談佳玉，倪 錦，沈 建

（1中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所，上海 200092；2農(nóng)業(yè)農(nóng)村部遠(yuǎn)洋漁船與裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200092；3國家水產(chǎn)品加工裝備研發(fā)分中心，上海 200092）

0 引言

南極磷蝦（Euphausia superba）是一類廣泛分布于南冰洋海域的多年生浮游動(dòng)物，屬甲殼動(dòng)物綱、磷蝦目，形體類似小十足蝦類[1]，體長一般在30～40 mm，最大可達(dá)到60 mm。南極磷蝦資源豐富，是世界海洋中生物儲(chǔ)備量最大的單種生物之一。南極磷蝦的研究始于20世紀(jì)60年代，前蘇聯(lián)拖網(wǎng)船隊(duì)在南大洋各海區(qū)對南極磷蝦進(jìn)行商業(yè)性捕撈[2]，中國自2010年正式加入南極磷蝦的開發(fā)隊(duì)伍以來，目前已有多艘大型遠(yuǎn)洋漁船通過CCAMLR的審核取得南極磷蝦捕撈許可，2018年/2019年漁季申請并參與捕撈南極磷蝦的國家共有5個(gè)，包括挪威、智利、烏克蘭、韓國和中國[3]，其中中國的磷蝦捕撈量達(dá)到5萬t，約占全球捕撈量的13%[4]，捕撈量的增加促進(jìn)了中國磷蝦資源開發(fā)裝備的提升，推動(dòng)了磷蝦產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展。

南極磷蝦蛋白含量較高，氨基酸種類齊全，脂肪酸種類豐富，礦物元素較高，南極磷蝦捕撈加工船主要生產(chǎn)凍蝦、蝦肉、蝦粉3種初級磷蝦制品[5]，精深加工產(chǎn)品主要為南極磷蝦油、蛋白肽[6]等。但由于氟含量的問題在一定程度上限制了南極磷蝦的市場應(yīng)用，經(jīng)脫殼加工可以阻斷甲殼中的氟向蝦肉遷移[7]，與凍蝦和蝦粉相比，蝦仁最易被人們接受且市場價(jià)值更高。中國對于南極磷蝦蝦肉制取技術(shù)及裝備的研究處于起步階段，鄭曉偉等[8-9]開展了南極磷蝦離心、擠壓脫殼工藝參數(shù)的研究，但研究過程中均未對南極磷蝦形態(tài)特性各參數(shù)的相關(guān)性進(jìn)行詳細(xì)分析。目前針對南極磷蝦形態(tài)研究的應(yīng)用主要為南極磷蝦集群特征分析[10-11]、種群年齡鑒別[12-13]、捕撈拖網(wǎng)設(shè)計(jì)[14-15]等。本研究通過測定南極磷蝦的體長、頭胸甲長、腹部長、頭胸甲寬、腹部寬和蝦肉質(zhì)量等指標(biāo)，采用相關(guān)分析和通徑分析的方法對南極磷蝦的形態(tài)特征與蝦肉質(zhì)量進(jìn)行分析，探尋影響蝦肉質(zhì)量的主要形態(tài)特征，建立形態(tài)指標(biāo)與蝦肉質(zhì)量的回歸方程，豐富南極磷蝦的生物學(xué)數(shù)據(jù)，也為南極磷蝦脫殼新技術(shù)的研究以及脫殼設(shè)備的設(shè)計(jì)研發(fā)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

南極磷蝦于2019年購自遼漁集團(tuán)有限公司，原料運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室-20℃保存，室溫解凍后隨機(jī)選取100尾進(jìn)行形態(tài)特征測定。實(shí)驗(yàn)在國家水產(chǎn)品加工裝備研發(fā)分中心于2020年5—6月份進(jìn)行。

