)果
括號內(nèi)數(shù)字為正交試驗因素水平編號。
2.3 羅氏沼蝦低溫?；钸^程中水質(zhì)指標(biāo)和蝦體指標(biāo)的變化
2.3.1水質(zhì)指標(biāo)的變化
由表2可知，在羅氏沼蝦低溫?；钸^程中，除?；顣r間36、48 h的水樣中溶解氧質(zhì)量濃度外，水樣中溶解氧質(zhì)量濃度、氨氮質(zhì)量濃度、pH及菌落總數(shù)均具有顯著性變化(＜0.05)。隨著?；顣r間的延長，氨氮質(zhì)量濃度和菌落總數(shù)快速上升，引起水質(zhì)pH的升高和溶解氧被大量消耗，因保活期間持續(xù)向?；钕渲谐溲跫皩Ρ；顪囟鹊目刂?，溶解氧質(zhì)量濃度和pH均在羅氏沼蝦適宜生存的水體參數(shù)范圍(溶解氧質(zhì)量濃度≥4.0 mg/L，pH值7.0～8.5[6])內(nèi)。
表2 羅氏沼蝦低溫保活過程中水體的溶解氧和氨氮質(zhì)量濃度與pH及菌落總數(shù)
同列不同字母示不同?；顣r間處理間差異顯著(<0.05)。
2.3.2蝦體肌肉和血液與肝臟指標(biāo)的變化
由表3可知，在低溫?；钸^程中，除0、12、24 h的ATP質(zhì)量分?jǐn)?shù)外，肌肉糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)、乳酸濃度、pH和ATP質(zhì)量分?jǐn)?shù)均呈顯著性變化(＜0.05)。在?；畛跗冢_氏沼蝦為抵御低溫環(huán)境而大量消耗肌肉糖原，導(dǎo)致肌肉糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)劇烈下降；在保活期間無能量補充，加之羅氏沼蝦對水溫環(huán)境的逐漸適應(yīng)，使得ATP質(zhì)量分?jǐn)?shù)先保持平衡，后隨著?；顣r間延長而快速下降；而蝦體肌肉乳酸濃度不斷累積，導(dǎo)致肌肉pH的持續(xù)下降。
表3 羅氏沼蝦低溫?；钸^程中的肌肉和血液及肝臟指標(biāo)
同列不同字母示不同?；顣r間處理間差異顯著(<0.05)。
羅氏沼蝦低溫?；钸^程中，蝦體ALT和AST活性呈顯著上升(＜0.05)趨勢，說明在低溫環(huán)境中蝦體肝臟受到一定程度的損傷。隨保活時間的延長，羅氏沼蝦肝臟糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈顯著下降(＜0.05)趨勢，T-SOD活性呈先降后升趨勢，而MDA含量呈先上升后下降趨勢。
3 結(jié)論與討論
本研究中，通過對?；顪囟取⑽r水比和暫養(yǎng)時間這3個因素進行羅氏沼蝦低溫?；罟に噧?yōu)化，得到最優(yōu)工藝條件為保活溫度20 ℃、蝦水比1∶12、暫養(yǎng)時間24 h。對于屬熱帶蝦類的羅氏沼蝦而言，20 ℃是其正常生存的較低溫度，適當(dāng)?shù)牡蜏丨h(huán)境可減少蝦體的耗氧量，降低其新陳代謝，減輕水質(zhì)惡化，提高存活率并延長存活時間。據(jù)此，設(shè)置?；顪囟葹?7～23 ℃的優(yōu)化試驗。這個溫度與COYLE等[4]對羅氏沼蝦適宜溫度的研究結(jié)果相似。蝦水比對于有水?；疃允顷P(guān)鍵因素之一，水量較多，在一定程度上降低水中氨氮質(zhì)量濃度，減緩蝦體應(yīng)激反應(yīng)，防止蝦體因代謝紊亂而死亡，從而得到較好的?；钚Ч１狙芯客ㄟ^單因素試驗發(fā)現(xiàn)蝦水比不大于1∶10時可明顯提高羅氏沼蝦的存活率和?；顣r間，通過正交優(yōu)化后確定蝦水比為1∶12。暫養(yǎng)是保活前的必要環(huán)節(jié)，適當(dāng)?shù)臅吼B(yǎng)可使蝦體充分排泄，起到平衡蝦體生理狀態(tài)的關(guān)鍵作用。本研究中，確定暫養(yǎng)時間為24 h，若延長暫養(yǎng)時間，則會導(dǎo)致蝦體活力下降，健康受損，對后續(xù)?；罹哂休^大影響。
在低溫?；钸^程中，水體中的菌落總數(shù)和氨氮質(zhì)量濃度是影響蝦體存活率的重要因素。水中氨氮急劇積累，細菌滋生，水中氧分壓降低等因素會導(dǎo)致存活率下降[7]。本研究采用正交優(yōu)化后的最佳工藝進行?；钤囼?，其間水體菌落總數(shù)與氨氮質(zhì)量濃度顯著上升，這與丁亞濤等[8]對鳊魚麻醉?；钛芯康慕Y(jié)果相同。這可能是由于來自蝦體本身排泄物的積累和部分蝦體的死亡[9]導(dǎo)致微生物的生長繁殖。低溫可防止嗜溫、嗜熱微生物滋生并抑制細菌的增長速率，降低蝦體新陳代謝過程中氨氮的形成，有效延遲其毒性反應(yīng)的發(fā)生。
