壇紫菜冷藏網(wǎng)海區(qū)試驗(yàn)

李鵬全，劉偉成*，張鵬，鄧華強(qiáng)

(1.浙江省海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖研究所，浙江 溫州 325000； 2.蒼南縣浙新漁業(yè)有限公司， 浙江 蒼南 325800)

紫菜屬世界種，從熱帶、亞熱帶到溫帶和寒帶均有分布，是人工培養(yǎng)的最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的海藻之一，年產(chǎn)值超過20億美元，拉動(dòng)海藻產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。因富含蛋白質(zhì)、微量元素、維生素和多糖等營養(yǎng)成分，市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)。從2008—2016年，我國紫菜總產(chǎn)量增長(zhǎng)率超過60%，達(dá)到13萬t，成為沿海居民重要的創(chuàng)收渠道[1]。壇紫菜(Pyropiahaitanensis)俗名紫菜、烏菜，紅藻綱，屬紅毛菜科，典型的暖溫帶區(qū)域物種，最初發(fā)現(xiàn)于福建省，后廣泛栽培于福建、浙江、廣東、江蘇等省份，面積超過5.3萬hm2，約占紫菜總產(chǎn)量的75%～80%[2-3]。

野生壇紫菜生長(zhǎng)在潮間帶的巖礁上，喜風(fēng)浪，耐干露，在高潮區(qū)的壇紫菜葉狀體失水可高達(dá)85%～95%，恢復(fù)培養(yǎng)后仍繼續(xù)存活[4]。近年來，壇紫菜主產(chǎn)區(qū)福建及浙江南部海域爛菜現(xiàn)象嚴(yán)重，主要原因是每年9—10月高溫反彈及無風(fēng)浪天氣的影響，導(dǎo)致歉收或絕收[5]。在自然條件下，壇紫菜生長(zhǎng)過程與氣象條件緊密相聯(lián)，壇紫菜殼孢子釋放和幼苗附著的最佳水溫為25～27 ℃，持續(xù)高溫會(huì)抑制殼孢子分裂和存活，而葉狀體的自然生長(zhǎng)期為每年9月至次年3月，適宜水溫為16～25 ℃[6-7]。在全球氣候變化的趨勢(shì)下，我國沿海水域溫度的波動(dòng)對(duì)大型藻類的養(yǎng)殖也造成潛在影響，尤其是大型海藻的光合作用和呼吸作用等代謝過程[8-12]。另一方面，高密度養(yǎng)殖對(duì)大型海藻的養(yǎng)殖也有一定的負(fù)面影響[13-14]。

為了有效應(yīng)對(duì)氣候變化的不穩(wěn)定性，防治病害，延長(zhǎng)生產(chǎn)期，日本較早開展了條斑紫菜(Porphyrayezoensis)冷藏網(wǎng)的應(yīng)用研究，在增強(qiáng)了條斑紫菜抗逆境脅迫的同時(shí)，使紫菜產(chǎn)量和質(zhì)量也有所提高。國內(nèi)關(guān)于條斑紫菜和壇紫菜冷藏網(wǎng)苗種儲(chǔ)備技術(shù)的研究在80年代就有報(bào)道，因地理分布、生物學(xué)特征和生態(tài)習(xí)性存在差異，壇紫菜的冷藏網(wǎng)應(yīng)用滯后于條斑紫菜[15-17]。陳昌生等[18]研究了冷藏對(duì)壇紫菜及雜藻存活和生長(zhǎng)的影響。本試驗(yàn)主要探討了壇紫菜冷藏網(wǎng)苗種儲(chǔ)備技術(shù)效果和生產(chǎn)效益，為壇紫菜冷藏網(wǎng)的開發(fā)應(yīng)用積累有益資料。

1 材料與方法

1.1 材料

以浙東1號(hào)為試驗(yàn)材料，中試海區(qū)選在浙江省溫州市蒼南縣沿浦鎮(zhèn)木林村海區(qū)(27°19′N，120°43′E)。試驗(yàn)組于2017年8月19日開始采苗，下海張掛，經(jīng)出苗期管理后，苗長(zhǎng)至3～5 cm，于9月10—15日解收苗網(wǎng)，并于當(dāng)日陰干入庫冷藏，2017年11月中旬出庫下海栽培。對(duì)照組與試驗(yàn)組同時(shí)采苗(附苗密度基本一致)，并于同一海域進(jìn)行海上栽培，采用同等管理措施。

1.2 冷藏苗網(wǎng)選擇與處理

網(wǎng)簾選擇。藻體長(zhǎng)度3～5 cm，藻體健壯，無雜藻附生的網(wǎng)簾。

干燥。采用毛竹架搭成支架，置通風(fēng)處陰干，至含水率30%左右、肉眼觀察藻體上出現(xiàn)鹽霜、手握有彈性為標(biāo)準(zhǔn)，置陰涼處回潤2 h左右。

