水產品低溫保活運輸研究進展

聶小寶，章艷，張長峰，，張家國3，，龐杰

（1.山東省農產品貯運保鮮技術重點實驗室，山東濟南 250103；2.福建農林大學食品科學學院，福建福州 350002；3.國家農產品現代物流工程技術研究中心，山東濟南 250103；4.山東商業職業技術學院，山東濟南 250103）

我國水產品資源豐富，種類繁多，具有高蛋白、低脂肪、營養豐富且平衡等特點，早已成為人類攝取最重要的優質動物蛋白源之一。目前，我國人均水產品占有量已上升至36.4 kg，是世界平均水平的2倍[1]。近年來，人們對水產品的需求日益趨向鮮活化，使得鮮活水產品將逐漸占領國內外大部分水產市場份額。因此，保活運輸就成為解決鮮活水產品供求平衡的關鍵因素之一。但是由于保活運輸方法的滯后，從而嚴重阻礙了水產業的發展。

溫度是水產品活體運輸的重要影響因素之一，而降低環境溫度可減少水產品耗氧量、降低其新陳代謝、減少水質惡化、提高成活率、延長保活時間，確保產品在運輸、貯藏和銷售中的品質穩定和食用安全。為此，筆者綜述了國內外在低溫保活運輸技術方面的研究進展。

1 影響低溫保活運輸的因素

1.1 暫養

暫養亦稱蓄養，是指人們將捕獲于天然水域或人工養殖中的水產生物轉移至人工條件下進行停餌馴化保活，是魚進行活運前的必備環節，直接影響其運輸時間的長短[2]。暫養環境條件應因種類品種的基本生活習性、生理特征、運輸方式等而異。暫養的目的：一方面是使水產生物腸道排空，防止運輸途中產生有毒排泄物的積累而污染水質[3－4]，另一方面是對其進行馴冷化，使其降低新陳代謝，從而適應低溫運輸[5]。

就低溫保活運輸而言，在暫養過程中不僅對暫養設施、密度、時間、水質等有嚴格的要求，而且更重要的是對溫度要進行精密的調節控制。暫養設施一般可用普通的水池、水族箱、水槽等，但若采用低溫保活運輸，則需采用可控溫暫養設備。暫養密度一般不能過大，可根據運輸設備及時間確定[4]，對魚類而言，暫養時間最好在48 h以上[6]。

1.2 溫度

低溫保活運輸過程中對溫度的控制要求非常嚴格，主要包括3個溫度調控期：暫養期、運輸期及恢復期（喚醒期）。梯度降溫是暫養期的關鍵內容，劉淇[7]等研究了梯度降溫速率對牙鲆無水保活時間的影響，見表1。

表1 梯度降溫速率對牙鲆無水保活時間的影響Table 1 Effect of descend step and rate of temperature on survival time without water

由表1可知，在10℃以下，降溫速率對牙鲆保活時間的影響較大，尤其是在1℃以下時，對牙鲆的保活時間影響更大。此表不僅說明了降溫速率對牙鲆保活時間具有明顯的影響，而且表明了其對整個水生生物低溫保活的重要意義。因此，在低溫保活過程中，應該嚴格按照不同水生生物的習性進行梯度降溫，在接近其生態臨界溫度區時，應調節速率在0.5℃/h以下。

當溫度降至某一溫度區可使水生生物處于半休眠或完全休眠時，再撈出進行處理運輸。運輸期間只需要將溫度控制在臨界溫度不變即可，而恢復期則需要對溫度進行精確調控，使其進行梯度升溫，以減少對水生生物的刺激而延長保活時間，最終保證銷售時間及產品質量。

1.3 氧氣

水中溶解氧量是影響水產品生存的重要因素之一，同時，其耗氧量也是重要的生理參數[8]。當水中溶氧充足時，既可減少水產品因疲累、缺氧等引起的死亡，同時大大降低水體氨氮等還原性物質的含量[9－10]。當水中溶解氧降低到一定數值時，魚類就要加快呼吸頻率來彌補氧的不足，當低于臨界氧濃度時，可引起血碳酸過多癥，從而導致呼吸性酸中毒及呼吸作用受阻使血液溶氧量大大降低，直接致使組織缺氧，最終窒息致死[4]。因此，高密度、長時間、遠距離的保活運輸過程中要有充足的氧供給，才能保證較高的存活率。

