魚類保活運輸的研究進展*

劉驍，謝晶，黃碩琳

(上海海洋大學食品學院，上海水產品加工及貯藏工程技術中心，上海，201306)

魚類因味道鮮美、營養豐富，不僅是人們餐桌上的美味佳肴，也是人們日常生活中攝取優質蛋白質的來源之一。隨著生活品質提高，消費者對魚類鮮活程度的要求也越高，因此我國活魚運輸市場份額不斷加大。然而由于產銷地域跨度大、保活技術不成熟以及運輸設備配置不完善等原因，導致活魚運輸成本高、遠距離運輸耗損率大(超過10%)以及海水活魚運輸難等問題［1-2］，大大制約了活魚銷售市場的發展。

目前魚類運輸方式分為有水運輸和無水運輸。有水運輸主要通過增加水中溶氧量、適當降低水溫、改變鹽度和輔助麻醉等方式提高運輸量和存活率［3-5］。無水運輸是一種新型的活魚運輸方法，首先通過物理或化學方法使魚類進入休眠狀態，然后在無水或霧態狀態下進行運輸［6-8］。而無論有水或無水運輸都存在一定的缺陷，有水運輸由于設備配置和包裝方式等原因出現缺氧、水質惡化以及晃動引起魚體受損，因此較適宜中短途運輸;無水運輸物理誘導休眠法技術不成熟且成本相對較高，而化學法主要通過麻醉劑誘導，市售前需進行休藥且存在一定安全風險。因此，開發新的魚類保活運輸方法，確保其在運輸和銷售過程中的保活、食用安全，是實現漁業現代化亟待解決的問題。本文綜述了國內外主要應用的運輸方法，分析總結了影響魚類保活運輸質量的主要因素、產生的應激反應及其研究方法。

1 魚類保活運輸的主要方法

高密度、低死亡率的魚類運輸方法，一直是魚類保活研究的重點和難點，目前國內外魚類保活運輸的主要方法有凈水法、增氧法、降溫法和麻醉法。

1.1 凈水法

水質是魚類有水保活運輸中的關鍵，魚類的呼吸代謝使水質逐漸惡化，如不及時采取措施會導致魚類大量死亡。運輸時可在箱體底部覆蓋適量的膨脹珍珠巖或活性炭可吸附魚類代謝產生的廢物以凈化水質。此外，在一些觀賞魚的運輸中可以嘗試使用硝化細菌以降解水質中有毒氨類物質，Dhanasiri等［9］在斑馬魚的運輸中嘗試使用硝化細菌能夠有效地降低氨類毒素提高水質，產品的存活率高達100%。

1.2 增氧法

增氧法是目前最常用、便捷的魚類商業運輸方法，其主要存在的形式有2種:曝氣和包裝充氧。曝氣是有水運輸中常用增氧措施，既能維持水中溶氧量，又可降低CO2濃度。目前常用的曝氣方式主要有:壓縮氣態氧、液態氧、攪拌器和供氧機等，運輸時根據距離、時間選擇曝氣方式，如中短途可選用壓縮氣態氧和液態氧、高密度長時間的運輸可將將供氧機和攪拌器結合使用［10］。包裝充氧的使用可追溯到20世紀50年代，首次使用于觀賞魚的運輸［11］，后來逐漸發展成熟，其主要過程是在排盡空氣的包裝袋中加入適量的水和活魚，充滿氧氣后封口運輸。運輸時為防止包裝袋破損，袋外常用泡沫箱保護。

1.3 降溫法

低溫狀態下魚類呼吸和代謝速率緩慢，從而提高運輸存活率。當溫度降低到某一點時魚類會出現休眠狀態，生命活動達到最低，此時可對其進行無水保活運輸。在無水保活時需要合適的降溫速率和時間，避免溫度大幅變化導致的魚類細胞功能紊亂。白艷龍等［7］研究發現，黃顙魚在2℃純氧狀態下可無水保活24 h。Zeng等［12］研究發現，鯽魚以1℃/h速率降溫可以保護乳酸脫氫酶和異檸檬酸脫氫酶的活性，無水保活時間可達到24 h。戴志遠等［13］研究表明，活紫貽用真空包裝并置于4℃保藏可以存活9 d。劉偉東［14］研究表明，在3℃條件下大菱鲆無水保活60 h，存活率達95%。