包裝。材料為長(zhǎng)100 cm、寬70 cm塑料編織袋，每袋可放3.5 m×4.2 m苗網(wǎng)15張，將陰干(回潤)過的苗網(wǎng)裝袋扎緊。

入庫。將包裝好的網(wǎng)簾分速凍和恒溫凍藏兩步入庫。先將苗網(wǎng)送進(jìn)速凍庫房，溫度降至約-35 ℃下急凍4 h，再轉(zhuǎn)入恒溫冷藏庫堆垛，貯藏期間保持冷藏溫度恒定，波動(dòng)范圍在-18～-20 ℃。

下海栽培。冷藏網(wǎng)出庫后應(yīng)減少在空氣中的暴露時(shí)間，在下海張掛前，打開編織袋浸入海水中，待幼苗吸足海水，在即將漲潮時(shí)刻張掛，冷藏網(wǎng)苗簾在養(yǎng)殖初期應(yīng)避免移動(dòng)海域，養(yǎng)殖管理與常規(guī)栽培的管理相同。

1.3 葉狀體的采集和預(yù)處理

當(dāng)紫菜葉狀體幼苗在栽培海域生長(zhǎng)到一定長(zhǎng)度時(shí)(約20 cm)，隨機(jī)從冷藏網(wǎng)和對(duì)照組的養(yǎng)殖網(wǎng)簾上分別減取一段長(zhǎng)3～4 m的網(wǎng)繩，陰干后密封，置-20 ℃冷凍貯藏，待樣品采集完畢后進(jìn)行測(cè)定。

1.4 葉狀體的長(zhǎng)度與厚度測(cè)定及產(chǎn)量評(píng)估

葉狀體生長(zhǎng)率和產(chǎn)量測(cè)定。試驗(yàn)組以冷藏網(wǎng)下海栽培為初始日齡，每7 d測(cè)定1次長(zhǎng)度，取樣數(shù)量為30顆，采樣的海區(qū)和筏架保持一致，各測(cè)量結(jié)果取平均值作生長(zhǎng)曲線。對(duì)照組以冷藏網(wǎng)入庫為初始日齡，測(cè)定方法同上。以試驗(yàn)網(wǎng)簾(規(guī)格3.5 m×4.2 m)上所采收的紫菜重量作為產(chǎn)量。壇紫菜的絕對(duì)生長(zhǎng)率AGR和特定生長(zhǎng)率SGR計(jì)算公式如下：

AGR=(L-L0)/t；

SGR=[ln(L)-ln(L0)]/t。

式中，L、L0分別為葉狀體長(zhǎng)度的測(cè)定平均值和初始值(cm)，t為時(shí)間(d)。

厚度測(cè)定。分別取海區(qū)第一水至第五水的葉狀體，用冰凍切片機(jī)(Frigocut 2700，Reichert Jung，LEICA公司)對(duì)中部做橫切片，在OLYMPUS-BH光學(xué)顯微鏡下，用Image-Pro Express軟件測(cè)量中部的厚度，測(cè)量30次，取平均值作為該部位的葉狀體的厚度。

1.5 葉狀體的粗蛋白、質(zhì)構(gòu)測(cè)定

粗蛋白。采用微波消解納氏比色法。

質(zhì)構(gòu)測(cè)定。樣品切成規(guī)整的方塊。測(cè)試前將樣品在室溫下放置0.5 h，剔除低溫影響。采用TA-XT.plus質(zhì)構(gòu)分析儀，質(zhì)構(gòu)測(cè)定指標(biāo)為(硬度和彈性)，每個(gè)樣品平行測(cè)定10次。

測(cè)定參數(shù)。測(cè)試前速率1.00 mm·s-1，測(cè)試速率3.00 mm·s-1，測(cè)試后速率10.00 mm·s-1，壓縮程度50%，停留時(shí)間間隔5 s，觸發(fā)模式Auto(Force)，觸發(fā)力5.0 g，測(cè)試探頭為P50。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2016軟件計(jì)算和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉狀體

2.1.1 色澤及生長(zhǎng)

從表1、圖1可知，在同一養(yǎng)殖海域，冷藏網(wǎng)壇紫菜幼苗下海栽培0～14 d與對(duì)照組的葉狀體生長(zhǎng)差異不明顯，處于低速生長(zhǎng)適應(yīng)期；14 d后進(jìn)入快速生長(zhǎng)期，試驗(yàn)組與對(duì)照組壇紫菜的特定生長(zhǎng)率均表現(xiàn)出最大值，分別為0.10和0.09；至27 d時(shí)，試驗(yàn)組與對(duì)照組的最大絕對(duì)生長(zhǎng)率分別為1.34和1.09 cm·d-1，下海栽培35日齡即可收獲頭水紫菜，第一水冷藏網(wǎng)壇紫菜平均長(zhǎng)度為(26.35±1.64)cm，比對(duì)照組增長(zhǎng)13.0%。