水中溶解氧的量至少要保持在3 μg/L～5 μg/L以上，CO2的含量要保持在可接受的水平20 μg/L～30 mg/L以內[6]。因此，魚類活運的過程中應提供足夠的氧。不僅需要在暫養期提供充足的氧，更重要的是在運輸期提供足夠的氧，只有保證這兩個期充足的供氧，才能提高保活率。

1.4 水質

在低溫活運過程中，對水質的要求主要包括兩個方面。首先，運輸用水的來源，通常澄清河流、湖泊、水庫等水質較適宜作為運輸用水，但實際生產中較難實現。飼養池的水較肥，井水中氧的含量較低，自來水含氯量較高，都不宜采用，然而，現代水產養殖業不經過任何處理而直接采用其作為運輸用水，從而直接降低運輸的成活率和時間。若采用井水或自來水作為運輸用水，需要對其進行處理后方可使用，常用的方法是將其放入池中暫放幾天。

另一方面，運輸過程中水質的保持，雖然低溫保活運輸法可以有效地抑制水產品的新陳代謝及降低其廢物的排放，但是往往由于運輸密度較大及環境較差不可避免的導致水體中積累一些排泄廢物如二氧化碳、氨氮、有機物廢物等，其中氨氮對水產品起到一定的毒害作用[11]。可以通過加入pH緩沖鹽、殺菌劑、循環水過濾除污、活性炭吸附等方法來凈化水質。2

低溫對水產品生理生化及宰后品質的影響

“低溫”是一個經常被使用的詞，但其定義極為模糊。在物理學、醫學、微生物學、食品保鮮學等各學科之間界定的溫度范圍差異顯著。而低溫生物學中所指低溫范圍是從5℃～10℃至－273℃[12]。溫度的變化可使水產品發生由微觀到宏觀的變化，最終表現為生命活動行為的改變。首先，水溫降低可增加水中含氧量，而且還可抑制大部分微生物的生長繁殖。從而為水產品提供了一個有利的運輸環境。其次，低溫可致使水產品降低呼吸頻率、減少耗氧量及二氧化碳的排放。第三，低溫可減少水產品在水中的活動量，當水溫達到臨界溫度附近時，其基本處于靜止狀態即“休眠”。第四，水產品在低溫狀態下，可顯著降低其新陳代謝，減少體內營養物質的損耗，以維持自身的生命活動。然而，低溫還促使水產品體內臟器，血液指標，肌肉，中樞神經，體色等發生變化，通過自身調節適應周圍環境溫度。

3 低溫保活運輸原理

低溫保活運輸是依據水產品的生態臨界溫度，采用精密的溫控技術對其環境溫度進行先降后升，降低新陳代謝等生理生化反應活動，使其處于半休眠或完全休眠狀態，從而大幅度提高存活時間的方法。該法不僅適用于魚類，而且適用于蝦、蟹、貝類等。

水產品屬于冷血動物，生活環境溫度降溫可使其新陳代謝明顯減弱，從而降低其耗氧量，減少體內營養物質的消耗。低溫可顯著降低水質、氧氣、密度等因素對水產品造成脅迫而產生的應激反應。當環境溫度降到其生態臨界溫度時，呼吸和代謝就降到了最低點，且處于休眠狀態。與此同時，低溫下，水產品體內血液及水中的溶氧量增加；能夠有效抑制機體及水中有害微生物的活動及各種酶的活性。因此，選擇適當的降溫方法和科學的貯藏運輸條件，并把溫度降低至生態臨界溫度區間以內，就能使其在脫離原有的生活環境后，仍能存活一個時期，達到保活運輸目的。

4 低溫保活運輸研究進展

水產品保活歷來就是一個難題，制約水產業發展的主要因素之一[13]。在我國，雖活運水產品歷史悠久，但對其深入系統的研究卻較少。使水產品保活并延長其存活狀態，則可通過降低其新陳代謝活動實現。在保活運輸過程中，必須注意其環境溫度和濕度、水質、氧氣含量、毒性代謝產物等[14－16]重要因素參數的影響。目前，國內外學者主要是通過研究不同麻醉劑及低溫減少水產品新陳代謝活動[17－21]，從而延長其保活運輸時間。雖然麻醉劑致使水產品處于休眠或半休眠從而降低其新陳代謝，亦延長保活時間，但其可能存在殘留產生潛在的安全隱患，而且增加了商業成本，因而，低溫保活技術不但是一種綠色無公害型運輸通道，而且符合國際水產品福利法的要求。利用低溫生物學原理對該法進行深入全面的研究將成為該領域的探索熱點，同時并將引領未來活體運輸業的發展。