本研究中，蝦體肌肉pH和糖原、ATP質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降，乳酸濃度顯著上升(＜0.05)。在低溫保活過程中，蝦體肌肉中的糖原酵解生成乳酸[10-12]，乳酸的持續(xù)積累導(dǎo)致pH下降。ATP含量在?；?4 h內(nèi)的變化不明顯，推測可能一方面在保活初期，水質(zhì)環(huán)境好，尤其是溶解氧充足，為維持機體的穩(wěn)態(tài)平衡，蝦體能量主要由蝦體內(nèi)糖原的有氧氧化所供給；另一方面此時的ATP消耗速率不大于糖酵解重新合成ATP的速率[13]。而肌肉糖原的持續(xù)下降，主要是低溫下蝦體依靠持續(xù)消耗糖原來提供熱量，抵御環(huán)境脅迫。
本低溫?；钤囼炛校r體血液ALT和AST活力顯著上升(＜0.05)，肝臟糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著下降(＜0.05)，T-SOD活力先降后升，而MDA含量則先升后降。長時間的低溫?；顣谝欢ǔ潭壬蠐p傷蝦體肝臟細胞，但蝦體自身的抗氧化防御系統(tǒng)可大量清除?；钸^程中所產(chǎn)生的自由基，對蝦體的存活起重要作用。隨著保活時間的延長，水質(zhì)的逐漸惡化，導(dǎo)致蝦體有氧代謝強度降低，進而促使蝦體內(nèi)某些纖維蛋白發(fā)生變性，最終導(dǎo)致肝臟細胞受損[14]。ALT和AST是肝臟中重要的轉(zhuǎn)氨酶，肝臟若受損，細胞膜通透性會增加[15]，使得原本存在肝臟細胞中的ALT、AST被釋放到蝦體血液中，從而導(dǎo)致血液中ALT和AST活性上升[16-17]。這可能也與皮質(zhì)醇激素參與肝臟代謝的調(diào)節(jié)有關(guān)。此結(jié)果與周萌等[18]對南美白對蝦急性降溫研究的結(jié)果相同。T-SOD和MDA主要反映肝臟氧化應(yīng)激水平，在低溫?；钸^程呈負相關(guān)變化，說明在?；钋捌?，蝦體受到環(huán)境脅迫后產(chǎn)生大量自由基，此時活性氧產(chǎn)生的速率超過抗氧化防御系統(tǒng)的清除能力，蝦體氧化應(yīng)激反應(yīng)升高，導(dǎo)致蝦體組織生物細胞膜脂質(zhì)過氧化，生成脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物，進而導(dǎo)致肝臟組織受損；而后蝦體T-SOD活性逐漸上升，抗氧化能力恢復(fù)，蝦體產(chǎn)生的自由基被清除，MDA含量下降，從而導(dǎo)致肝實質(zhì)細胞凋亡數(shù)量下降[19]。董學(xué)興等[20]通過對SOD和MDA的研究表明，氨氮脅迫是造成羅氏沼蝦肌肉氧化損傷的主要因素，本研究的結(jié)論與其相似。T-SOD活性的上升對羅氏沼蝦在低溫條件下的存活起到重要作用。朱孟凱等[13]研究溫度脅迫對凡納濱對蝦肝臟SOD活力的影響，其結(jié)果也證實了這一觀點。
總的來說，低溫有水?；罘茉谝欢ǔ潭壬嫌行Э刂扑|(zhì)惡化，降低羅氏沼蝦在?；钸^程中的生理代謝，從而提高羅氏沼蝦的存活率和存活時間。
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Test on keepingalive under water at low temperature
YANG Feng1, WU Han1, WANG Yixin1, LI Nian1, SHI Wenzheng1,2, WANG Zhihe1,2,3*
(1.Food College, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China; 2.National Research and Development Center for Processing Technology of Freshwater Aquatic Products(Shanghai), Shanghai 201306, China; 3.Shanghai Aquatic Product Processing and Storage Engineering Technology Research Center, Shanghai 201306, China)
Through the single factor test and orthogonal test on the three factors of keeping alive temperature(12, 15, 17, 20, 23, 25 ℃), shrimp to water mass ratio(1∶6, 1∶8, 1∶10, 1∶12, 1∶15) and holding time(0, 12, 24, 36, 48 h), find the optimal conditions for the low temperature keeping alive of, and detect changes in the water quality indicators and shrimp tissue indicators including muscle, blood, liver, etc, to explore the mechanism of affecting the survival of. The