1.4 麻醉法

魚類運輸常使用化學麻醉劑降低其呼吸和代謝強度，抑制其中樞神經以緩解操作刺激引起的應激反應，減少對魚的損傷，提高運輸質量。鮮活水產品運輸中常用的麻醉劑有間氨基苯甲酸乙酯甲磺酸鹽(MS-222)、丁香酚和CO2。美國允許在食用魚中使用的麻醉劑只有MS-222，且休藥21 d后才允許在市場上銷售［15］。Pramod 等［16］研究得出，MS-222 能有效減緩運輸中紫紅鯽的應激反應，提高運輸存活率減少經濟損失。丁香酚因高效、安全、成本低等優點成為水產品新型運輸麻醉劑。陳德芳等［17］研究表明，丁香酚可作為鯽魚的一種安全有效的麻醉劑。Velí?ek 等［18］研究表明，30 mg/L 丁香酚對鯰魚有明顯的鎮靜效果且無副作用。Hegyi等［19］研究顯示，虹鱒魚有水運輸中使用丁香酚后，其血糖濃度和皮質醇含量明顯下降。Mi等［6］研究發現，鯽魚經過丁香酚麻醉，在8℃無水保活時間可達38 h，且肌肉質量沒有改變，恢復后所有的應激反應也隨之消失。CO2達到一定濃度時對水產品也有麻醉效果，與其他麻醉劑相比優點在于不需要休藥期。張恒等［8］研究發現，在10℃、CO2濃度為700 mg/L時，鯽魚無水保活時間可達15 h。

目前對于魚類有水運輸的研究還不夠系統，通常只考慮2或3個影響因素進行優化運輸方法，尤其針對不同魚種在不同運輸條件下的禁食時間研究甚少，對不不同季節的魚類運輸研究報道也較少。因此，綜合考察各因素對魚類生理的影響，進而優化得到有水運輸方法對于保證運輸后產品質量和食用安全有重要意義。無水運輸作為一種新型的魚類活體運輸方式，其具有低成本、低損耗等優點，成為今后魚類運輸的發展趨勢。

2 影響魚類保活運輸質量的主要因素

魚類生命活動會極大地受周圍環境的影響，因此魚類保活運輸的關鍵是使魚適應運輸環境或盡量延緩運輸環境的惡化，以達到提高運輸質量目的。而影響魚類保活運輸質量的因素是多方面的，且互相聯系、互相影響，它們主要包括:魚體體質、暫養、水質和外力脅迫等［20-21］。

2.1 魚體體質

不同種類的魚生活習性各異，對環境耐受程度也不同，如黑魚能適應少水缺氧環境具有耐運輸的特點，鯉魚較鰱魚在運輸中不易受到驚嚇因此可減少物理損傷［22］。即使同種魚類也有苗體、幼體、新體和成體之分，相同運輸量下耗氧量也不同，運輸時應根據不同生長時期的魚類制定適宜的運輸方案。運輸存活率也由魚類自身健康狀況決定，待運鮮活魚類應盡量選擇體表無損傷、體質健壯、無病有活力的個體［23］。

2.2 暫養

人工養殖或捕撈的魚不宜直接運輸，需進行一段時間的停餌暫養，一方面降低運輸過程中魚類呼吸代謝延緩水質惡化，另一方面可減少捕撈導致的應激反應，達到提高運輸質量的目的。有研究表明，日本竹莢魚在捕撈后經過8 d左右的停餌蓄養可顯著增加運輸存活率［24］。暫養環境條件主要由產品品種、運輸方法決定，如淡水魚類暫養最佳密度在20～45 kg/m3，時間一般為2 d［23］，而低溫運輸可在暫養期對魚類提前進行低溫馴化，使其逐漸適應低溫環境，減少溫度驟變帶來的有害應激。

2.3 溫度

魚類為變溫動物，其生理狀況受環境溫度的影響。每種水生生物都有相應的生存溫度帶和最佳生存溫度，當超出生存溫度范圍時，生物體會出現一系列的不良反應，導致機體免疫力低下甚至死亡［25］;而在生存溫度范圍內，隨著溫度的降低，魚類的呼吸代謝緩慢，耗氧量減少，CO2和氨類等代謝物產量降低，因此在活魚運輸過程中常采用降溫措施以提高運輸效率。研究表明運輸水溫適當降低10℃，多數水產品的耗氧量和氨類物質產量降低50%［3］。Golombieski等［26］研究發現，在15℃條件下運輸銀鯰魚的存活率明顯高于20℃和25℃下的。

2.4 水質

水不僅是魚類進行氣體和離子交換的媒介，也是其代謝廢物的稀釋劑，優質水是維持水生生物健康生存的必須條件。

(1)水的來源。運輸用水的來源可以分為:養殖水、地表水、地下水和自來水。其中養殖水營養物質過多不宜用于運輸;地表水包括江、湖和海水等，其擁有良好的含氧量且CO2和N2也不高，但會增加養殖魚類感染致病菌和毒素幾率，因此適應于在此水域捕撈的魚類運輸;地下水溶氧量較低而CO2和N2偏高，可能還有H2S和Fe2+;自來水中含有氯氣對魚類體表和呼吸有一定危害［27］。因此運輸時根據魚的來源選擇水源，并進行一定的處理，如地下水或自來水作為暫養和運輸用水應提前進行曝氣、日照等處理。

