超聲清洗對活品蝦夷扇貝品質的影響

摘要：通過3個時間（0、5、10 min）的超聲清洗試驗，分析蝦夷扇貝（Patinopecten yessoensis）的水質指標以及品質指標的變化規律，確定蝦夷扇貝的最佳清洗時間，并模擬3組扇貝氣調包裝（80%O2、20%N2）下的流通運輸，分析不同清洗時間對活品蝦夷扇貝的流通品質影響。結果表明，在超聲清洗過程中3組蝦夷扇貝的存活率都是100%，且均對質構和糖原無顯著影響，其中超聲清洗10 min的除雜率最高，為4.02%，菌落總數最少，為1.1×105 CFU/mL，清洗后水質變差。不同清洗時間下，模擬運輸過程中的蝦夷扇貝菌落數均隨著清洗時間的延長呈上升趨勢，超聲清洗10 min蝦夷扇貝體內的菌落數隨著運輸時間的延長上升速率較為緩慢。超聲清洗10 min為較理想的清洗時間，蝦夷扇貝品質保持較好。

關鍵詞：蝦夷扇貝（Patinopecten yessoensis）；超聲清洗；活品品質；流通運輸

中圖分類號：TS254.4" " " " "文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2023）08-0149-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.08.024 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of ultrasonic cleaning on quality of live Patinopecten yessoensis

LI Xin1a，2， PAN Lan-lan1a，1b，2， ZHANG Yuan3， QU Min1c， ZHAO Chen-ran1a，2， LI Tian-yu1a，2， LUAN Xin-tong1a，2

（1a.College of Mechanical and Power Engineering；1b.Key Laboratory of Environment Controlled Aquaculture，Ministry of Education；1c.College of Food Science and Engineering， Dalian Ocean University， Dalian" 116023，Liaoning，China； 2.Marine Fishery Equipment Professional Technology Innovation Center of Liaoning Province， Dalian" 116023，Liaoning，China； 3.Zhangzidao Group Co.， Ltd.， Dalian" 116023， Liaoning，China）

Abstract： The ultrasonic cleaning tests were carried out at three times （0， 5 and 10 min）， the change law of the water index and quality index of Patinopecten yessoensis was analyzed， the best cleaning time of Patinopecten yessoensis was determined， and the circulation and transportation of three groups scallops under modified atmosphere packaging （80%O2，20%N2） were simulated to analyze the effects of different cleaning time on the circulation quality of live Patinopecten yessoensis. The results showed that the survival rate of three groups of Patinopecten yessoensis was 100%， and there was no significant effect on texture and glycogen. Ultrasonic cleaning for 10 min had the highest impurity removal rate of 4.02% and the least total number of colonies of 1.1×105 CFU/mL， water quality got worse after cleaning. Under different cleaning time， the colony number of Patinopecten yessoensis in the simulated transportation process showed an upward trend with the extension of cleaning time. The colony in Patinopecten yessoensis after ultrasonic cleaning for 10 min increased slowly with the extension of transportation time. Ultrasonic cleaning for 10 min was an ideal cleaning time， and the quality of Patinopecten yessoensis remained good.

Key words： Patinopecten yessoensis； ultrasonic cleaning； live product quality； circulation and transportation

蝦夷扇貝（Patinopecten yessoensis）是一種大型經濟貝類，具有個體大、生長快、經濟價值高等優點，且營養豐富，是貝類水產品的重要品種，但是其形狀不規則，殼外表粗糙，含有大量的淤泥、寄生藻類，需清洗后流通，其清洗效果與清洗效率直接影響到后續流通品質。超聲清洗與其他清洗方式相比具有清洗后的殘留物少、清洗更徹底、成本低的優勢［1］。國內外學者對農產品超聲清洗進行了研究和應用，例如超聲清洗無核白葡萄［2］、紅棗［3］、豆角［4］、蘋果［5］等。在水產品超聲清洗中，發現低頻率超聲波有利于牡蠣清洗，清洗時間對清洗效果有較大的影響，并且對牡蠣的存活率沒有影響，但過長的時間會影響貝類的正常代謝，可能導致貝類死亡［6］。超聲波技術在泥蚶凈化中具有殺菌的作用，能夠降低鮮泥蚶的細菌總數，隨著處理時間的延長，凈化效果增強［7］，由于超聲波的空化作用，產生空化氣泡，氣泡內爆產生局部壓力的快速變化導致微生物細胞損傷［8］，從而有效抑制細菌增長。張麗華等［9］的研究表明超聲波對咸海鯰魚的質構影響不顯著。清洗對蝦夷扇貝的流通品質保持十分必要，而清洗后需?；钸\輸至消費者，在氧濃度為83%，溫度為2 ℃的氣調包裝下，貽貝（Mytilus edulis）能存活8～9 d，且溫度對貝類存活率的影響比氧氣濃度更大［10］，在低溫條件下能夠使蝦夷扇貝的存活期延長［11］。本研究采用活品氣調包裝加冰的方式模擬運輸過程，結合蝦夷扇貝超聲清洗后的水質指標，分析超聲清洗及其清洗后蝦夷扇貝無水?；钸\輸品質，確定超聲清洗工藝，為蝦夷扇貝捕后處理技術提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設備