表1 冷藏網(wǎng)與對(duì)照組的壇紫菜葉狀體的 生長(zhǎng)率比較

圖1 冷藏網(wǎng)與對(duì)照組壇紫菜在海區(qū)的生長(zhǎng)曲線

第一水菜質(zhì)好，雜藻少，隨著生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)，菜色逐漸暗淡，雜藻增多，冷藏網(wǎng)壇紫菜和對(duì)照組的壇紫菜樣品均表現(xiàn)出這一特點(diǎn)；相比對(duì)照組樣品，冷藏網(wǎng)紫菜由于操作過程中除雜藻效果好，雜藻含量少，基本沒有鮮綠色雜藻混入，因此色澤烏黑發(fā)亮，且微呈紅色。從圖2、3可知，冷藏網(wǎng)與對(duì)照組五水葉狀體長(zhǎng)度和寬度的差異較小，冷藏網(wǎng)略優(yōu)于對(duì)照組。

圖2 冷藏網(wǎng)與對(duì)照組壇紫菜在海區(qū)的 每水葉狀體長(zhǎng)度

圖3 冷藏網(wǎng)與對(duì)照組壇紫菜在海區(qū)的 每水葉狀體寬度

2.1.2 產(chǎn)量

從圖4可以看出，一二水冷藏網(wǎng)壇紫菜的產(chǎn)量明顯高于對(duì)照組。相比對(duì)照組，冷藏網(wǎng)壇紫菜第一水產(chǎn)量增加9.4%，第二水產(chǎn)量增加7.1%，第三水降低1.4%，第四水和第五水紫菜因質(zhì)量下降，市場(chǎng)接受度較低。試驗(yàn)結(jié)果表明，在相同養(yǎng)殖時(shí)間內(nèi)，冷藏網(wǎng)壇紫菜的生長(zhǎng)速度優(yōu)于常規(guī)養(yǎng)殖網(wǎng)簾，在采苗密度相當(dāng)?shù)那闆r下，冷藏網(wǎng)表現(xiàn)出生長(zhǎng)快、產(chǎn)量高等優(yōu)勢(shì)。

圖4 冷藏網(wǎng)和對(duì)照組的壇紫菜收獲產(chǎn)量

2.2 品質(zhì)

2.2.1 蛋白含量與厚度對(duì)比

由圖5、6可知，隨著生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)，試驗(yàn)組與對(duì)照組壇紫菜的蛋白含量均呈下降趨勢(shì)，厚度呈增加趨勢(shì)，且冷藏網(wǎng)和對(duì)照組壇紫菜的蛋白含量間和厚度間均無顯著性差異。冷藏網(wǎng)壇紫菜第一水蛋白含量較第五水降幅5.9%；試驗(yàn)組與對(duì)照組前三水葉狀體厚度差異較小，第四水葉狀體厚度較前三水分別增加6.5%、5.8%，第五水葉狀體厚度與前三水呈顯著性差異。

圖5 冷藏網(wǎng)和對(duì)照組的壇紫菜粗蛋白含量

圖6 冷藏網(wǎng)和對(duì)照組的壇紫菜葉狀體厚度

2.2.2 硬度與彈性對(duì)比

水產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)是一個(gè)復(fù)雜的性狀，指食品流變學(xué)特性的物理感受，包含硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性和黏著性等指標(biāo)，是決定產(chǎn)品被消費(fèi)者選擇的重要因素。選取壇紫菜具有代表性的硬度和彈性兩個(gè)指標(biāo)，測(cè)定結(jié)果如表2所示。冷藏網(wǎng)壇紫菜第一水樣品和對(duì)照組第一水樣品硬度、彈性均較為一致，二者不存在明顯差別。