(2)鹽度。魚類生活的水環境常與體液是不等滲的，海水魚的體液滲透濃度低于它們生活的海水，而淡水魚的體液比介質的滲透濃度高，所以對于魚類來說滲透調節非常重要，魚體內滲透調節失衡可引起機體功能紊亂，嚴重的甚至導致其死亡。由于淡水魚的高滲特性，在運輸過程中比海水魚更易出現滲透調節失衡，因此常在運輸水體中添加食鹽(NaCl)。研究發現鯉魚使用含9 g/L NaCl的水運輸可明顯提高運輸存活率［28］，大量研究表明，在運輸水中適當添加鹽有利于淡水魚運輸［29-30］;但 Gomes等［31］研究發現，巨舌滑魚幼魚在塑料袋包裝運輸時添加NaCl不僅沒有減少應激還導致滲透壓調節障礙。因此淡水魚運輸時應根據實際情況添加鹽。

(3)溶氧量。水生動物主要以水為媒介呼吸代謝消耗O2，因此水中溶氧量對魚類運輸起關鍵作用。水中的溶解氣體與空氣達到平衡時出現飽和狀態，當溶解氣體大于平衡濃度時出現過飽和，魚在過飽和水中易得氣泡病［32］。有研究表明，魚在氧飽和度達到200%的水中運輸時不會導致氣泡病，但鰓蓋活動頻率會降低，易造成血液中CO2含量升高，影響魚的正常生理狀態，因此運輸的最佳溶氧量應維持在或接近完全飽和［33］。隨運輸時間延長水中的溶氧量會不斷減少，CO2含量會不斷增加，當CO2濃度達到一定程度時，魚自身排出CO2量會降低，引起高碳酸血癥和酸中毒，嚴重時導致其昏厥甚至死亡［27］。因此可根據運輸時長采取適當降溫、曝氣等措施。

(4)氨氮物質。魚在長時間運輸過程中，排泄物及黏液等不能及時凈化會造成水體渾濁，這些有毒物質不僅使魚出現氨中毒，形成的懸濁物還會附著于魚的鰓部，造成魚體攝氧困難［21，28］。因此在遠距離運輸時可考慮中途換水或使用過濾裝置延緩水質惡化。

2.5 外力脅迫

魚類在運輸過程中還受一些外界脅迫如捕撈、搬運、噪音和顛簸的影響。López等［34］研究表明，虹鱒魚經過5 min搬運，其體內激素水平會升高并影響肝臟內糖原和脂類生成，而要恢復正常水平至少需要8 h。Wysocki等［35］將歐洲鱸魚和鯉魚置于噪音環境中，經檢測發現其皮質醇急驟升高。運輸密度也是制約活魚運輸效率的重要因素。在有限的水質條件下，高密度運輸的耗氧快和大量CO2生成會導致魚類缺氧，且鱗片和黏液的物理磨損會使魚免疫力下降而引起疾病［36-37］，因此一定要慎重選擇活魚運輸的密度。

3 運輸過程對魚體健康狀況的影響

魚類運輸過程中環境的不斷變化如水質惡化、溫度波動及機械振動等，會引起魚類的應激反應［4，21］。應激反應是生物體適應生存環境得以生存和發展的基礎。適度應激能提高魚類對環境的適應能力;而過度應激會導致機體行為和生理功能的紊亂。魚類在運輸過程首先會產生游動方式、呼吸頻率等行為變化，然后其生理產生相應變化。

3.1 魚類行為的應激反應

魚類在運輸過程中受到搬運和晃動會出現跳躍、躲避、側翻等行為，容易產生機體損傷或呼吸困難。通過觀察水生生物的行為變化可從側面反映一定的應激程度［38］。然而，Nomura 等［39］通過水下錄像觀察大西洋小鮭魚在運輸船中的行為變化，發現魚類游動基本正常、偶爾出現回避行為，而血液中皮質醇含量明顯增加，表明行為反應與血液指標反映的生理變化不一定存在正相關。Van等［40］以逃跑行為、呼吸頻率建立行為反應參數，研究發現能在低氧環境及恢復過程中存活的虹鱒魚較為安靜，而死亡的虹鱒魚在死前會產生劇烈的躲避和掙扎，并且體內皮質醇和兒茶酚胺的含量明顯升高。