results showed that the critical temperature ofwas 9 ℃; in the single factor experiment, the best keeping alive temperature was 20 ℃, the best shrimp to water mass ratio was 1∶10, and the best holding time was 24 h; in the orthogonal test, the optimal process was keeping alive temperature of 20 ℃, shrimp to water mass ratio 1∶12, holding time 24 h, and the survival rate within 24 h of keeping alive could reach 100%. The optimal process conditions after orthogonal optimization were used for keeping alive test in the low-temperature of, the concentration of ammonia nitrogen and the total number of colonies in the water samples increased significantly(＜0.05), but the dissolved oxygen mass concentration and pH were still changing within the suitable range. The mass fraction of muscle glycogen, pH and ATP mass fraction decreased, lactic acid concentration increased significantly(＜0.05), blood ALT and AST activities increased significantly(＜0.05), liver glycogen mass fraction decreased significantly(＜0.05), T-SOD activity first decreased and then increased, while the content of MDA first increased and then decreased. It shows that changes in water quality indicators would affect the normal physiological metabolism of shrimp muscles, blood and liver tissues, thereby affecting their survival time and survival rate.
; keep alive with water; keep alive at low temperature; keep alive temperature; holding time; keep alive time; survival rate
S983.210.9
A
1007-1032(2020)05-0601-07
楊豐，吳涵，王逸鑫，李念，施文正，汪之和．羅氏沼蝦低溫有水?；钤囼瀃J]．湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2020，46(5)：601-607．
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http://xb.hunau.edu.cn
2019-10-18
2019-12-03
國家重點研發(fā)計劃項目(2018YFD0901006)
楊豐(1994—)，男，江蘇揚州人，碩士研究生，主要從事水產(chǎn)品加工與貯藏研究，F(xiàn)rankyyang01@126.com；*通信作者，汪之和，教授，主要從事水產(chǎn)品加工與綜合利用研究，zhwang@shou.edu.cn
責(zé)任編輯：鄒慧玲
英文編輯：柳正
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楊豐，吳涵，王逸鑫，李念，施文正,2，汪之和,2,3*
羅氏沼蝦低溫有水?；钤囼?/p>
楊豐1，吳涵1，王逸鑫1，李念1，施文正1,2，汪之和1,2,3*
(1.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306；2.國家淡水水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)分中心(上海)，上海 201306；3.上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)研究中心，上海 201306)
