环境因子对毛蚶排遗和泥沙净化的影响

(大连海洋大学辽宁省贝类良种繁育工程技术研究中心,辽宁大连116023)

摘要：在实验室条件下,进行了温度、盐度和充气对毛蚶Scapharca subcrenata(Lischke)排遗及泥沙净化的影响试验。温度试验设10、15、20、25、30℃共5个梯度,毛蚶壳长为 (39.8±2.0)mm;盐度试验设自来水、10、15、20、25、30、35共7个梯度,毛蚶壳长为 (44.2±2.5)mm。结果表明:在盐度为30的天然海水中,10、15、20、25℃温度组的毛蚶均能正常排遗,10 h内排遗速率以20℃时最高,平均为(0.50±0.06)mg/(g·h),30℃组4 h全部死亡;在20℃条件下,20、25、30、35盐度组毛蚶均能正常排遗,10 h内排遗速率以盐度为25时最大,平均为 (0.64±0.02)mg/(g·h);不充气条件下的排遗速率大于充气条件下的排遗速率;毛蚶排遗速率在最初1 h内最快,平均为 (1.78±0.30)mg/(g·h),约占10 h内排遗总量的36%以上,之后随时间的推移基本呈指数递减;各种温度、盐度、充气和不充气条件下,毛蚶净化6 h后均口感无沙。

毛蚶 Scapharca subcrenata(Lischke)俗名毛蛤、瓦楞子,属于软体动物门、瓣鳃纲、翼形亚纲、蚶目、蚶科、毛蚶属,为滤食性埋栖贝类。其肉质鲜美,营养丰富,是广受欢迎的海产品和近海渔业生产的重点捕捞对象之一[1]。由于摄食选择性差以及环境污染等因素,导致毛蚶体内经常含有泥沙以及病原微生物、重金属和农药等有毒有害物质。食用不洁净的毛蚶可能导致中毒和染病,因此,毛蚶上市前的净化非常必要。有关毛蚶的人工育苗技术[2-5]、摄食代谢[6-9]以及生物学特性等方面的研究[10-11]已进行了很多,但对毛蚶净化的研究目前尚未见报道。

贝类净化常用的方法是将其放入清洁海水中通过代谢 (排遗和排泄)将泥沙和有毒有害物质排出体外,再将这些物质彻底清除或与贝类分离,最终达到国家规定的食品卫生要求。排遗是生物通过消化管道排出未消化的食物残渣的过程,毛蚶体内的泥沙和粪便等主要通过排遗而得到初步净化。因此,研究环境因子对毛蚶排遗的影响对后续净化工艺研究有重要的参考价值。本研究中,作者在实验室条件下,进行了温度、盐度、充气和不充气对毛蚶排遗和泥沙净化的的影响试验,同时结合口感试验,确定毛蚶适宜的排遗和泥沙净化条件,为建立和完善毛蚶泥沙净化工艺提供参考依据。

1 材料与方法

试验于2011年11月—2012年1月在大连海洋大学辽宁省贝类良种繁育工程技术研究中心进行。试验用毛蚶采自大连市庄河海域 (水温为-1.0～2.3℃,盐度为29.4～30.8)。采捕后立即送至实验室,挑选体质健壮、规格相近的个体,清洗壳表面泥沙和附着物后用于试验。用于温度试验的毛蚶壳长为 (39.8±2.0)mm,用于盐度试验的毛蚶壳长为 (44.2±2.5)mm。

试验用水为大连市黑石礁海区经沉淀及沙滤的自然海水,盐度为30±1,pH为7.97±0.03,氨态氮质量浓度为(0.027±0.010)mg/L,亚硝酸氮质量浓度为(0.006±0.002)mg/L,化学耗氧量COD为(1.06±0.24)mg/L,水温为(8.6±0.6)℃。

除特殊说明外,每个试验均设3个平行。试验期间充气,并用水浴恒温。

1.2.1 温度试验在1 000 mL烧杯中装入800 mL自然海水,每个烧杯中随机放入5个毛蚶。试验水温设10、15、20、25、30℃ 5个梯度,测定试验开始后1、2、4、6、10 h毛蚶的排遗速率。