材料：蝦夷扇貝購自獐子島集團有限公司，殼長（108±5）mm，寬（109±5）mm，高（25±5）mm，每枚重量為（130±30）g；糖原試劑盒。

海水條件：試驗用水為大連市黑石礁海域新鮮海水，初步測定海水鹽度為33‰，溫度為2.4 ℃，pH為7.44。

設備：F-020/B型超聲波清洗機，深圳福洋科技集團有限公司；HK-65-1型模擬運輸振動臺，上海傾技儀器儀表科技有限公司；YSI 650型水質檢測儀，YSI公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 選取個體大小均勻鮮活的蝦夷扇貝，采用超聲功率120 W、超聲頻率40 kHz、清洗溫度10 ℃、貝水重量比1∶1進行扇貝的超聲清洗試驗，分別對未清洗、清洗5 min和清洗10 min的蝦夷扇貝進行水質和品質檢測。

將未清洗、清洗5 min、清洗10 min的蝦夷扇貝每2枚放入充80%O2、20%N2的氣調盒（0.16 m×0.11 m×0.05 m）中，氣調后將10盒規則整齊地放入運輸專用隔溫泡沫箱中貯存（泡沫箱長×寬×高為0.80 m×0.48 m×0.38 m，體積為0.146 m3），并將約占箱體體積1/3的碎冰平整鋪在箱體底部，通過模擬運輸振動臺試驗系統模擬物流中的道路運輸情況，設置運輸速度為50 km/h，時間為48 h，每間隔8 h測定蝦夷扇貝品質。

1.2.2 指標測定與計算

1）除雜率的測量［6］。在超聲清洗前對每只蝦夷扇貝進行編號稱重并記錄其重量，記為C1，超聲清洗后對相應編號的蝦夷扇貝再次稱量并記錄，記為C2。根據以下公式測定超聲清洗后的除雜率（[ΔC]）。

式中，C1為蝦夷扇貝初始重量；C2是蝦夷扇貝超聲清洗后的重量。

2）存活率的測量［12］。蝦夷扇貝存活率依據觀察法檢測，如果蝦夷扇貝殼能夠自由閉合則判斷其存活，若貝殼張開后，采用玻璃棒輕輕敲打、針刺，長時間不能閉合，則判斷已死亡，并計算存活率。根據以下公式測定每個階段的存活率（SR）。

式中，Ns為蝦夷扇貝存活個數；Nt為蝦夷扇貝總數。

3）糖原的測定［13］。取扇貝整柱，采用糖原測定試劑盒（北京瑞利分析儀器公司）測定。

4）菌落總數的測量［14］。菌落總數的測定參照GB 4789.2—2022［15］。菌落計數以菌落形成單位（Colony-formingunits，CFU）表示。

5）質構的測量［16］。首先取出新鮮的蝦夷扇貝柱，將扇貝柱切成長寬高（1.0 cm×1.0 cm×0.3 cm）大小相等、薄厚相同、形狀相似的長方體。對樣品進行2次壓縮，平行測定3次，取平均值。