通過對保活溫度(12、15、17、20、23、25 ℃)，蝦與水質(zhì)量比(1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶15)和暫養(yǎng)時間(0、12、24、36、48 h) 3個因素的單因素試驗和正交試驗，確定羅氏沼蝦低溫?；畹淖罴压に嚄l件，并檢測低溫?；钸^程中的水質(zhì)指標(biāo)及肌肉、血液、肝臟等蝦體組織指標(biāo)的變化，探究影響羅氏沼蝦的?；顧C理。結(jié)果表明：羅氏沼蝦的臨界溫度為9 ℃；單因素試驗中，最佳保活溫度為20 ℃，最佳蝦與水質(zhì)量比為1∶10，最佳暫養(yǎng)時間為24 h；正交試驗中，最優(yōu)工藝為?；顪囟?0 ℃、蝦與水質(zhì)量比1∶12、暫養(yǎng)時間24 h，?；?4 h內(nèi)存活率可達100%；以正交優(yōu)化后的最優(yōu)工藝條件進行羅氏沼蝦的低溫?；钤囼?，水樣中氨氮質(zhì)量濃度和菌落總數(shù)顯著上升(＜0.05)，但溶解氧質(zhì)量濃度、pH均仍在適宜羅氏沼蝦存活范圍內(nèi)變化，肌肉糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)、pH和三磷酸腺苷(ATP)質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降，乳酸濃度顯著上升(＜0.05)，血液谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)活力顯著上升(＜0.05)，肝臟糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著下降(＜0.05)，總超氧化物歧化酶(T-SOD)活力先降后升，而丙二醛(MDA)含量則先升后降。說明水質(zhì)指標(biāo)的變化會影響蝦體肌肉、血液及肝臟各組織正常的生理代謝，從而影響其?；顣r間和存活率。
羅氏沼蝦；有水?；?；低溫保活；?；顪囟?；暫養(yǎng)時間；?；顣r間；存活率
水產(chǎn)品因其富含優(yōu)質(zhì)蛋白且味道鮮美，廣受大眾喜愛。隨著人們生活品質(zhì)的提高，廣大消費者對水產(chǎn)品的要求逐步從“有的吃”轉(zhuǎn)變到“吃得好”，對鮮活水產(chǎn)品的?；钸\輸也提出了更高的要求[1-2]。水產(chǎn)品常用的?；罘椒ㄓ袃羲ā⒃鲅醴?、麻醉法、低溫法等。低溫法因其健康綠色、操作簡便、成本低廉而深受青睞。
目前，對低溫?；畹难芯恐饕杏隰~類，對蝦類的?；?，尤其對中國四大淡水蝦之一的羅氏沼蝦的?；钛芯繄蟮罉O少。SALIN[3]和COYLE等[4]分別研究了不同降溫速率和溫度對羅氏沼蝦存活的影響，證實通過一定的降溫速率和溫度控制可提高羅氏沼蝦的存活率。鑒于此，本研究中，采用低溫有水?；罘?，研究羅氏沼蝦受不同暫養(yǎng)時間、水溫、蝦與水質(zhì)量比(后簡稱“蝦水比”)等因素影響下的水質(zhì)環(huán)境變化及蝦體生理變化，探究影響羅氏沼蝦的?；顧C理，以期為羅氏沼蝦的?；钐峁┮罁?jù)。
1 材料與方法
1.1 材料
供試羅氏沼蝦購于上海市浦東新區(qū)農(nóng)貿(mào)市場。蝦體質(zhì)量20～30 g，體長10～15 cm。試驗用水為經(jīng)過24 h以上充分曝氣的自來水。水質(zhì)相關(guān)指標(biāo)為：pH值7.87、溶解氧質(zhì)量濃度8.20 mg/L、氨氮質(zhì)量濃度0.17 mg/L、菌落總數(shù)7.24 cfu/mL。
1.2 臨界溫度的測定
臨界溫度又稱生態(tài)冰溫零點，是區(qū)分魚、蝦、貝類等水產(chǎn)品生死的參考值點[5]。將經(jīng)過暫養(yǎng)12 h的羅氏沼蝦放入經(jīng)充分曝氣的清潔自來水的魚箱中，利用冰袋降溫。降溫程序為：當(dāng)水溫＞20 ℃時，降溫速率為4～5 ℃/h；當(dāng)水溫16～20 ℃時，降溫速率為2～3 ℃/h；當(dāng)水溫＜16 ℃時，降溫速率為1～2 ℃/h。觀察羅氏沼蝦在不同溫度條件下的行為狀態(tài)，以所有步足喪失活動能力、蝦體側(cè)躺水底、對外界的刺激無反應(yīng)(蝦體尚未死亡)的溫度作為其臨界溫度。
1.3 羅氏沼蝦低溫?；罟に噧?yōu)化試驗
1.3.1單因素試驗
分別對?；顪囟?、蝦水比和暫養(yǎng)時間3個因素進行單因素試驗。
選擇健康鮮活、個體大小一致的羅氏沼蝦暫養(yǎng)12 h后，以蝦水比為1∶10，分別在12、15、17、20、23、25 ℃條件下進行?；顪囟仍囼?，在?；?、10、17、24、32、40、48 h時檢活，記錄和計算存活率。
選擇最佳?；顪囟?，將暫養(yǎng)12 h后的羅氏沼蝦分別放入不同的蝦水比(1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶15)的?；钕渲羞M行試驗，在?；?、10、17、24、32、40、48 h時檢活，記錄和計算存活率。
