溫度、鹽度、流速和小球藻對青蛤吐沙凈化的影響

陳文超，劉金虎，杜以帥，孫建明，邱天龍

( 1.中國科學院 海洋研究所，實驗海洋生物學重點實驗室，山東 青島 266071；2.中國科學院大學，北京 100049；3.中國科學院 海洋研究所，海洋生態與環境科學重點實驗室，山東 青島，266071；4.中國科學院 海洋大科學研究中心，山東 青島 266071 )

青蛤(Cyclinasinensis)屬瓣鰓綱簾蛤科，俗稱鐵蛤、黑蛤和赤嘴蛤等，是黃、渤海沿岸常見貝類，在我國灘涂貝類養殖中占有重要地位[1]。青蛤生活于潮間帶的沙泥或泥沙質海底中，并多分布在有淡水流入的河口附近，屬廣鹽性種類[2]。青蛤運動和攝食過程中，會將棲息地中的沉積物帶入其體內。沉積物進入青蛤體內后，大部分分布在外套腔中，小部分會進入其消化道內。因而，收獲的青蛤體內含有大量泥沙，倘若不進行吐沙凈化，食用時有“牙磣”感，嚴重影響品質和銷售價格。因此，青蛤在食用前有必要對其進行吐沙凈化以排出其體內泥沙。

環境因子是影響貝類吐沙凈化的重要因素[3-4]。研究表明，文蛤(Meretrixmeretrix)在溫度20～25 ℃、靜水條件下，經12 h海水吐沙凈化，再經3 h淡水凈化便可達到口感無沙的要求[5]。毛蚶(Scapharcasubcrenata)在溫度20 ℃、鹽度25和靜水條件下凈化6 h便可達到口感無沙的要求[6]。四角蛤蜊(Mactraquadrangularis)在鹽度20～25、流水條件下凈化8 h便可達到口感無沙的要求[7]。流水條件有利于吐沙凈化，但不同流速對吐沙凈化的影響規律尚未清楚。關于青蛤吐沙凈化的現有研究基本闡明了溫度的影響規律[8]，然而影響吐沙凈化的鹽度、流速和是否投喂等尚未探明。吐沙凈化評價方法主要有口感測試法、解剖觀察法、灰分測定法、相對吐沙量法、排遺速率法、比重法和超聲檢測法等[5-11]。口感測試法是最簡單直接的評價方法，但是現有口感測試法缺乏具體的、量化的評價依據。

筆者在實驗室條件下，建立定量化的口感測試法，研究溫度、鹽度、流速和投喂對青蛤吐沙凈化效果的影響，確定青蛤適宜的吐沙凈化條件，為完善青蛤吐沙凈化工藝提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

青蛤采自山東省昌邑下營鎮濰河口，樣品上岸后在6 h內被帶回實驗室并開始試驗。試驗前對青蛤進行清洗，去除表面雜質，剔除死亡、破殼個體，選用規格整齊的青蛤作為研究對象。試驗分2次進行：試驗1青蛤于2020年7月19日采集，殼長(24.72±4.05) mm，殼寬(23.69±4.11) mm，殼高(15.70±3.00) mm，濕質量(5.59±2.83) g(n=50)；試驗2青蛤于同年12月1日采集，殼長(21.38±2.92) mm，殼寬(20.75±2.96) mm，殼高(13.09±2.82) mm，濕質量(4.26±1.56) g(n=50)。試驗用小球藻(Chlorellavulgaris)為市售冷凍濃縮小球藻液(1010個/mL，濰坊藻智源生物科技有限公司)。

1.2 試驗儀器

試驗用貝類凈化設施為上升流式循環水養殖系統，具有控溫、調節流速、過濾、泡沫分離除污和紫外滅菌功能。試驗用系統每套有6個上升流式養殖容器，養殖容器為錐底柱狀，內徑80 mm，養殖水體自流速計以上至出水口容積為2.7 L(圖1)。

圖1 上升流式貝類凈化試驗裝置Fig.1 Experimental upwelling culture system for shellfish depurationa.現場圖;b.結構示意圖;紅色箭頭方向為水流方向.a.scene picture;b.a schematic diagram of the structure;the direction of the red arrow shows the direction of water flow.