6）海水密度的檢測。將稱取海水的量筒放置于天平上，讀取其重量M1，將需測海水倒入量筒中讀取重量M2，體積V。根據以下公式測算清洗扇貝前后水的密度（[ρ]）。

7）雜質質量的檢測。雜質含量按以下公式計算。

式中，M3為濾布的重量；M4為濾布＋雜質的重量。

8）懸浮物濃度的檢測［17］。懸浮物測定采用稱重法，水樣通過孔徑0.45 μm 的濾膜，截留在濾膜上的懸浮物于103～105 ℃烘干至恒重。根據以下公式測定扇貝清洗后水中的懸浮物含量。

式中，C為水中懸浮物濃度；A為懸浮物+濾膜+稱量瓶重量；B為濾膜+稱量瓶重量；V為試樣體積。

9）感官評價［2］。在超聲清洗扇貝后，通過觀察判斷扇貝是否清洗干凈，感官評價主要通過4個等級進行綜合評定，感官分數由低到高，分數越高說明超聲清洗的效果越好，即蝦夷扇貝表面的雜質越少。蝦夷扇貝的感官評價標準見表1。

10）水質指標的測量。試驗過程采用YSI 650型水質檢測儀測定超聲清洗蝦夷扇貝后的水體溶解氧、水體電阻率、水體電導率和溶解性固體總量（TDS）。

2 結果與分析

2.1 不同超聲清洗時間蝦夷扇貝的水質指標

由表2可知，超聲清洗前后水中的溶解氧發生顯著的變化（Plt;0.05），清洗前的溶解氧是（6.31±0.27）mg/L，清洗5 min后下降到（3.23±0.25）mg/L，清洗10 min后下降至（1.91±0.24）mg/L，隨超聲清洗時間延長水中溶解氧下降明顯。超聲清洗扇貝后的水體電阻率隨清洗時間延長呈下降趨勢，電導率呈上升趨勢，超聲清洗前后電阻率、電導率有顯著變化（Plt;0.05），并且清洗10 min后水體的電阻率最低，為（0.017±0.005）Ω·cm，電導率最高，為（57.530±5.000）mS/cm，水中離子濃度大大增加，水質變差。電導率越高，鹽分越高，溶解性固體總量越高，超聲清洗后溶解性固體總量呈上升趨勢且有顯著變化（Plt;0.05），超聲清洗10 min溶解性固體總量上升至（33.940±3.000）g。扇貝超聲清洗后海水的密度呈上升趨勢，超聲清洗10 min與超聲5 min水的密度有顯著差異（Plt;0.05），清洗10 min水的密度上升至（1.150±0.07）g/cm3。超聲清洗后水中雜質呈上升趨勢，超聲清洗10 min與超聲5 min水中的雜質有顯著差異（Plt;0.05），清洗10 min后的雜質上升至（1.3±0.05）g，超聲清洗后水中懸浮物呈先上升后下降趨勢（Plt;0.05），清洗10 min懸浮物下降至（0.2±0.01）g，但清洗10 min雜質與懸浮物的總和高于清洗5 min，清洗10 min后的水質較差。

2.2 不同超聲清洗時間蝦夷扇貝的品質指標

2.2.1 存活率、感官評價、除雜率、菌落及糖原 由表3可知，在清洗階段蝦夷扇貝的存活率為100%。不同清洗時間條件下活品蝦夷扇貝的感官品質不同，超聲清洗5 min的扇貝表面及褶皺中有少量的灰塵顆粒、皮渣等雜質，其感官評價分值為70分，清洗10 min的扇貝表面及褶皺中幾乎沒有或僅有極少量的灰塵顆粒、皮渣等雜質，其感官評價分值為90分，可見超聲清洗10 min的效果明顯優于清洗5 min的效果。超聲清洗后扇貝的除雜率呈上升趨勢（Plt;0.05），超聲清洗5 min的除雜率為2.63%，超聲清洗10 min的除雜率上升為4.02%，超聲清洗蝦夷扇貝的除雜率隨著時間延長，吸附在扇貝表面的污物顆粒逐漸被去除［18］。菌落總數在一定程度上標志著食品衛生質量。菌落總數還可以反映食品的清潔程度并預測其耐藏性［19］。未清洗、清洗5 min、清洗10 min的菌落數有顯著差異（Plt;0.05），清洗5 min的菌落數下降到2.7×105 CFU/mL，清洗10 min的菌落數下降至1.1×105 CFU/mL，可能由于時間延長超聲波對細菌和真菌有抑制作用［7］。未被清洗的扇貝糖原的初始值為（7.797±0.27）mg/g，扇貝水中超聲清洗由缺氧轉變為有氧消耗能量，糖原下降，清洗5 min和10 min后的糖原分別下降到（7.218±0.26）mg/g和（6.965±0.24）mg/g。