選擇最佳的?；顪囟群臀r水比，分別將暫養(yǎng)0、12、24、36、48 h后的羅氏沼蝦進行試驗，在?；?、10、17、24、32、40、48 h時檢活，記錄和計算存活率。
1.3.2正交試驗
在單因素試驗的基礎(chǔ)上，進一步對?；顪囟?)(17、20、23 ℃)、蝦水比()(1∶8、1∶10、1∶12)和暫養(yǎng)時間()(12、24、36 h)進行3因素3水平的正交優(yōu)化，以存活率≥50%時的存活時間、?；?4 h時的存活率、保活24 h時的水中氨氮質(zhì)量濃度和?；?4 h時的水中菌落總數(shù)為檢測指標(biāo)，并進行驗證試驗。
1.4 羅氏沼蝦低溫?；钤囼灱爸笜?biāo)測定
以正交優(yōu)化后的最優(yōu)工藝條件進行羅氏沼蝦的低溫?；钤囼?，并分別在?；?、12、24、36、48 h時取水樣和蝦樣進行指標(biāo)測定。
水質(zhì)指標(biāo)測定：使用5B-3N便攜式氨氮測定儀測定水樣的氨氮質(zhì)量濃度；參照GB 4789.2—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》測定養(yǎng)殖水樣中的菌落總數(shù)；用JPB-607型便攜式溶解氧分析儀測定水樣的溶解氧質(zhì)量濃度；用FE28型pH計測定水樣pH。
蝦體指標(biāo)測定：采用南京建成生物工程研究所試劑盒測定蝦血液中谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)活力，肝臟中糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)、丙二醛(MDA)含量和總超氧化物歧化酶(T-SOD)活力，肌肉中糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)和乳酸濃度；用Waters2695高效液相色譜儀測定蝦體ATP質(zhì)量分?jǐn)?shù)；用FE28型pH計測定蝦肉pH。
1.5 數(shù)據(jù)處理
試驗結(jié)果均用Microsoft Excel 2010和SPSS 24.0進行處理，在單因素方差分析(ANOVA)的基礎(chǔ)上，采用Duncan法多重比較。運用Origin9.1繪圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 羅氏沼蝦的臨界溫度
當(dāng)溫度緩慢降低至14～15 ℃時，蝦體開始出現(xiàn)劇烈的應(yīng)激反應(yīng)，尾部抽搐、水中掙扎等；11～13 ℃時，蝦體開始失去平衡，側(cè)翻，對外界刺激反應(yīng)非常強烈，步足仍能正常游動；10～11 ℃時，步足活動減緩且呼吸不規(guī)律，側(cè)躺水中，反應(yīng)遲鈍，說明蝦體已開始進入休眠狀態(tài)；9 ℃時，蝦體已完全靜止，側(cè)躺水底，對外界刺激已無反應(yīng)，尾部蜷曲。若繼續(xù)降溫，則導(dǎo)致蝦體死亡；若此時將蝦體轉(zhuǎn)移到常溫水中，蝦體在5～10 min內(nèi)可以恢復(fù)至正常狀態(tài)；因此，將9 ℃作為羅氏沼蝦的臨界溫度。
2.2 羅氏沼蝦低溫?；罟に噧?yōu)化試驗結(jié)果
2.2.1單因素試驗結(jié)果
由圖1可以看出，羅氏沼蝦在溫度12 ℃條件下的?；顣r間低于10 h；在15～20 ℃，隨溫度的增加，羅氏沼蝦?；顣r間與對應(yīng)的存活率均呈上升趨勢；?；顪囟壤^續(xù)升高，?；顣r間與對應(yīng)的存活率則均呈下降趨勢；其中，20 ℃時，保活時間可達48 h以上，存活率超過60%；因此，選擇保活溫度20 ℃進行蝦水比和暫養(yǎng)時間單因素試驗。
圖1 不同保活溫度下的羅氏沼蝦存活率
由圖2可以看出，?；?8 h內(nèi)，羅氏沼蝦的存活率隨蝦水比的減小而增大。當(dāng)蝦水比為1∶6時，保活時間只能達到24 h；當(dāng)蝦水比為1∶8時，存活時間可達32 h以上；而蝦水比為1∶10、1∶12、1∶15時，?；?8 h的存活率均在60%以上。在正常長距離實際保活運輸過程中，運輸成本和存活率都是要考慮的因素，因此，選擇蝦水比為1∶10進行暫養(yǎng)時間單因素試驗。
圖2 不同蝦與水質(zhì)量比的羅氏沼蝦存活率
由圖3可以看出，暫養(yǎng)時間在0～24 h時，羅氏沼蝦?；?8 h內(nèi)的存活率隨暫養(yǎng)時間的延長而增大；而暫養(yǎng)時間超過24 h時，存活率隨暫養(yǎng)時間的延長而降低，暫養(yǎng)24 h保活效果最好。超過24 h，由于不投喂餌料，造成蝦體體質(zhì)逐漸下降而影響到?；顣r間和成活率。
圖3 不同暫養(yǎng)時間的羅氏沼蝦存活率
2.2.2正交試驗結(jié)果
