二氧化碳麻醉對羅非魚有水運輸的影響

摘 要：將麻醉劑應用于羅非魚的有水運輸能夠減輕魚類在運輸過程中的應激反應，從而減少其氨氮排放，最終達到延長運輸時間的目的。本研究使用二氧化碳水溶液作為麻醉劑，并以化學麻醉劑間氨基苯甲酸乙酯甲磺酸鹽（MS-222）作為陽性對照，比較2 種麻醉方式的優劣。結果表明：羅非魚在pH 6.2、9 mg/L二氧化碳麻醉液和質量濃度為20 mg/L的MS-222麻醉液中存活時間最久，分別為548 min和710 min，且有水?；? h后的復蘇率均達100%；羅非魚在相同條件充氧清水中的存活時間僅為362 min，有水保活4 h后的復蘇率為33%。因此，適宜質量濃度的二氧化碳和MS-222麻醉液均能延長羅非魚在有水保活過程中的存活時間。

關鍵詞：羅非魚；二氧化碳；有水運輸；復蘇率

Abstract： In this study， hyperoxic carbon dioxide solution was used for relieving the hypoxic stress response of tilapia during simulated transportation. Ammonia excretion was restrained by bubbling carbon dioxide or adding tricaine methanesulfonate （MS-222） into oxygenated water， and the effect was concentration dependent. The longest survival time of tilapia was 548 min in carbon dioxide solution （9 mg/L， pH 6.2） and 710 min in MS-222 solution （20 mg/L）， respectively. The survival rate of both groups was 100% in oxygenated water after 4 hours of simulated transportation. In contrast， the survival time of the control group， in which fish were transported with oxygenated water without additive， was 362 min， and the survival rate was only 33%. Therefore， carbon dioxide or MS-222 is an effective sedative for live tilapia transportation.

Keywords： tilapia； carbon dioxide； transportation with water； survival rate

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201802009

中圖分類號：TS254.1 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2018）02-0052-05

引文格式：

管維良， 陳德慰. 二氧化碳麻醉對羅非魚有水運輸的影響[J]. 肉類研究， 2018， 32（2）： 52-56. DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201802009. http：//www.rlyj.pub

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羅非魚受到消費者的喜愛，且在我國南方大范圍養殖[1]。魚類在有水運輸過程中由于受到擁擠和機械振動的影響會產生一系列應激反應，導致其代謝速率加快，增大氧氣的消耗量及氨氮類物質的排放量，導致運輸過程中的存活率下降。

麻醉劑經常被用來減輕運輸過程中魚類的應激反應。早在1984年，Ferreira等[2]就對使用苯唑卡因處理羅非魚進行研究，結果表明，處理后的羅非魚在運輸過程中不僅減少了1/3的氧氣消耗量，而且也降低了二氧化碳和氨氮的排放量。王利娟等[3]發現在運輸過程中添加間氨基苯甲酸乙酯甲磺酸鹽（MS-222）能夠顯著提高大嘴黑鱸魚24 h模擬運輸后的復蘇率。此外，丁香油也常作為魚類運輸過程中的麻醉劑，用以提高運輸后的存活率[4]。但是，僅MS-222為美國食品藥品管理局（Food and Drug Administration，FDA）批準使用的食用魚麻醉劑，且經MS-222處理的魚類需暫養21 d才可食用[5]。

目前一些常見氣體在水產行業已經有較為廣泛的應用。宰前使用一氧化氮處理羅非魚不僅可以對魚類進行麻醉，減輕動物在宰殺過程中的痛苦，提高動物福利，同時可以進行活體發色，且發色自然、顏色保持穩定，不易褪色[6-7]。二氧化碳水溶液對于魚類是一種較為理想的麻醉劑已經得到證實，其優點在于沒有任何藥物殘留，不會污染環境，且價格低廉[8-9]。陳名帥等[10]發現使用二氧化碳將魚麻醉后進行宰殺可以減輕其應激反應，提高魚片的品質；Guan Weiliang等[11]發現高氧濃度的二氧化碳水溶液能夠麻醉羅非魚，并且顯著延長其在無水條件下的存活時間。但是目前使用二氧化碳水溶液作為魚類有水運輸過程中的麻醉劑的研究較少。Takeda等[12]通過控制水中二氧化碳和氧氣的濃度達到了在運輸過程中使魚類鎮定的效果。本研究以羅非魚作為研究對象，通過控制水中二氧化碳和氧氣的濃度以達到將魚輕微麻醉的效果，抑制其代謝速率，延緩水質惡化，從而達到延長?；钸\輸時間的目的。同時，以化學麻醉劑MS-222對羅非魚進行麻醉作為陽性對照，并對2 種麻醉方式的優劣進行比較。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實驗用羅非魚（63 條）購于南寧市五里亭市場，單條質量（500±50） g，確保魚的活力充沛，體質良好，在（30±2） ℃流動清水中暫養2 d。