2.2.2 質構 以扇貝柱為原料利用質構儀進行測定，能夠反映質構的硬度、內聚性、彈性、膠黏性、咀嚼性等指標。由表4可知，清洗時間對質構的各指標沒有顯著影響。

2.3 不同超聲清洗時間蝦夷扇貝的流通品質結果

2.3.1 存活率 由圖1可知，不同超聲清洗時間的活品蝦夷扇貝在流通過程中存活率沒有變化，未清洗、清洗5 min、清洗10 min在貯藏0～32 h的存活率均為100%，貯藏40～48 h均全部死亡。

2.3.2 菌落總數 由圖2可知，不同清洗時間的活品蝦夷扇貝在流通過程中菌落總數隨著時間延長呈上升趨勢，3組扇貝之間的菌落總數有顯著差異（Plt;0.05），且各組隨時間變化的菌落總數也有顯著差異（Plt;0.05），清洗10 min的菌落總數上升速率較未清洗、清洗5 min的緩慢。

3 討論

3.1 不同超聲清洗時間的水質指標討論

3.1.1 水的溶解氧 溶解在水中的空氣中的分子態氧稱為溶解氧，水中的溶解氧含量與空氣中氧的分壓、水的溫度都有密切關系。水中溶解氧是衡量水體自凈能力的指標，溶解氧的含量變化主要與溫度、海氣交換、藻類的光合作用、生物的呼吸和有機物質的降解等因素有關。溶解氧受有機物的分解影響，溶解氧越低說明降解的有機物越多［20，21］，在清洗10 min時溶解氧已經降到（1.19±0.24） mg/L，而水質溶解氧低于0.5 mg/L時，不利于貝類存活［22］，在本試驗的貝水比條件下，再增加清洗時間可能會導致貝類存活率下降。

3.1.2 電阻率、電導率及溶解性固體總量 電阻率反映了水中離子含量，離子含量越低，水的電阻率越大，電阻率與電導率成相反關系［23］。水的電導率表示水溶液傳導電流的能力，反映出水中存在的電解質濃度。水溶液中電解質的濃度不同，則溶液導電的程度也不同［24］。超聲清洗10 min的電阻率低于清洗5 min的電阻率，清洗10 min的電導率高于清洗5 min的電導率，說明清洗10 min的導電能力強于清洗5 min的導電能力。TDS指總溶解性固體，包括無機物和有機物兩者的含量，是水質的一個重要指標［25］。TDS越高表示水中雜質越多，而雜質是指水中的Ca2+、Mg2+、Na+、K+等［26］。超聲清洗10 min的TDS高于清洗5 min的TDS，結合電阻率、電導率分析，水的導電性越好，其電導率也越大，水的TDS就越大，TDS越大說明水中的雜質含量大，本試驗中清洗10 min的導電性好，TDS大，去除雜質多，清洗效果好。

3.1.3 水的密度、雜質與懸浮物 扇貝的表面會附著浮泥和雜物以及石灰蟲、插雜藻、藤壺、牡蠣殼等固著物［27］，蝦夷扇貝在超聲清洗后海水的密度增加明顯，其主要原因是由于隨著清洗時間的延長扇貝表面的附著物被清洗下來，導致水中的雜質與懸浮物增多，水的密度增加明顯，清洗10 min后水的密度高于清洗5 min水的密度，說明清洗10 min的附著物多、水質變差。懸浮物是指懸浮在水中的固體物質，包括不溶于水的無機物、有機物、泥沙、黏土、微生物等，此懸浮物為去除可過濾性雜質后的水中懸浮物質［17］。超聲清洗后水中雜質明顯增加，并且隨著清洗時間增長雜質增多，可見經過超聲清洗的蝦夷扇貝在一定程度上變干凈。超聲清洗10 min的雜質高于清洗5 min的雜質，但懸浮物清洗10 min后比清洗5 min反而減少，說明超聲清洗10 min較大的可沉淀的物質越多，清洗10 min的雜質與懸浮物的總和高于清洗5 min的總和，說明清洗10 min去除雜質多，清洗效果好。