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗1

試驗鹽度為30，溫度設14、18、22、26、30 ℃ 5個梯度，每個溫度組獨立使用一套系統，分別設10、20、40、80、160、320 L/h 6個流速處理組，每個流速設2個平行，不投喂。采用隨機取樣方式將青蛤分成60組，為便于采樣，將青蛤裝入網兜中，網孔為11 mm×11 mm，每個網兜中青蛤約100枚，再放入柱狀上升流養殖容器中。試驗開始前隨機取100枚青蛤按表1進行口感測試；試驗開始后的第4、8、12、16 h分別從每組中隨機取出20枚青蛤進行口感測試。

1.3.2 試驗2

試驗溫度22 ℃，鹽度設15、20、25、30共4個梯度，每個鹽度組獨立使用一套系統，分別設10、40、160 L/h共3個流速處理組，每個流速設2個平行，不投喂。其中鹽度30單獨設投喂對照組，投喂對照組每4 h投喂20 mL濃縮小球藻藻液，于取樣后進行投喂。采用隨機取樣方式將青蛤分成30組，裝入網兜中，每個網兜中青蛤約100枚，再放入柱狀上升流養殖容器中。試驗開始前隨機取100枚青蛤按表1進行口感測試；試驗開始后的第4、8、12、16 h分別從每組中隨機取出20枚青蛤進行口感測試。

表1 口感測試評分方法Tab.1 A scoring method in taste test

1.4 數據分析方法

采用口感測試作為貝類凈化效果的評價方法[5-7]，口感測試是最簡單直接的評價方法，也是最常用的評價方法，但是缺乏統一的量化評價方法。經過多次口感測試預試驗摸索，發現咀嚼次數(咀嚼第幾次產生泥沙感)可以反映泥沙量，泥沙感的強烈程度可以反映泥沙粒徑，即咀嚼次數越小泥沙量越大，泥沙感越強烈，泥沙粒徑越大。本試驗中，口感測試評價小組由8人組成，通過品嘗不同粒徑的泥沙及不同含沙量的青蛤(蒸熟)，制作青蛤口感測試的泥沙感等級劃分和評分方法(表1)。在評價小組成員的培訓過程中發現，咀嚼10次便可完成100%青蛤樣品的口感測試。即當咀嚼10次時仍無泥沙感，即使增加咀嚼次數仍然不會產生泥沙感。因此，以咀嚼10次為臨界咀嚼次數。

使用Excel、SPSS 17.0統計軟件對所采集的數據進行作圖及采用Kruskal-Wailis單因素方差分析，以P<0.05為差異顯著。

2 結 果

2.1 試驗1

青蛤初始口感測試等級評價中，A等級1%、B等級96%、C等級3%，即初始含沙率為99%，初始評分為(0.36±1.09)分。

2.1.1 溫度對凈化效果的影響

流速40 L/h條件下凈化4 h，22、26、30 ℃時的口感測試得分顯著高于14 ℃和18 ℃(P<0.05)；流速10 L/h條件下凈化4 h，26 ℃的口感測試得分顯著高于18 ℃(P<0.05)；同一時間和流速下其他溫度試驗組間無顯著性差異(P>0.05)(表2)。隨著凈化時間的增加，各試驗組的口感測試得分出現先增后降或先增后降再增的趨勢。在溫度14、18、22、26、30 ℃時，各試驗組的口感測試得分達到9分以上分別需要凈化8、12、4、8、8 h(表3)。可見，青蛤在溫度14 ℃和18 ℃下需要吐沙8～12 h即可達到較好的凈化效果，青蛤在溫度22、26、30 ℃下需要吐沙4～8 h達到較好的凈化效果。

表2 不同溫度、流速和凈化時間口感測試得分情況Tab.2 Score table of taste test under different temperature,flow velocity and depuration time

表3 不同溫度和流速下所需最短凈化時間Tab.3 The shortest depuration time required under different temperatures and flow velocities

2.1.2 流速對凈化效果的影響

同一時間和溫度下各流速試驗組間無顯著性差異(P>0.05)，但不同溫度下各個流速試驗組的凈化效果不同(表2)。在溫度14 ℃下凈化4 h，流速10 L/h和20 L/h的口感測試得分均未達到9分，流速160 L/h和320 L/h的口感測試得分均在9分以上。可見，低溫凈化時高流速的凈化效果更好。在流速10、20、40、80、160、320 L/h時，各試驗組的口感測試得分均達到9分以上分別需要凈化12、12、4、8、12、12 h(表3)。可見，在低流速(10、20 L/h)、高流速(160、320 L/h)下青蛤需要吐沙12 h達到較好的凈化效果，在中流速(40、80 L/h)下青蛤需要吐沙4～8 h可達到較好的凈化效果。