3.2 魚類生理的應激反應

魚類的生理應激反應主要分為3個階段:首先是由下丘腦-垂體-腎上腺和腎上腺髓質組織構成的神經內分泌系統的變化，體內釋放激素;其次，由上一階段釋放的激素引起滲透壓平衡、能量代謝和免疫系統的改變;最后是魚類適應刺激，其生理機能恢復正常，或無法適應應激源出現生長速率、繁殖能力和免疫能力降低等變化［41-43］。魚類生理應激研究常用的量化指標主要有血液生理生化、氧化應激和免疫學等。

(1)血液生理生化指標。研究魚類血液可以了解其在逆境條件下血液成分的變化，分析引起這些變化的因素，進而了解魚類保活運輸的機制。魚類的血液成分會受到運輸過程中的捕撈、搬運、缺氧以及水質惡化的影響［34-35，43］。在魚類應激檢測與評價中應用最多、研究最深的血液指標是皮質醇激素，其有高穩定性且變化程度同應激源的強度和持續時間呈正相關［44］，使其成為評價應激反應的首要指標。彭士明等［45］以血液中皮質醇含量評價運輸密度對銀鯧幼魚的影響。血糖含量能反映能量代謝的變化，血糖變化時效較皮質醇慢且易被測定［46］，因此血糖也被廣泛用于監測魚類應激反應代謝變化，如鯽魚在適應低溫無水環境時血糖濃度明顯下降［12］。此外，血細胞總數、血淋巴蛋白濃度、乳酸、脂類以及一些酶類的變化，某種程度也反映應激過程中水產品生理功能的變化情況，常作為評價水產品應激狀況的輔助指標［21-12］。

(2)氧化應激指標。活性氧(reactive oxygen species，ROS)對維持細胞活性起關鍵作用，但魚類在缺氧、高溫和惡劣的水環境下產生的大量ROS則因不能有效地分解，而使細胞產生損傷，導致氧化應激反應［47］。氧化應激是研究魚類應激反應的重要分支，對于魚類運輸導致氧化應激的研究興起較晚，但發展比較快。目前氧化應激主要以丙二醛、酶抗氧化系統及相關酶的基因表達(如超氧化物歧化酶、過氧化氫酶)、非酶抗氧化系統(如谷胱甘肽)等作為量化指標，它能較好地反映魚類氧化應激反應狀況［48］。此外，細胞中ROS的積聚也是引起熱休克現象的重要因素，會增加應激蛋白(heatshock protein，HSPs)的表達，而HSPs可以激活超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等，同時可以抑制線粒體膜的去極化以減緩細胞的損傷［49］。HSPs還是細胞蛋白質和脂類代謝的伴侶分子，一定程度上反映了魚體抵御不良刺激的能力，在這方面的研究主要以 HSP90、HSP70為主［50］。

(3)免疫學指標。應激反應導致的機體免疫能力的改變是因為細胞因子和激素的互相調控。研究人員已通過白細胞數目、溶菌酶活性、白細胞介素、腫瘤壞死因子和吞噬細胞的呼吸爆發等免疫學指標對不同刺激下魚類的免疫功能變化進行了大量研究［51-52］。這方面研究對揭示活魚運輸過程中免疫系統與疾病之間調控及損傷機制方面有重要作用。

研究魚類運輸過程中應激的發生及危害，并進行及時有效地監測，從而探索相應的緩解措施，對優化運輸方法、提高運輸質量等方面具有重要意義。

4 問題與展望

目前魚類保活運輸亟待解決的問題和研究方向包括:

(1)目前魚類應激反應的監測技術與方法主要以生理反應為主，但采樣過程中的捕撈、搬運、麻醉等措施會對魚體造成額外的刺激，為更真實、客觀地反映魚類運輸過程中應激狀況，可通過諸如行為、形態變化結合生理應激建立易于直接觀察臨床癥狀的一套便捷、實用的監測方法。

(2)無水運輸是通過降低溫度或使用麻醉劑使魚類進入休眠狀態，然后在較低溫度的無水或霧態狀態下進行運輸，然而不同魚種休眠所需要的溫度和麻醉劑量不同，即使相同魚種不同季節所耐受的低溫和麻醉劑量也不同。因此，為保證無水運輸質量，需對不同魚種在不同季節的低溫休眠溫度、最佳降溫速率、最適麻醉劑量以及相應的包裝方式進行研究。此外，目前魚類運輸所用的麻醉劑都存在一定缺陷，如需要休藥恢復或成本高，可通過研究我國傳統醫學中具有鎮靜效果的草藥，比如酸棗仁、薄荷等開發新型安全、高效的麻醉劑。

(3)魚類無水保活技術的研究相對較多，而針對無水保活機制的研究甚少，除利用血液、氧化應激和免疫學等指標反映以外，還可利用蛋白質組學、代謝組學以及基因組學等技術進行深入研究，篩選出無水保活相關的標志物。

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