正交試驗結(jié)果列于表1。存活時間、存活率越大，蝦的?；钚Ч胶?；水體氨氮質(zhì)量濃度、菌落總數(shù)越小，蝦的保活效果越好。保活溫度、蝦水比、暫養(yǎng)時間對不同參考指標(biāo)的影響依次減小，最佳水平為232，即?；顪囟?0 ℃、蝦水比1∶12、暫養(yǎng)時間24 h。驗證試驗顯示，在此條件下羅氏沼蝦?；?4 h內(nèi)的存活率為100%，?；?8 h時存活率達80%以上，而25 ℃條件下保活24 h存活率低于50%；因此，確定232為羅氏沼蝦低溫有水保活的相對最優(yōu)工藝。
表1 羅氏沼蝦低溫?；钫辉囼灲Y(jié)果
括號內(nèi)數(shù)字為正交試驗因素水平編號。
2.3 羅氏沼蝦低溫?；钸^程中水質(zhì)指標(biāo)和蝦體指標(biāo)的變化
2.3.1水質(zhì)指標(biāo)的變化
由表2可知，在羅氏沼蝦低溫?；钸^程中，除?；顣r間36、48 h的水樣中溶解氧質(zhì)量濃度外，水樣中溶解氧質(zhì)量濃度、氨氮質(zhì)量濃度、pH及菌落總數(shù)均具有顯著性變化(＜0.05)。隨著?；顣r間的延長，氨氮質(zhì)量濃度和菌落總數(shù)快速上升，引起水質(zhì)pH的升高和溶解氧被大量消耗，因保活期間持續(xù)向?；钕渲谐溲跫皩Ρ；顪囟鹊目刂?，溶解氧質(zhì)量濃度和pH均在羅氏沼蝦適宜生存的水體參數(shù)范圍(溶解氧質(zhì)量濃度≥4.0 mg/L，pH值7.0～8.5[6])內(nèi)。
表2 羅氏沼蝦低溫保活過程中水體的溶解氧和氨氮質(zhì)量濃度與pH及菌落總數(shù)
同列不同字母示不同?；顣r間處理間差異顯著(<0.05)。
2.3.2蝦體肌肉和血液與肝臟指標(biāo)的變化
由表3可知，在低溫?；钸^程中，除0、12、24 h的ATP質(zhì)量分?jǐn)?shù)外，肌肉糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)、乳酸濃度、pH和ATP質(zhì)量分?jǐn)?shù)均呈顯著性變化(＜0.05)。在?；畛跗冢_氏沼蝦為抵御低溫環(huán)境而大量消耗肌肉糖原，導(dǎo)致肌肉糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)劇烈下降；在保活期間無能量補充，加之羅氏沼蝦對水溫環(huán)境的逐漸適應(yīng)，使得ATP質(zhì)量分?jǐn)?shù)先保持平衡，后隨著?；顣r間延長而快速下降；而蝦體肌肉乳酸濃度不斷累積，導(dǎo)致肌肉pH的持續(xù)下降。
表3 羅氏沼蝦低溫?；钸^程中的肌肉和血液及肝臟指標(biāo)
同列不同字母示不同?；顣r間處理間差異顯著(<0.05)。
羅氏沼蝦低溫?；钸^程中，蝦體ALT和AST活性呈顯著上升(＜0.05)趨勢，說明在低溫環(huán)境中蝦體肝臟受到一定程度的損傷。隨保活時間的延長，羅氏沼蝦肝臟糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈顯著下降(＜0.05)趨勢，T-SOD活性呈先降后升趨勢，而MDA含量呈先上升后下降趨勢。
3 結(jié)論與討論
本研究中，通過對?；顪囟取⑽r水比和暫養(yǎng)時間這3個因素進行羅氏沼蝦低溫?；罟に噧?yōu)化，得到最優(yōu)工藝條件為保活溫度20 ℃、蝦水比1∶12、暫養(yǎng)時間24 h。對于屬熱帶蝦類的羅氏沼蝦而言，20 ℃是其正常生存的較低溫度，適當(dāng)?shù)牡蜏丨h(huán)境可減少蝦體的耗氧量，降低其新陳代謝，減輕水質(zhì)惡化，提高存活率并延長存活時間。據(jù)此，設(shè)置?；顪囟葹?7～23 ℃的優(yōu)化試驗。這個溫度與COYLE等[4]對羅氏沼蝦適宜溫度的研究結(jié)果相似。蝦水比對于有水?；疃允顷P(guān)鍵因素之一，水量較多，在一定程度上降低水中氨氮質(zhì)量濃度，減緩蝦體應(yīng)激反應(yīng)，防止蝦體因代謝紊亂而死亡，從而得到較好的?；钚Ч１狙芯客ㄟ^單因素試驗發(fā)現(xiàn)蝦水比不大于1∶10時可明顯提高羅氏沼蝦的存活率和?；顣r間，通過正交優(yōu)化后確定蝦水比為1∶12。暫養(yǎng)是保活前的必要環(huán)節(jié)，適當(dāng)?shù)臅吼B(yǎng)可使蝦體充分排泄，起到平衡蝦體生理狀態(tài)的關(guān)鍵作用。本研究中，確定暫養(yǎng)時間為24 h，若延長暫養(yǎng)時間，則會導(dǎo)致蝦體活力下降，健康受損，對后續(xù)?；罹哂休^大影響。
在低溫?；钸^程中，水體中的菌落總數(shù)和氨氮質(zhì)量濃度是影響蝦體存活率的重要因素。水中氨氮急劇積累，細菌滋生，水中氧分壓降低等因素會導(dǎo)致存活率下降[7]。本研究采用正交優(yōu)化后的最佳工藝進行?；钤囼?，其間水體菌落總數(shù)與氨氮質(zhì)量濃度顯著上升，這與丁亞濤等[8]對鳊魚麻醉?；钛芯康慕Y(jié)果相同。這可能是由于來自蝦體本身排泄物的積累和部分蝦體的死亡[9]導(dǎo)致微生物的生長繁殖。低溫可防止嗜溫、嗜熱微生物滋生并抑制細菌的增長速率，降低蝦體新陳代謝過程中氨氮的形成，有效延遲其毒性反應(yīng)的發(fā)生。