1.2 測定方法

將待測南極磷蝦參照劉凱[16]的方法用PD-151數(shù)顯游標(biāo)卡尺測量各形態(tài)特性，包括體長（X1）、頭胸甲長（X2）、腹部長（X3）、尾扇長（X4）、頭胸甲寬（X5）、腹部寬（X6）（精確到0.01 mm），測量位點(diǎn)見圖1；用濾紙吸干磷蝦表面水分，手工將蝦殼去除，用分析天平稱量蝦肉質(zhì)量（精確到0.0001 g）。

圖1 南極磷蝦主要形態(tài)特征

1.3 分析方法

采用SPSS 24.0軟件對南極磷蝦形態(tài)特征和蝦肉質(zhì)量的測定數(shù)據(jù)進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)，計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)，在此基礎(chǔ)上對所測指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析、形態(tài)特征對蝦肉質(zhì)量的通徑分析和形態(tài)特征對蝦肉質(zhì)量的直接影響和間接影響分析[17]。采用逐步回歸法將偏回歸系數(shù)不顯著的性狀剔除，選擇偏回歸系數(shù)顯著的形態(tài)性狀對蝦肉質(zhì)量建立多元回歸方程[18]。

2 結(jié)果與分析

2.1 南極磷蝦的形態(tài)特征

由圖2可知，所測南極磷蝦的蝦肉質(zhì)量范圍為0.05～0.18 g，平均值為0.1012 g，其中優(yōu)勢蝦肉質(zhì)量組為0.07～0.13 g，占總數(shù)的83%。本研究的樣本量n=100，因此利用K-S檢驗(yàn)方法對因變量進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，磷蝦蝦肉質(zhì)量分布符合正態(tài)分布（P=0.093＞0.05），表明形態(tài)特征對蝦肉質(zhì)量的通徑系數(shù)可以進(jìn)行回歸分析[19]。

圖2 南極磷蝦蝦肉質(zhì)量分布圖

南極磷蝦的各形態(tài)特征測定結(jié)果見表1，各性狀中蝦肉質(zhì)量的變異系數(shù)最大，為24.35%，表明磷蝦蝦肉的質(zhì)量變化范圍較大。形態(tài)性狀的變異系數(shù)從大到小依次為蝦肉質(zhì)量、尾扇長、頭胸甲長、腹部寬、頭胸甲寬、腹部長、體長。

表1 南極磷蝦形態(tài)性狀

2.2 南極磷蝦形態(tài)特性的相關(guān)分析

南極磷蝦各形態(tài)性狀及蝦肉質(zhì)量間的表型相關(guān)系數(shù)見表2。南極磷蝦的體長、頭胸甲長、腹部長、尾扇長、頭胸甲寬、腹部寬與蝦肉質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到了極顯著的水平（P＜0.01）且都為正相關(guān)，以腹部長與蝦肉質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)最大為0.804，其次為體長（0.767）、腹部寬（0.634），尾扇長與蝦肉質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)最?。?.435）。

表2 南極磷蝦各形態(tài)性狀及蝦肉質(zhì)量間的表型相關(guān)系數(shù)

2.3 形態(tài)性狀對蝦肉質(zhì)量通徑分析和決定系數(shù)

將與蝦肉質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）形態(tài)性狀進(jìn)行通徑分析。磷蝦體長的共線性統(tǒng)計(jì)量容忍度小于0.01，表明該性狀存在共線性問題，不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[20]，因此除去體長指標(biāo)分析其余性狀對蝦肉質(zhì)量的直接作用和間接作用。如表3所示，對蝦肉質(zhì)量直接作用最大的是腹部長，其次是腹部寬、頭胸甲寬、頭胸甲長和尾扇長。腹部長的直接通徑系數(shù)都顯著高于其他4個(gè)性狀，說明腹部長對蝦肉質(zhì)量的影響直接作用最大。尾扇長和頭胸甲長的直接通徑系數(shù)為負(fù)值，說明這2個(gè)性狀對蝦肉質(zhì)量的直接影響為負(fù)向作用。對蝦肉質(zhì)量間接作用最大的是頭胸甲寬，影響蝦肉質(zhì)量的重要性狀腹部長的間接作用最小，除腹部長外，其余4個(gè)性狀對蝦肉質(zhì)量的間接作用都大于直接作用。