2.2 試驗2

青蛤初始口感測試等級評價中，A等級0%、B等級36%、C等級64%，即初始含沙率為100%，初始評分為(0.38±0.87)分。

2.2.1 鹽度對青蛤吐沙凈化的影響

各鹽度試驗組均不投喂。在流速40 L/h凈化4 h和流速10 L/h凈化12 h條件下，鹽度30的口感測試得分要顯著高于鹽度15(P<0.05)；同一時間和流速下其余鹽度試驗組間差異不顯著(P>0.05)(表4)。隨著凈化時間的增加，各組的口感測試得分出現了先增后降或先增后降再增的趨勢。在鹽度15、20、25和30時，各試驗組的口感測試得分均達到9分以上分別需要凈化8、8、8、4 h(表5)。在鹽度30下青蛤吐沙4 h可達到很好的凈化效果，在鹽度15、20和25下青蛤吐沙8 h可達到很好的凈化效果。

表4 不同鹽度、流速和凈化時間下的口感測試得分表Tab.4 Score table of taste test under different salinities,flow velocities and depuration time

表5 不同鹽度、投喂和流速下所需最短凈化時間Tab.5 The shortest depuration time required under different salinities,feeding and flow velocities

2.2.2 流速對青蛤吐沙凈化的影響

在不投喂處理組中，鹽度20下凈化12 h時，流速10 L/h的口感測試得分要顯著高于40 L/h(P<0.05)；鹽度30條件下凈化12 h時，10 L/h的口感測試得分要顯著高于160 L/h(P<0.05)；同一時間和鹽度條件下其余流速試驗組間差異不顯著(P>0.05)(表4)。在鹽度15、20和25條件下凈化4 h，流速160 L/h的口感測試得分均高于流速10 L/h和40 L/h；凈化8 h，流速160 L/h的口感測試得分均不低于流速10 L/h和40 L/h。低鹽度凈化時高流速的凈化效果更好。在流速10、40 L/h和160 L/h下，各試驗組的口感測試得分均達到9分以上分別需要凈化8、8、4 h(表5)。

在投喂處理組中，凈化12 h時，10 L/h的口感測試得分要顯著高于160 L/h(P<0.05)；同一時間下其余流速試驗組間差異不顯著(P>0.05)。在流速10、40 L/h和160 L/h條件下，試驗組口感測試得分均達到9分以上分別需要凈化4、4、4 h(表6)。

試驗結果顯示，在低流速(10 L/h)、中流速(40 L/h)和高流速(160 L/h)下青蛤需要吐沙4～8 h可達到較好的凈化效果。

2.2.3 投喂對青蛤吐沙凈化的影響

投喂與不投喂對青蛤吐沙凈化的影響差異不顯著(P>0.05)(表6)。隨著凈化時間的增加，各組的口感測試得分出現了先增后降或先增后降再增的趨勢。在投喂和不投喂時，各試驗組的口感測試得分均達到9分以上分別需要凈化4 h和4 h(表6)。在12組投喂與不投喂對比試驗中，有7組不投喂試驗處理的口感測試得分要高于投喂試驗處理，有4組不投喂試驗處理低于投喂試驗處理，有1組兩者相等。總體來看，青蛤吐沙時不投喂可以達到更好的凈化效果。

表6 不同投喂情況、流速和凈化時間下的口感測試得分Tab.6 Score table of taste test under different feeding,flow velocities and depuration time

3 討 論

3.1 泥沙凈化評價方法

當前吐沙凈化的評價方法主要有口感測試法、解剖觀察法、灰分測定法、相對吐沙量法、排遺速率法、比重法和超聲檢測法等[5-13]。其中，解剖觀察法是通過肉眼或顯微鏡去觀察貝類體內泥沙，可評價出泥沙有無、泥沙粒徑及泥沙分布位置，但無法評價出泥沙量。灰分測定法是用吐沙前后灰分的差值代表貝類體內的泥沙量；相對吐沙量法是用排出泥沙與體質量之比作為評價方法；排遺速率法是用相對吐沙量與時間之比作為評價方法[5-11]。后述3種方法可以在一定程度上避免試驗人員的主觀性，但并不能準確評定泥沙量和泥沙粒徑。比重法和超聲檢測法是利用勻漿靜置或振蕩將貝肉與泥沙分離，從而實現貝類體內泥沙的定量[12-13]，但缺乏對貝類食用口感等級的劃分。以往的口感測試法是最簡單直接的評價方法，但并不能評定貝類體內泥沙量和泥沙粒徑。筆者建立的定量化口感測試法將咀嚼次數、口感等級和口感得分引入到口感測試中，利用咀嚼次數定量化表示泥沙含量，利用口感等級定量化表示泥沙粒徑，最終量化為口感得分(0～10)和口感等級(A、B和C)，綜合反映貝類食用時的泥沙感。與其他評價方法相比，筆者建立的定量化口感測試評價方法具有可重復性，更便于進行科學的統計分析。