MS-222、磷酸、硫酸、鹽酸、4-氨基苯磺酰胺、

N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽、亞硝酸鈉、氯仿、高錳酸鉀、草酸鈉、酚酞指示劑、鹽酸、二氯化汞、碘化鉀、氫氧化鉀、酒石酸鉀鈉、硫代硫酸鈉、硫酸鋅、氫氧化鈉及氯化銨（均為分析純） 上海麥克林生化科技有限公司。

1.2 儀器與設備

TLE204E型分析天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；PHSJ-4F型pH計 上海雷磁儀器廠；氧氣鋼瓶、二氧化碳鋼瓶、減壓閥 廣西國信氣體研究有限公司；VIS-722型分光光度計 上海佑科儀器儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 模擬運輸

分別使用二氧化碳和MS-222作為麻醉劑對羅非魚進行有水?；顚嶒?。實驗在運輸水箱中進行，于室溫（23±2） ℃條件下將水箱裝入6 L清水，以1 L/min的流速向水中通入氧氣，當氧氣濃度達到過飽和后停止通氣。

使用二氧化碳作為麻醉劑時的操作方法如下：繼續將二氧化碳以0.5 L/min的流速通入運輸水箱中，使二氧化碳水溶液的pH值分別達5.9、6.2、6.5和6.8，當pH值達到設定值時停止通氣，分別取水樣檢測其二氧化碳質量濃度。游離二氧化碳質量濃度參照DZ/T 0064.47—1993《地下水質檢驗方法 滴定法測定游離二氧化碳》[13]中的直接滴定法測定，測得pH值為5.9、6.2、6.5和6.8的二氧化碳麻醉液的游離二氧化碳質量濃度分別為60、37、18、10 mg/L。

使用MS-222作為麻醉劑時的操作方法如下：分別向不同的運輸水箱中加入MS-222，使其質量濃度分別為20、25、30 mg/L，并不斷攪拌，使MS-222充分溶解。

將羅非魚從暫養水箱中取出，分別放入裝有不同質量濃度二氧化碳麻醉液、MS-222麻醉液及清水的運輸水箱，依次記為實驗組、陽性對照組及空白對照組。有水保活過程中每隔一段時間向水中通入氧氣，保持氧氣充足。每個運輸水箱放置3 條羅非魚。

1.3.2 麻醉對水質的影響

從模擬運輸0 h開始，每隔2 h分別取水樣對其氨氮濃度和亞硝酸鹽濃度進行檢測，直到有魚死亡為止。氨氮濃度測定：參照HJ 535—2009《水質 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》[14]；亞硝酸鹽氮濃度測定：參照

GB/T 7493—1987《水質 亞硝酸鹽氮的測定 分光光度法》[15]。

1.3.3 麻醉對羅非魚存活時間的影響

觀察羅非魚在有水?；钸^程中的行為表現，魚鰓連續30 s內沒有活動則認為該魚死亡，直到所有魚全部死亡。分別記錄各組羅非魚的存活時間。

1.3.4 麻醉對羅非魚復蘇率的影響

有水?；? h后，將魚從運輸水箱中取出，放入裝有充氧清水的水箱，觀察魚的行為表現，以能夠恢復直立游動能力為復蘇標準，記錄各組羅非魚的復蘇率。

1.4 數據處理

實驗均平行測定3 次，結果用平均值±標準差表示。使用SPSS 19.0軟件對數據進行處理，用Post hoc Tukeys test對各組數據間的差異顯著性進行分析（P=0.05）；使用Origin 9.1軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 二氧化碳麻醉對運輸水質的影響

2.1.1 二氧化碳麻醉對水樣氨氮濃度的影響

水中的氨氮主要來源于魚類排泄出的蛋白質代謝產物，非離子態的氨分子可以直接透過生物膜進入魚類體內，因此相對于銨離子，非離子氨對魚的毒性更大，長時間暴露在含氨的水中會導致魚類死亡。Benli等[16]研究發現，當水中氨氮的質量濃度達0.25 mg/L時，羅非魚開始死亡；當氨氮的質量濃度增至0.60 mg/L時，羅非魚在48 h內全部死亡。對于成魚來說，氨氮的半致死質量濃度約為0.42 mg/L[17]。