表2 冷藏網(wǎng)和對(duì)照組壇紫菜硬度和 彈性測(cè)定結(jié)果對(duì)比

3 討論

3.1 冷藏及恢復(fù)溫度培養(yǎng)對(duì)壇紫菜生長(zhǎng)的影響

壇紫菜的葉狀體具有耐低溫、耐失水等優(yōu)良特性，在養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中，通過晾曬、陰干、低溫冷藏、淋藏等操作可殺滅藻體表面附生的部分雜藻和細(xì)菌，進(jìn)而促進(jìn)藻體健康生長(zhǎng)。其中，冷藏網(wǎng)技術(shù)體系成熟，在條斑紫菜上的應(yīng)用實(shí)踐表明，該技術(shù)可有效清除滸苔等大型雜藻，提高紫菜質(zhì)量，并通過換網(wǎng)生產(chǎn)等輔助措施可防治病害的發(fā)生。而壇紫菜與條斑紫菜的生態(tài)習(xí)性、生物性狀等存在明顯差異，造成冷藏網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用受限。陳昌生等[18]在壇紫菜的冷藏條件優(yōu)化方面的研究結(jié)果表明，控制貯藏時(shí)間(90 d以內(nèi))，在-10～-20 ℃條件下冷藏壇紫菜的存活率在98%以上，在試驗(yàn)條件范圍內(nèi)，冷藏溫度越低，貯藏時(shí)間越短，壇紫菜恢復(fù)培養(yǎng)溫度后的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)就越好。

本試驗(yàn)將壇紫菜幼苗(苗長(zhǎng)3～5 cm)于-18～-20 ℃儲(chǔ)藏60 d，于11月中旬下?；謴?fù)溫度培養(yǎng)，冷藏網(wǎng)樣品生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)略優(yōu)于對(duì)照組，葉狀體平均長(zhǎng)度增加13.0%，前三水壇紫菜的收獲產(chǎn)量增長(zhǎng)5.4%，表明冷藏網(wǎng)技術(shù)可應(yīng)用于浙東1號(hào)壇紫菜新品種。在低溫貯藏過程中，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，低溫將對(duì)藻體細(xì)胞造成傷害，需充分考慮海區(qū)水溫等條件，適時(shí)出庫養(yǎng)殖，利于壇紫菜的生長(zhǎng)。此外，冷藏期間溫度波動(dòng)會(huì)造成部分藻細(xì)胞死亡，因此在壇紫菜冷藏過程中保持冷藏溫度的恒定至關(guān)重要[19]。在病害防治研究方面，持續(xù)高溫、水流交換不暢等海況均為赤腐病、擬油壺菌病的爆發(fā)創(chuàng)造了有利條件，腐霉菌絲適宜生長(zhǎng)在較高水溫條件下，通過低溫冷藏，可有效緩解病害在海區(qū)蔓延，規(guī)避病害爆發(fā)期[20]。

3.2 冷藏及恢復(fù)溫度培養(yǎng)對(duì)壇紫菜品質(zhì)的影響

紫菜葉狀體的表型性狀(厚度、長(zhǎng)寬度、生長(zhǎng)速率等)是產(chǎn)量和質(zhì)量的決定性因素[21]。其中，不同品種的紫菜葉狀體厚度存在差異，但均表現(xiàn)出隨著收獲次數(shù)的增多而加厚。試驗(yàn)組與對(duì)照組前三水壇紫菜葉狀體厚度增加不明顯，第四水葉狀體厚度較前三水分別增加6.5%和5.8%，第五水葉狀體厚度相比前三水呈顯著性差異。藻體厚度是紫菜加工體系的一個(gè)制約點(diǎn)，薄體的條斑紫菜易加工為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，而人工養(yǎng)殖的壇紫菜，因藻體相對(duì)較厚，深加工產(chǎn)業(yè)滯后[22]。紫菜蛋白有抗腫瘤、增強(qiáng)免疫、抗氧化、降血壓、舒張血管等生物功能，是鑒定紫菜品質(zhì)的重要指標(biāo)，而紫菜的營養(yǎng)成分隨收割期而發(fā)生變化[23]。陳美珍等[24]報(bào)道，末水壇紫菜的粗蛋白含量較第三水增加，多糖含量顯著下降，膳食纖維占較大比例，灰分中鉀、鎂含量高，鈉相對(duì)較少。而試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，冷藏網(wǎng)和對(duì)照組壇紫菜從一水到五水的蛋白質(zhì)含量均呈下降趨勢(shì)，降幅約6%。壇紫菜初期到盛期(第三水)，粗蛋白主要成分藻膽蛋白含量維持在較高水平(4.2%～4.2%)，而末水紫菜由于葉狀體老化，氮的吸收受到限制，藻膽蛋白大量分解，葉綠素含量占據(jù)了主導(dǎo)地位，色澤從初期的烏黑亮紫偏轉(zhuǎn)綠[25]。冷藏網(wǎng)壇紫菜粗蛋白含量為35.7%～38.0%，與謝程亮等[26]調(diào)查結(jié)果相近，福建省壇紫菜的粗蛋白含量為34.9%～37.2%。品系、生長(zhǎng)環(huán)境和生長(zhǎng)季節(jié)等因素均可影響紫菜的蛋白質(zhì)構(gòu)成，同品系條斑紫菜在不同的產(chǎn)地蛋白質(zhì)構(gòu)成存在差異，而同品系不同產(chǎn)地的壇紫菜蛋白質(zhì)構(gòu)成相似[27]。