4.1 魚類低溫保活運輸研究進展

近年來，我國漁業發展迅猛，其產量逐年增加，但由于時空差異及保活技術落后，導致南魚北調，北魚南運，海魚中輸難等問題應運而生，從而大大限制了漁業活體銷售市場的發展。為解決魚類保活運輸問題，實現綠色、安全、高效的活運方法，國內外學者對保活魚類運輸進行了相關研究[22－26]。

早在1999年，劉淇等就對牙鲆進行了低溫保活實驗，并探討了其保活過程中得生理變化情況。此外，劉偉東等[22]研究了大菱鲆在3℃±0.1℃條件下，有水和無水保活的成活率及生理變化情況。結果表明，有水保活72 h成活率達到100%，無水保活60 h成活率為95%。由此可知，一般保活法存活時間不足24 h且成活率低，而低溫保活時間及成活率均顯著提高。張瑞霞等[27]通過測定 3.5、6.5、9.5、20.0 ℃ 4 種水溫下鯽的存活率、血液生化指標、排泄物氨態氮含量以及魚體肌肉質構、色度和理化指標的變化，觀察低溫處理對鯽生化特性及肉質的影響。結果表明，在6.5℃水溫下暫養5 d后存活率高達100%。雖低溫保活率高，但對溫度范圍的精密度要求很高，否則將致使成活率驟降。對低溫生物學的研究雖已深入廣泛，但至今，對低溫保活魚類及其它水產品的研究還遠遠不夠。

4.2 貝類低溫保活運輸研究進展

貝類是一種功能性保健食品，海洋經濟生物，且正在世界各國迅速發展，其總產量在水產品中名列前茅[28]。我國貝類產量豐富，是海水養殖的主產業，已成為國內外學者研究的熱點。由于貝類在運輸、銷售過程中死亡率較高，導致大量損失浪費。針對如何保活運輸貝類提高存活率，學者們做了大量的研究。

20世紀90年代初，我國學者殷邦忠等[29]對菲律賓蛤仔在27.0℃～－1.7℃范圍內不同溫度條件下的存活率，失重率及保活過程中的化學變化等進行了系統的分析研究。結果表明，最低保活溫度為－1℃～－1.7℃保活時間最長高達13 d，存活率91%保活，失重率明顯降低，主要化學成分無顯著變化。在此基礎上，秦小明等[30]對文蛤在低溫有水保活過程中的成活率及主要營養成分變化進行了研究，結果表明，在一定溫度范圍內，溫度越低其保活率越高，營養成分損失越少。低溫保活貝類效果顯著，且有待深入研究探索。近年來，國內學者亦對其進行研究，并深入至無水保活，既延長了保活時間，又降低了成本，提高了運輸量。曹井志[31]探索了厚殼貽貝的低溫無水保活技術，以低溫馴化后的厚殼貽貝為研究對象，進行了低溫保活研究。結果表明，厚殼貽貝在－1.5℃～－0.5℃下成活率最高，且為98%，保活時間高達9 d。雖對貝類低溫保活的研究已有報道，但對其仍不夠系統深入。

4.3 蝦類低溫保活運輸研究進展

蝦是一種重要的水產經濟動物，其種類繁多、肉味鮮美、風味獨特。因地域、氣候、環境等差異，導致品種不同，需要經過不同距離的運輸才能銷售到世界各地。因而保活運輸已成為一個至關重要的因素。國內外學者從不同角度對其保活運輸進行了相關研究[32－35]，但對其進行低溫保活的研究鮮見報道。

目前，由于運輸距離與時間較短，國內外對活蝦的運輸并沒有嚴格的要求，運輸設備及條件很簡單。雖如此，但一些學者為解決長時間，長距離運輸活蝦提高成活率這一難題做出了重要貢獻。王向陽等[36]對影響白蝦存活的幾大因素進行了研究，水溫是提高其存活率的重要因素之一。在暫養鹽度為20，密度為每200 mL水 10尾時，8、15、23℃條件下白蝦分別存活5、4、2 d。由此可見，低溫條件下可大大提高存活時間。Salin[37]將羅氏沼蝦置于冷凍鋸木屑中貯藏保活，分別采用（1.26±0.09）℃/h，（2.52±0.18）℃/h 及（5.04±0.36）℃/h 3種不同的降溫速率使羅氏沼蝦處于麻醉狀態，再放入裝有鋸木屑（2℃～3℃）的大箱子中進行保活運輸，存活率顯著提高。與此同時，Coyle[38]亦研究了溫度對羅氏沼蝦運輸存活率的影響，結果表明，密度為100 g/L，保活24 h時，在21℃條件下，羅氏沼蝦存活率為97%，而在26℃條件下，其存活率為24%。除此之外，Cheng[39]和Chang[40]探索了溫度的變化對龍蝦的生理應激的影響，為其保活運輸的深入研究提供了堅實的依據。