運輸密度會造成魚的應激反應，使其體內的皮質醇含量升高[18]，而皮質醇會導致氨氮對魚的毒性增強，從而降低魚對氨氮的耐受程度[19]。因此在本研究中，水樣中的氨氮質量濃度接近0.2 mg/L時，羅非魚即開始出現死亡。二氧化碳和MS-222均可以起到麻醉作用，降低魚在有水保活過程中的氨氮排泄量。有水保活8 h后，pH 6.2的二氧化碳麻醉液中氨氮的質量濃度顯著高于MS-222質量濃度為20 mg/L的麻醉液，說明MS-222對延長羅非魚出現死亡的時間及抑制氨氮排放的效果更好。

由于大多數魚類對水中二氧化碳的濃度較為敏感，且水中二氧化碳的濃度較難控制，因此使用二氧化碳水溶液作為活魚運輸麻醉劑的報道較少。郭豐紅[20]使用高氧濃度的二氧化碳麻醉液將鱖魚麻醉后放入低溫充氧清水中進行模擬運輸實驗，結果表明，經麻醉后鱖魚的存活時間顯著大于未經麻醉的鱖魚。本研究中，麻醉劑濃度越高，其抑制羅非魚氨氮排泄的效果越明顯，這與Park等[5]的研究結果相似，他們將美洲擬鰈魚置于不同濃度的麻醉液中進行模擬運輸實驗，結果表明，美洲擬鰈魚在高濃度麻醉液中的排氨量明顯小于在低濃度麻醉液中的排氨量。

2.1.2 二氧化碳麻醉對水樣亞硝酸鹽濃度的影響

魚類運輸過程中水中亞硝酸鹽的主要來源是硝化細菌在無氧條件下將氨轉化為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽的主要危害是將魚體內的血紅蛋白轉化為高鐵血紅蛋白，使其失去攜氧能力，嚴重時能夠導致魚類窒息死亡[21]。趙元鳳等[22]研究發現，對于羅非魚來說，水中亞硝酸鹽氮質量濃度的安全范圍為0.0～2.8 mg/L。由圖2可知，本研究中各組水樣的亞硝酸鹽氮質量濃度均未超過此范圍，說明水中的亞硝酸鹽不是導致羅非魚死亡的因素。在有水?；顚嶒炛?，各組運輸用水中的溶解氧均達到了過飽和的濃度，因此只有極少數氨分子被硝化細菌轉化為亞硝酸鹽，各組水樣的亞硝酸鹽氮質量濃度差異主要是由氨氮濃度的差異造成的。對于空白對照組水樣，由于其本身氨氮含量較高，因此亞硝酸鹽氮質量濃度也處于相對較高的水平；采用較高質量濃度二氧化碳麻醉液（pH 5.9）和MS-222麻醉液（30 mg/L）處理的羅非魚由于較強的麻醉效果抑制了其氨氮的排放，因此這2 組水樣的亞硝酸鹽氮質量濃度處于相對較低的水平；經中、低質量濃度二氧化碳麻醉液處理的羅非魚，其運輸水中亞硝酸鹽氮的質量濃度與空白對照組均無顯著差異

（P>0.05），這與Zhao Jianhua等[23]的研究結果類似，他們發現圓口銅魚在30 mg/L的MS-222麻醉液中經過14 h的有水模擬運輸后，水中亞硝酸鹽氮的質量濃度與模擬運輸前以及空白對照組均無顯著差異。

2.2 麻醉對模擬運輸過程中羅非魚行為的影響

當羅非魚從暫養水箱轉入有水?；钏浜?，在pH值為5.9和6.2的二氧化碳麻醉液中存在逃逸、掙扎行為，逃逸現象在2 組麻醉液中分別僅持續4 min和7 min，但在其他幾組麻醉液中均未發現明顯的掙扎現象。當逃逸現象消失后，羅非魚在各組麻醉液中均處于靜止狀態，呼吸均勻；空白對照組羅非魚偶有游動。有水?；?0 min后，pH 5.9的二氧化碳麻醉液中的羅非魚開始浮出水面呼吸，之后30～40 min出現魚體側翻、鰓動幅度變大，最終死亡；空白對照組，pH 6.2、6.5、6.8二氧化碳溶液，MS-222質量濃度20、30 mg/L麻醉液中的羅非魚在有水保活分別進行到240、480、280、270、600、200 min后出現掙扎、跳躍的現象，但無明顯的浮頭現象發生，各組羅非魚在出現掙扎、跳躍等不規則現象后均在1 h內失去平衡，2 h內死亡。