3.2 不同超聲清洗時間的蝦夷扇貝品質指標討論

3.2.1 存活率、感官評價及除雜率 超聲波清洗5、10 min對蝦夷扇貝的存活率沒有顯著影響，這與張敬峰等［6］關于超聲清洗牡蠣的研究結果一致，合理的超聲清洗時間并不影響其后期流通品質。超聲清洗10 min后蝦夷扇貝表面的感官評價分值和除雜率均高于清洗5 min，可見清洗10 min的潔凈程度好，延長超聲清洗時間潔凈程度較好，結合水質指標溶解氧分析，清洗超過10 min溶解氧低，不適合繼續延長時間，因此超聲清洗10 min為合理時間。

3.2.2 菌落、質構及糖原 菌落總數在一定程度上影響蝦夷扇貝的鮮活度［28］，超聲清洗10 min扇貝的菌落總數少于清洗5 min的菌落總數，分析其減少的原因可能受到超聲波的影響，超聲波能夠有效抑制細菌的增長［7］。質構可以決定食品品質［16］，對鮮品評價其感官品質［29］，而本試驗中清洗10 min與清洗5 min對蝦夷扇貝的質構無顯著影響，這與張麗華等［9］關于超聲波對咸海鯰魚質構影響的研究結果一致。糖原是貝類體內最重要的能源儲備，糖原的含量代表貝類的營養狀態，可以幫助貝類抵抗短期的低氧、食物短缺等惡劣的環境條件［30］。貝類糖原的儲備情況直接反映了其應對脅迫的能力，糖原含量的降低與貝類大量的死亡有直接關系［31］。在不考慮死亡的條件下，糖原能有效地反映扇貝在脅迫條件下的生理狀態［32，33］，扇貝有氧呼吸消耗能量，糖原呈下降趨勢，在本試驗超聲清洗10 min和5 min蝦夷扇貝的糖原含量略有下降，并沒影響后期的流通品質。

3.3 不同超聲清洗時間的蝦夷扇貝流通品質討論

不同超聲清洗時間蝦夷扇貝在模擬運輸過程中的存活率均隨著運輸時間的延長呈下降趨勢，48 h后3組蝦夷扇貝均全部死亡，說明清洗時間對存活率沒有顯著影響。在運輸的過程中，3組扇貝的菌落總數隨著運輸時間的延長呈上升趨勢，這與王霞［34］的研究結果一致，貝類離水后在不同溫度條件下細菌總數呈上升趨勢，在0～48 h清洗10 min組的菌落總數低于清洗5 min組及未清洗組的菌落總數，超聲波能夠有效抑制細菌的增長［7］，超聲清洗10 min對蝦夷扇貝流通品質保持較好。

4 小結

對蝦夷扇貝進行不同時間的超聲清洗試驗，超聲清洗10 min的蝦夷扇貝的除雜率高，水的密度增加，水的溶解氧下降，說明隨著時間的延長超聲清洗的雜質多；水中溶解性固體總量、電導率隨清洗時間延長呈上升趨勢，電阻率呈下降趨勢，水中離子濃度呈上升趨勢，清洗的時間越長雜質越多，水質越差；超聲清洗0～10 min，超聲清洗時間對蝦夷扇貝的存活率、質構、糖原沒有顯著影響，但對菌落總數有顯著影響，清洗10 min后菌落總數最低，為1.1×105 CFU/mL。模擬運輸過程中，隨著運輸時間的延長，蝦夷扇貝的菌落總數隨運輸時間呈上升趨勢，清洗10 min的菌落總數最少。綜合各項指標分析，超聲清洗10 min對蝦夷扇貝的清洗效果最好，且對品質保持較好。

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收稿日期：2022-06-06

基金項目：國家重點研發計劃項目（2019YFD0900701）；遼寧省教育廳科研項目（DL202003）

作者簡介：李 鑫（1996-），女，吉林德惠人，在讀碩士研究生，研究方向為水產品冷鏈物流，（電話）13843210638（電子信箱）2071281903@qq.com；通信作者，潘瀾瀾（1980-），女，吉林四平人，教授，博士，主要從事水產冷鏈物流優化、漁業裝備方面的研究，（電話）18698652280（電子信箱）pllan@dlou.edu.cn。