表3 各形態(tài)性狀對蝦肉質(zhì)量影響

綜合分析形態(tài)性狀對蝦肉質(zhì)量的決定效應(yīng)，由表3可知各性狀對蝦肉質(zhì)量的決定程度存在較大差異，其中腹部長對蝦肉質(zhì)量的決定系數(shù)最大，決定效應(yīng)最強(qiáng)，而尾扇長的決定效應(yīng)最弱，說明蝦肉質(zhì)量主要由腹部長來決定。頭胸甲長、腹部長、頭胸甲寬和腹部寬決定系數(shù)為正值，表明這4個(gè)性狀對蝦肉質(zhì)量起增進(jìn)作用，尾扇長的決定系數(shù)為負(fù)值，是蝦肉質(zhì)量的主要限制變量。

2.4 多元回歸方程的建立

根據(jù)表4的偏回歸系數(shù)檢驗(yàn)，剔除對蝦肉質(zhì)量影響不顯著的自變量，建立以蝦肉質(zhì)量為因變量的多元線性回歸方程為：Y=-0.187+0.008X3+0.032X6，其中X3為腹部長，X6為腹部寬。對該多元方程進(jìn)行方差分析，顯示回歸系數(shù)達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。

表4 偏回歸系數(shù)和回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)

3 討論

3.1 自變量的確定

相關(guān)分析主要用來描述各自變量之間的相互關(guān)系，但相關(guān)分析不僅包括變量的直接影響，還包括其它變量的間接影響，因此單獨(dú)的相關(guān)分析帶有一定的偏面性[21]。為了區(qū)別各自變量對因變量的直接作用和間接作用，需要進(jìn)一步進(jìn)行通徑分析，通過通徑系數(shù)觀察自變量對因變量直接作用的大小，只有達(dá)到顯著水平的通徑系數(shù)才表明該自變量是影響因變量的主要因素。同時(shí)通徑系數(shù)也是回歸方程標(biāo)準(zhǔn)化變量的偏回歸系數(shù)，因此逐步回歸獲得的最優(yōu)回歸方程自變量與通徑分析保留的自變量一致。本研究選取的南極磷蝦體長、頭胸甲長、腹部長、尾扇長、頭胸甲寬、腹部寬6個(gè)表型性狀指標(biāo)與蝦肉質(zhì)量之間均為正相關(guān)，但通徑分析發(fā)現(xiàn)，雖然頭胸甲長、尾扇長、頭胸甲寬都與蝦肉質(zhì)量表現(xiàn)極顯著的正相關(guān)，但通徑系數(shù)都很小且達(dá)不到顯著水平，主要是因?yàn)閮烧叩闹苯幼饔煤屯ㄟ^其他變量的間接作用正、負(fù)相抵消，這與劉小林等[22]研究凡納對蝦形態(tài)性狀對體重影響的通徑分析結(jié)果類似。其次，本研究中南極磷蝦的體長和腹部長相關(guān)性達(dá)到0.895，在多元回歸分析中存在自變量間的相關(guān)程度高所產(chǎn)生的多重共線性問題，使得最小二乘法失效[23]，因此為排除變量間的相互干擾，在建立多元回歸方程時(shí)將體長變量剔除。綜合相關(guān)分析和通徑分析的結(jié)果，本實(shí)驗(yàn)將相關(guān)系數(shù)和通徑系數(shù)均達(dá)到顯著水平的腹部長、腹部寬作為測量指標(biāo)。