排遗速率的测定方法:于规定时间 (如1、2、4、6、10 h)将毛蚶取出放入另外盛有相同温度的海水烧杯中继续净化。然后用事先称重并编号的中速定量滤纸真空抽滤暂养过毛蚶的海水,将其排遗物收集在滤纸上,在105～110℃下烘干并称重。待排遗物达到微量时 (10 h)结束试验,取出毛蚶烘干称重。排遗速率按下式计算:

其中:r为毛蚶排遗速率 (mg/(g·h));t为试验持续时间 (h);W0为抽滤前滤纸的干质量(g);Wti为抽滤后滤纸与排遗物的干质量 (g); Wm为试验结束时毛蚶的干质量 (g)。

1.2.2 盐度试验在温度为20℃条件下,设自来水、10、15、20、25、30、35共 7个盐度梯度,用充分曝气的自来水和海水晶调节盐度。将暂养毛蚶1、2、3、4、6、8、10、24 h的海水进行抽滤,测定不同盐度下各个时间段毛蚶的排遗速率。

1.2.3 扰动影响试验为了观察扰动对净化效果的影响,以温度试验中10℃充气组为对照。另设水温为10℃的不充气试验组,测定试验开始后1、2、4、6、10 h毛蚶的排遗速率。

1.2.4 口感试验每个温度和盐度试验均另设一个口感试验组 (2个平行),与排遗试验在相同条件下同时进行,在每个时间段从每个试验组随机取出4个毛蚶进行煮食,品尝其是否有泥沙感。

试验数据采用平均数±标准差表示,用 SPSS 13.0进行单因素方差分析,如差异有显著性,用Duncan氏法进行多重比较,差异显著性水平设为0.05。

2 结果与分析

从图1可见:毛蚶排遗速率在第1 h时最大, 10、15、20、25、30℃温度组在1 h时的排遗速率分别为(1.43±0.53)、(2.03±0.35)、 (2.05± 0.45)、(1.63±0.19)、(1.08±0.46)mg/(g·h);随着净化时间的延长,排遗速率迅速下降,至10 h时,10、15、20、25℃组排遗速率分别为(0.10± 0.01)、(0.13±0.03)、(0.12±0.06)、(0.17± 0.05)mg/(g·h),分别为 1 h时排遗速率的7.0%、6.6%、6.0%和10.2%;30℃温度组4 h时毛蚶全部死亡,其它温度组10 h内无死亡。

图1 不同温度下毛蚶排遗速率随时间的变化
Fig.1 The changes in excrement rates with time in the blood clam at different temperatures

从图2可见:10、15、20、25℃组,10 h时总的平均排遗速率分别为(0.37±0.03)、(0.48± 0.09)、(0.50±0.06)、(0.44±0.06)mg/(g·h),以20℃时最大。多重比较结果表明,20℃组与10℃组有显著性差异 (P＜0.05),其余组间均无显著性差异 (P＞0.05)。

图2 不同温度下毛蚶平均排遗速率的比较 (10 h)
Fig.2 The comparison of excrement rates in the blood clam at different temperatures(10 h)

注:标有不同大写字母者表示组间有极显著性差异 (P＜0.01),标有不同小写字母者表示组间有显著性差异 (P＜0.05),标有相同小写字母者表示组间无显著性差异 (P＞0.05),下同。
Note:The means with different capital letters are very significantly different at the 0.01 probability level,with different letters being significantly different at the 0.05 probability level,and the means with the same letters are not significant differences,et sequentia.