以初始口感測試為例：在試驗1的初始口感測試中，B等級96%、C等級3%，含沙率99%，初始口感得分(0.36±1.09)分；在試驗2的初始口感測試中，B等級36%、C等級64%，含沙率100%，初始口感得分(0.38±0.87)分。試驗2中C等級占比較高，但初始口感測試得分要高于試驗1，是因為試驗1中得分為0的B等級較多。因此，在評價貝類品質時，應綜合口感測試得分和等級劃分評判其含沙率和泥沙粒徑。當B和C等級比例之和較高時，說明樣品中含沙率較高；而B和C等級比例的多少則說明樣品泥沙感的強烈程度。

3.2 溫度、鹽度、投喂和水流對青蛤吐沙的影響

青蛤在溫度14～30 ℃條件下均可進行吐沙活動，但青蛤在不同溫度下吐沙凈化所需要的時間不同，22～30 ℃吐沙凈化需要4～8 h，14～18 ℃吐沙凈化需要12～16 h。徐根峰等[8]開展在靜水條件下青蛤吐沙凈化的研究，同樣表明低溫進行貝類吐沙凈化需要更長的時間。可能是因為低溫時貝類的代謝活動較弱[14-15]。但貝類吐沙凈化時除了考慮時效問題，還應考慮能耗問題。因此，在規模化凈化時可根據不同季節選擇相近溫度以節約能耗，如夏季時可以在22～30 ℃下吐沙4～8 h，冬季時可以在14～18 ℃下吐沙12～16 h。

青蛤在鹽度15～30條件下均可進行吐沙活動，但青蛤在不同鹽度下吐沙凈化所需要的時間不同，鹽度30時吐沙凈化需要4 h，鹽度15～25時吐沙凈化需要8 h。在低鹽度下，青蛤吐沙凈化需要的時間更長，可能是因為青蛤在低鹽度時對自身滲透壓的調節需要較長時間[16]，且隨著鹽度的降低青蛤濾水率明顯降低[17]。

青蛤在投喂和不投喂條件下均可進行吐沙，但不投喂處理組的凈化效果要優于投喂處理組。劉保忠等[18]研究發現，投喂小新月菱形藻(Nitzschiaclosteriumf.minutissima)，青蛤凈化5 h便可將體內泥沙徹底排出(每2 h投喂3.0×104個/mL)，但該研究缺少不投喂的對照。本試驗結果顯示，青蛤凈化4 h，投喂處理組口感測試得分可達到9分以上，不投喂處理各組口感測試得分均高于投喂處理組。對青蛤進行解剖觀察發現，泥沙大部分滯于外套腔中，投喂可能并不會加速青蛤將外套腔中的泥沙排出。因此，青蛤吐沙凈化時應不進行投喂。

在靜水條件下，青蛤在溫度20 ℃和30 ℃下分別暫養17 h和12 h可達到口感無沙的要求[8]。本試驗結果表明，流水條件下，青蛤在溫度22～30 ℃時只需經過4～8 h便可達到較好的凈化效果，口感測試得分約9分。可見，流水凈化在時效上要優于靜水凈化。流水可以保證更充足的溶解氧，適度提高流速有助于吐沙凈化，低溫(14 ℃)和低鹽(15～25)凈化時提高流速有助于獲得更好的凈化效果。但流速過高反而不利于吐沙凈化，如在本試驗1中18、26 ℃下中流速(40、80 L/h)吐沙4 h便有很好的凈化效果，高流速(160 L/h)所需的時間則相對較長。

本試驗中，采用上升流培育系統進行貝類凈化試驗研究，在溫度22～30 ℃、鹽度30、流速40～80 L/h和不投餌條件下吐沙4～8 h便可達到很好的凈化效果。在實際試驗過程中發現，在貝類堆放20～25 cm條件下，高流速上升流無法將貝類排出的泥沙等顆粒物帶走，實現貝類和污染物分離，導致貝類口感測試得分出現了先增后降的現象。因此，貝類凈化時宜采用下降流以避免二次污染。

4 結 論

不同溫度、鹽度、流速、投喂條件下，青蛤在前4 h吐沙凈化效率最高，在溫度22 ℃、鹽度30、流速40 L/h和不投喂條件下吐沙4 h后口感測試得分便可達到9分以上。在低溫和低鹽條件下，青蛤吐沙凈化需要更長的時間，提高流速有助于獲得更好的吐沙凈化效果；投喂小球藻和不投喂組的吐沙凈化效果差異不顯著(P>0.05)，但從凈化成本和餌料對青蛤食用口感影響的不確定性兩方面考慮，青蛤吐沙凈化時建議不投喂。貝類凈化時宜采用下降流以避免二次污染。