本研究中，蝦體肌肉pH和糖原、ATP質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降，乳酸濃度顯著上升(＜0.05)。在低溫保活過程中，蝦體肌肉中的糖原酵解生成乳酸[10-12]，乳酸的持續(xù)積累導(dǎo)致pH下降。ATP含量在?；?4 h內(nèi)的變化不明顯，推測可能一方面在保活初期，水質(zhì)環(huán)境好，尤其是溶解氧充足，為維持機體的穩(wěn)態(tài)平衡，蝦體能量主要由蝦體內(nèi)糖原的有氧氧化所供給；另一方面此時的ATP消耗速率不大于糖酵解重新合成ATP的速率[13]。而肌肉糖原的持續(xù)下降，主要是低溫下蝦體依靠持續(xù)消耗糖原來提供熱量，抵御環(huán)境脅迫。
本低溫?；钤囼炛校r體血液ALT和AST活力顯著上升(＜0.05)，肝臟糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著下降(＜0.05)，T-SOD活力先降后升，而MDA含量則先升后降。長時間的低溫?；顣谝欢ǔ潭壬蠐p傷蝦體肝臟細胞，但蝦體自身的抗氧化防御系統(tǒng)可大量清除?；钸^程中所產(chǎn)生的自由基，對蝦體的存活起重要作用。隨著保活時間的延長，水質(zhì)的逐漸惡化，導(dǎo)致蝦體有氧代謝強度降低，進而促使蝦體內(nèi)某些纖維蛋白發(fā)生變性，最終導(dǎo)致肝臟細胞受損[14]。ALT和AST是肝臟中重要的轉(zhuǎn)氨酶，肝臟若受損，細胞膜通透性會增加[15]，使得原本存在肝臟細胞中的ALT、AST被釋放到蝦體血液中，從而導(dǎo)致血液中ALT和AST活性上升[16-17]。這可能也與皮質(zhì)醇激素參與肝臟代謝的調(diào)節(jié)有關(guān)。此結(jié)果與周萌等[18]對南美白對蝦急性降溫研究的結(jié)果相同。T-SOD和MDA主要反映肝臟氧化應(yīng)激水平，在低溫?；钸^程呈負相關(guān)變化，說明在?；钋捌?，蝦體受到環(huán)境脅迫后產(chǎn)生大量自由基，此時活性氧產(chǎn)生的速率超過抗氧化防御系統(tǒng)的清除能力，蝦體氧化應(yīng)激反應(yīng)升高，導(dǎo)致蝦體組織生物細胞膜脂質(zhì)過氧化，生成脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物，進而導(dǎo)致肝臟組織受損；而后蝦體T-SOD活性逐漸上升，抗氧化能力恢復(fù)，蝦體產(chǎn)生的自由基被清除，MDA含量下降，從而導(dǎo)致肝實質(zhì)細胞凋亡數(shù)量下降[19]。董學(xué)興等[20]通過對SOD和MDA的研究表明，氨氮脅迫是造成羅氏沼蝦肌肉氧化損傷的主要因素，本研究的結(jié)論與其相似。T-SOD活性的上升對羅氏沼蝦在低溫條件下的存活起到重要作用。朱孟凱等[13]研究溫度脅迫對凡納濱對蝦肝臟SOD活力的影響，其結(jié)果也證實了這一觀點。
總的來說，低溫有水?；罘茉谝欢ǔ潭壬嫌行Э刂扑|(zhì)惡化，降低羅氏沼蝦在?；钸^程中的生理代謝，從而提高羅氏沼蝦的存活率和存活時間。
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Test on keepingalive under water at low temperature
YANG Feng1, WU Han1, WANG Yixin1, LI Nian1, SHI Wenzheng1,2, WANG Zhihe1,2,3*
(1.Food College, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China; 2.National Research and Development Center for Processing Technology of Freshwater Aquatic Products(Shanghai), Shanghai 201306, China; 3.Shanghai Aquatic Product Processing and Storage Engineering Technology Research Center, Shanghai 201306, China)