3.2 影響南極磷蝦蝦肉質(zhì)量的主要性狀的確定

通過通徑分析確定影響南極磷蝦蝦肉質(zhì)量的主要性狀，研究發(fā)現(xiàn)腹部長與腹部寬對蝦肉質(zhì)量的通徑系數(shù)較大均達(dá)到極顯著水平，其中腹部長的通徑系數(shù)最大為0.608，表明腹部長的直接作用最大。決策系數(shù)結(jié)果與通徑系數(shù)結(jié)果一致，說明腹部長是影響南極磷蝦蝦肉質(zhì)量的重要指標(biāo)，其次是腹部寬。安麗等[24]對克氏原螯蝦和紅螯螯蝦研究指出影響克氏原螯蝦出肉率重點(diǎn)性狀是第1腹節(jié)寬，而影響紅螯螯蝦的則是體長和頭胸甲長；張倩等[25]對凡納濱對蝦形態(tài)性狀與凈肉重和出肉率的關(guān)系分析表明影響凈肉重的主要性狀為體長、第3腹節(jié)長和第1腹節(jié)寬，影響出肉率的主要性狀是體長，第2腹節(jié)高和第3腹節(jié)長；柴展等[26]對凡納濱對蝦表型性狀的研究結(jié)果為影響出肉率的相關(guān)性最高的性狀分別為凈肉重、頭胸甲-腹節(jié)長和腹節(jié)長。通過以上研究文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)不同種類蝦影響蝦肉質(zhì)量和出肉率的關(guān)鍵形態(tài)性狀有所差異，相同種類的蝦由于形態(tài)特征不同會(huì)引起影響蝦肉質(zhì)量和出肉率的關(guān)鍵因素不同。南極磷蝦屬于磷蝦目，與十足目蝦種類不同和形態(tài)特征的差異，是本研究結(jié)果與上述研究者結(jié)果不同的主要原因。但綜合觀察上述蝦類的關(guān)鍵形態(tài)性狀可以發(fā)現(xiàn)腹部長、腹部寬的出現(xiàn)頻率較高，表明形態(tài)性狀腹部長、腹部寬對蝦肉質(zhì)量具有一定的決定作用。

3.3 南極磷蝦形態(tài)特征分析對加工裝備開發(fā)的意義

在對南極磷蝦脫殼設(shè)備的研究中，鄭曉偉等[27]采用滾軸擠壓剝殼工藝，通過選取體長為40～45 mm的磷蝦對滾軸直徑、滾軸間隙參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本研究中通徑分析的結(jié)果說明腹部長和腹部寬是影響南極磷蝦蝦肉質(zhì)量的決定因素，且決定系數(shù)的大小為腹部長＞腹部寬，腹部長對蝦肉質(zhì)量的影響主要通過直接作用，腹部寬為間接影響蝦肉質(zhì)量。因此在南極磷蝦脫殼設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)還可以將以上2個(gè)性狀因素考慮進(jìn)去。同時(shí)，南極磷蝦的形態(tài)性狀表型參數(shù)的分析發(fā)現(xiàn)，各形態(tài)性狀的變異系數(shù)較大，主要原因?yàn)槟蠘O磷蝦為野生生物，并且捕撈月份不同，成熟個(gè)體數(shù)量也不同，形體規(guī)格有較大差異[28]，在脫殼設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮原料捕撈時(shí)間不同所造成的規(guī)格差異的影響。

4 結(jié)論

本研究對南極磷蝦的體長、頭胸甲長、腹部長、尾扇長、頭胸甲寬、腹部寬和蝦肉質(zhì)量7個(gè)形態(tài)特征進(jìn)行測定，采用相關(guān)分析、通徑分析方法計(jì)算各性狀之間的相關(guān)系數(shù)和通徑系數(shù)。采用逐步回歸方法，以蝦肉質(zhì)量為因變量（Y），所測形態(tài)性狀為自變量（X），建立蝦肉質(zhì)量最優(yōu)多元回歸方程，最終保留的自變量為腹部長與腹部寬，腹部長與腹部寬對蝦肉質(zhì)量的偏回歸系數(shù)均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），確保了所得多元線性回歸方程具有實(shí)際意義。本研究的結(jié)果為南極磷蝦脫殼新技術(shù)的研究以及脫殼設(shè)備的設(shè)計(jì)研發(fā)提供了理論依據(jù)。