从图3可见:与温度试验所得规律相同,各个试验组排遗速率也是在第1 h最大;20℃条件下,自来水、10、15、20、25、30、35盐度组在第1 h时的排遗速率分别为(0.84±0.32)、(1.33±0.15)、(1.23±0.06)、 (1.96±0.17)、 (1.65±0.61)、(1.65±0.04)、(1.38±0.04)mg/(g·h);自来水组2 h时死亡60%,4 h时全部死亡,10和15盐度组2 h时分别死亡30%和20%,6 h时分别死亡70%和80%,10 h全部死亡。至24 h试验结束时, 20、25、30、35盐度组毛蚶全部存活。

图3 不同盐度下毛蚶排遗速率随时间的变化
Fig.3 The changes in excrement rates with time in the blood clam at different salinities

图4 不同盐度下毛蚶平均排遗速率比较 (10 h)
Fig.4 The comparison of excrement rates in the blood clam at different salinities(10 h)

从图5可见:在温度为10℃不充气条件下,毛蚶在第1 h内的排遗速率明显大于充气条件下的排遗速率;10 h内毛蚶在未充气海水中的总平均排遗速率为(0.60±0.03)mg/(g·h),在充气海水中的总平均排遗速率为(0.37±0.06)mg/(g·h),二者有极显著性差异 (P＜0.01)。

图5 充气和不充气下毛蚶排遗速率随时间的变化 (10℃)
Fig.5 The changes in excrement rates with time in the blood clam in non-aerated and aerated conditions(10℃)

从表1可见,在盐度为30的温度试验中,水温为20℃时净化4 h口感毛蚶无沙,其他温度下净化6 h口感毛蚶无沙。

表1 不同温度和净化时间条件下毛蚶的含沙率
Tab.1 The sand amount in the blood clam at different temperatures and purification periods %

注:—表示全部死亡,下同。
Note:— denotes the whole death,et sequentia.

净化时间/h purification time 10℃ 15℃ 20℃ 25℃ 30℃1 100 100 75 75 75 2 75 50 25 50 50 4 25 25 0 25 —6 0 0 0 0—10 0 0 0 0—

从表2可见,在水温为20℃的盐度试验中,盐度为30时净化4 h口感毛蚶无沙,其他盐度下净化6 h口感毛蚶无沙。

从表3可见,不充气组净化4 h口感毛蚶无沙,充气组净化6 h口感毛蚶无沙。

表2 不同盐度和净化时间条件下毛蚶的含沙率(20℃)
Tab.2 The sand amount in the blood clam at different salinities and purification periods(20℃) %

净化时间/h purification time盐度自来水10 15 20 25 30 35 1 100 100 100 75 75 75 7 2 75 50 50 50 50 50 50 3 50 50 25 50 25 25 25 4— 25 25 25 25 0 25 6— — —0 0 0 0 8— — —0 0 0 0 10 — — —0000

表3 充气与不充气条件下毛蚶的含沙率(10℃)
Tab.3 The sand amount in the blood clam in non-aerated and aerated conditions(10℃) %

净化时间/h purification time充气aerated不充气non-aerated 1 100 75 2 75 50 4 25 0 6 0 0 10 0 0

3 讨论

温度试验结果表明,毛蚶在10～25℃均能正常排遗,最适温度为20℃。口感试验结果表明, 20℃下毛蚶净化4 h时口感无沙,其他温度下净化6 h时口感无沙。姚兴存等[12]研究表明,文蛤在20～25℃条件下吐沙率最高。陶晶等[13]对牡蛎的研究表明,吐沙量与温度无线性关系,20℃时的吐沙速率最快。水柏年[14]对菲律宾蛤仔的研究表明,温度为15～20℃时,菲律宾蛤仔吐出杂物的速率较大,并在20℃时达到最大值。青蛤吐沙速度与温度的关系是30℃＞20℃＞10℃[15]。由此看来,毛蚶排遗的最适温度 (20℃)与牡蛎和菲律宾蛤仔一致。30℃时毛蚶4 h时全部死亡,原因可能是冬季采捕时水温太低,与试验设定水温的温差过大,这种温差对试验结果会有一定影响,不同季节采捕的毛蚶适宜的净化温度也可能不同。

贝类是变渗生物,其体内环境能根据周围海水的盐度变化调节其渗透压,以利于其摄食和生长[16],但盐度变化过大则对贝类的生长和存活产生影响[17-18]。而贝类对于盐度的适应能力还受许多环境因子的影响,其中温度对耐盐能力的影响最大。Calabrese[19]认为,只有在温度或盐度其中之一达到极限时,两者对生物体共同作用才明显,反之,如其中之一处于适宜范围内,则两者的共同作用不明显。因此,本试验中选择在毛蚶最适排遗温度下进行盐度试验。