4.4 蟹類低溫保活運輸研究進展

蟹類是世界各大海域的重要底棲生物類群，其個體肥大、種類繁多、營養及經濟價值高。近幾年，我國蟹類活體銷售量不斷呈直線上升趨勢，這無疑對活體運輸方法提出了新的挑戰。保活運輸是保持蟹類等水產品最佳鮮度，以滿足廣大消費者需求的最佳方式。因此，對低溫保活運輸技術的研究勢在必行。

目前，國內外學者基于蟹類本身的研究[41－45]較多，而對其保活運輸的研究較少。Sara Barrento等[46]將黃道蟹從英國運輸到葡萄牙，并研究了其運輸過程中的應激參數特征。結果表明，運輸中環境條件的不斷惡化使黃道蟹血淋巴參數發生了變化，當保活時間為96 h時，存活率達89.3%。國內學者廖永巖等[47]探究了溫度對紅星梭子蟹存活的影響，溫度從25℃驟變時，15℃～30℃蟹能100%存活5 d以上。10℃以下及35℃以上，蟹在3 d內全部死亡。從25℃以5℃/d漸變時，15℃～30℃蟹存活100%，10℃和35℃時蟹存活75%。此外，國外許多研究者仍對蟹類做了大量基礎研究，對不同應激原對其影響進行了深入探索[48－50]。但這僅僅停留在實驗室研究階段，而不能應用至保活運輸的實踐中，因此，需要加強理論指導實踐。

4.5 其它水產品低溫保活運輸研究進展

水產品種類繁多，還包括泥蚶、河蚌、牡蠣、縊蟶、海參等。與魚、蝦、貝、蟹一樣具有低脂肪、高蛋白等特點，且肉質鮮美，風味獨特，經濟價值高。隨著人們對水產品需求量的不斷提高，以及種類的不斷擴大，無形對其運輸提出嚴峻的考驗，尤其是保活運輸。

目前，對該部分水產品保活運輸的研究鮮見報道，研究人員主要集中于溫度對其生長發育[51]、生理[52－56]、免疫[57－58]等方面的影響。徐若[59]等探索了泥蚶低溫無水保活技術，以清洗吐沙及低溫馴化后的泥蚶為研究對象，進行了無水低溫保活研究。結果表明，泥蚶在冰溫（－1.5℃～－0.5℃）貯藏條件下效果最佳，在第11天時，其存活率高達88%。Steven W.Purcell[60]等研究了不同運輸方法對海參幼苗引種的影響，在低溫環境中可以降低其耗氧量及死亡率。這均表明低溫對保活運輸起著重要的意義，是對傳統運輸方法的一次革新，具有重大的研究意義和廣闊的應用價值。

5 存在問題和未來研究展望

1）目前，我國對低溫保活技術的研究仍處于起步階段，不夠完善。低溫保活運輸水產品必須因種而異，即根據水產品種類規定保活最佳低溫范圍，而至今為止，鮮見具體相關標準。

2）暫養是低溫保活運輸中至關重要的影響因素之一。國內外學者對暫養時間及期間降溫速率的研究匱缺，以其對水產品機體影響的機理研究更是聞所未聞。該領域基礎理論研究薄弱，從而導致實踐應用發展滯后。

3）低溫保活水產品的包裝工藝及運輸流程尚存在諸多不足，且輔助手段單一。

4）隨著鮮活水產品的持續暢銷，對其保活運輸方法提出了一個嚴峻的挑戰。而低溫保活運輸存在巨大發展潛力，尚待深化基礎研究并拓寬應用研究。未來發展方向：第一，應進一步探明低溫保活水產品的機理，為指導應用提供理論保障；第二，深入研究制定各種水產品最佳低溫范圍及暫養理論，完善包裝和運輸工藝，促進輔助手段多元化；第三，在提高存活率、延長保活時間、保證產品質量等前提下，降低低溫保活運輸成本。

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