Through the single factor test and orthogonal test on the three factors of keeping alive temperature(12, 15, 17, 20, 23, 25 ℃), shrimp to water mass ratio(1∶6, 1∶8, 1∶10, 1∶12, 1∶15) and holding time(0, 12, 24, 36, 48 h), find the optimal conditions for the low temperature keeping alive of, and detect changes in the water quality indicators and shrimp tissue indicators including muscle, blood, liver, etc, to explore the mechanism of affecting the survival of. The results showed that the critical temperature ofwas 9 ℃; in the single factor experiment, the best keeping alive temperature was 20 ℃, the best shrimp to water mass ratio was 1∶10, and the best holding time was 24 h; in the orthogonal test, the optimal process was keeping alive temperature of 20 ℃, shrimp to water mass ratio 1∶12, holding time 24 h, and the survival rate within 24 h of keeping alive could reach 100%. The optimal process conditions after orthogonal optimization were used for keeping alive test in the low-temperature of, the concentration of ammonia nitrogen and the total number of colonies in the water samples increased significantly(＜0.05), but the dissolved oxygen mass concentration and pH were still changing within the suitable range. The mass fraction of muscle glycogen, pH and ATP mass fraction decreased, lactic acid concentration increased significantly(＜0.05), blood ALT and AST activities increased significantly(＜0.05), liver glycogen mass fraction decreased significantly(＜0.05), T-SOD activity first decreased and then increased, while the content of MDA first increased and then decreased. It shows that changes in water quality indicators would affect the normal physiological metabolism of shrimp muscles, blood and liver tissues, thereby affecting their survival time and survival rate.
; keep alive with water; keep alive at low temperature; keep alive temperature; holding time; keep alive time; survival rate
S983.210.9
A
1007-1032(2020)05-0601-07
楊豐，吳涵，王逸鑫，李念，施文正，汪之和．羅氏沼蝦低溫有水?；钤囼瀃J]．湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2020，46(5)：601-607．
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http://xb.hunau.edu.cn
2019-10-18
2019-12-03
國家重點研發(fā)計劃項目(2018YFD0901006)
楊豐(1994—)，男，江蘇揚州人，碩士研究生，主要從事水產(chǎn)品加工與貯藏研究，F(xiàn)rankyyang01@126.com；*通信作者，汪之和，教授，主要從事水產(chǎn)品加工與綜合利用研究，zhwang@shou.edu.cn
責(zé)任編輯：鄒慧玲
英文編輯：柳正
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