本研究结果表明,当盐度小于15时,毛蚶的成活率明显下降,适宜的排遗盐度为20～35,并以25时排遗速率最大。水柏年[14]对菲律宾蛤仔的研究中发现,盐度为25～30时,蛤仔排遗 (吐出杂物)的速率较大。与本试验毛蚶的适宜盐度相近。何义朝等[17]对墨西哥湾扇贝的盐度耐受力研究中发现,低盐度能使扇贝大量死亡,而高盐度下扇贝成活率较高。史宝等[9]在研究中发现,3种不同规格毛蚶的耗氧率和排氨率在盐度为32时达到最大,而后随着盐度的升高其值逐渐减小。施祥元等[20]对毛蚶稚贝的研究中发现,其生长的适宜盐度为17～37,最适盐度为23～33。并且低盐条件下比高盐条件下有更高的生长率,但存活率低于高盐环境。本试验中,盐度为15以下的试验组,净化至10 h时毛蚶陆续全部死亡,可能与其生活环境的盐度相对稳定和对低盐度耐受能力较差有关。

本试验结果表明,毛蚶的排遗速率在第1 h最大,温度为10～25℃和盐度为20～30条件下平均排遗速率为 (1.78±0.3)mg/(g·h),最高达2.05 mg/(g·h)(温度20℃,盐度30),平均占10 h内排遗总量的36%±7%。对温度、盐度和扰动影响试验中不同时间段排遗速率与时间进行线性回归,结果表明,除盐度为20的试验组呈幂指数下降以外,其它各个试验组均随着时间的推移,排遗速率呈指数递减。

口感试验结果表明,在不同温度、盐度、充气和不充气条件下,毛蚶净化6 h时口感均无沙。而消化道内含物在10 h时仍未排尽,甚至24 h时仍有微量 (图3),这是因为很多泥沙并没有被毛蚶摄入体内,而是存留在腮和外套腔或者采捕过程呛入外套腔中。如果毛蚶产自无污染的海域,则毛蚶只需净化6 h即可达到良好的口感效果。

在充气与不充气的对比试验中,各个试验组溶解氧含量一直维持在7 mg/L以上,所以溶解氧不是影响其排遗的主要因素,充气与否应该反映的是扰动对净化的影响。关于这方面的研究报道目前不多。Ronald等[21]指出,充气会对贝类的正常生存产生不良影响,充氧时不要将喷头直接对着贝体,否则贝类会出现生理异常。本研究初步表明,小水体较大强度的充气式扰动会降低排遗速率,这在设计毛蚶净化工艺时应该引起注意。

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Influences of environmental factors on excrement and sand purification in blood clamp Scapharca subcrenata

YANG Feng,LIU Dan,YU Qian,YU Shuai,YANG Kun,LIU Ting,YAN Xi-wu
(Engineering Research Center of Shellfish Culture and Breeding in Liaoning Province,Dalian Ocean University,Dalian 116023,China)

Abstract：The influences of temperature(10,15,20,25,and 30℃),salinity(tapwater,10,15,20,25,30 and 35),and aeration on excrement and sand purification were studied in a laboratory in blood clamp Scapharca subcrenata Lischke with shell length of(39.8±2.0)mm,and(44.2±2.5)mm,respectively.Results showed that the clam had normal excrement in natural sea water with a salinity of 30 at water temperature of 10-25℃,the maximal excrement(0.50±0.06)mg/(g·h)at 20℃ in 10 h,and being death at 30℃ in 4 h.At 20℃,the clam showed normal excrement at a salinity of 20-35,the maximal excrement(0.64±0.02)mg/(g·h)at salinity of 25 in 10 h.There was higher excrement rate in the non-aerated condition than that in the aerated condition,and the clam had rapid excrement rates(1.78±0.30)mg/(g·h)in the first 1 h,accounting for over 36%of the total amount of excrement within 10 h,and exponential decline afterward.No sand degustation was observed 6 hours after purification under the experimental conditions.

Key words：Scapharca subcrenata;temperature;salinity;excrement;sand purification