各組羅非魚的行為特點不同，相同行為出現的時間也不同。羅非魚在較高濃度二氧化碳麻醉液中麻醉初期存在逃逸行為，此結果與Guan Weiliang等[11]的研究結果相符，二氧化碳麻醉會對魚類造成應激反應，但反應不會長時間持續。逃逸行為消失后，魚類進入輕微的麻醉狀態，停止游動，代謝變慢。羅非魚在MS-222麻醉液中無明顯的逃逸行為，此結果與范興[24]的研究結果類似，他們發現羅非魚在質量濃度為60、100 mg/L的MS-222麻醉液中均無掙扎現象，而本研究中MS-222的質量濃度僅為20、30 mg/L。何大仁等[25]指出，在水中溶解氧含量充足的條件下，當水中的二氧化碳含量超過魚類的耐受范圍時，魚類會感到不適并出現浮頭；水中的二氧化碳含量繼續升高時，魚類將失去平衡，不久就會死亡。在本研究中，對于pH 5.9的二氧化碳麻醉液中的羅非魚，由于其所處環境中的二氧化碳濃度過高，因此僅90 min就出現浮頭等現象。曲克明等[26]指出，魚類氨氮中毒時會表現出較為狂躁的逃逸、掙扎行為，并且幾分鐘后便會死亡。在本研究中，經過一段時間的有水?；詈?，各組運輸水中的氨氮濃度均有所升高，當其濃度達到羅非魚的耐受值時，羅非魚即表現出氨氮中毒所造成的行為。甘靜雯等[27]指出，高劑量的MS-222能夠在短時間將斑馬魚深度麻醉，但是藥物會聚集于內臟中，造成魚類產生怪異的游動行為并且最終死亡。在本研究中，羅非魚處于30 mg/L的MS-222麻醉液中時，僅有水?；?00 min后便出現失去平衡的現象。

2.3 麻醉對羅非魚有水?；顣r間及復蘇率的影響

2.3.1 二氧化碳麻醉對羅非魚有水?；顣r間及復蘇率的影響

Takeda等[12]研究發現，使用充氧的二氧化碳水溶液（115 mmHg二氧化碳和400 mmHg氧氣）能夠使鯉魚在運輸過程中達到鎮定效果，但是當運輸時間過長時，魚類呼吸排出的二氧化碳使運輸用水中的二氧化碳濃度超過魚類的承受范圍，魚類開始大量死亡。魚類對水中的二氧化碳濃度較為敏感，水中二氧化碳濃度的升高會對魚類造成初級應激反應，表現為呼吸頻率和幅度的增大以及血液pH值的降低[28]。在氧氣充足的條件下，水中一定濃度的二氧化碳會抑制魚類體內二氧化碳的排出，當二氧化碳在魚體內累計到一定程度時，魚類會產生鎮定甚至完全麻醉的效果[29]，減輕其在運輸過程中的代謝速率和應激反應。

魚在封閉運輸系統（無循環水）中的存活時間受較多因素的影響，本研究是在氧氣過飽和的條件下進行，魚不會因缺氧而死亡，因此水中二氧化碳和氨氮的質量濃度差異是造成各組羅非魚存活時間差異的主要原因。何琳等[30]指出，當水中游離二氧化碳的質量濃度大于80 mg/L時，羅非魚會出現呼吸困難現象。盡管在本研究中pH 5.9的二氧化碳麻醉液（質量濃度60 mg/L）對羅非魚氨氮排放的抑制效果最好（圖1），但當長時間處于較高質量濃度的二氧化碳水溶液中，羅非魚體內的二氧化碳排放被過度抑制，導致其產生高碳酸血癥、血液pH值降低，從而使魚過早死亡[28]。此外，冉春麗[31]指出，淡水魚生長的最適pH值為6.5～8.5，因此當羅非魚處于pH 5.9的二氧化碳水溶液中時，過低的pH值也減少了其保活時間。有水?；? h后，pH 6.2的二氧化碳麻醉液中的氨氮濃度顯著低于空白對照組和陽性對照組（圖1），且在此之后2 個對照組均有魚開始死亡。

由表1可知，在二氧化碳麻醉組中，羅非魚在pH 6.2的二氧化碳麻醉液中存活時間最久，且復蘇率為100%。郭豐紅[20]以高氧濃度的二氧化碳水溶液麻醉后的鱖魚為研究對象，在4 ℃條件下進行有水模擬運輸實驗，實驗過程中每天換水1 次，經過128 h的有水模擬運輸后麻醉組鱖魚的死亡率為0，對照組鱖魚在92 h后全部死亡。在本研究中，麻醉液種類與羅非魚的保活時間有明顯相關性，空白對照組與pH 6.5和pH 6.8二氧化碳麻醉液中的羅非魚的?；顣r間均無顯著差異（P>0.05），但復蘇率卻明顯不同。Rapp等[32]指出，魚類在遭受較強烈應激因子刺激后體內的生化和生理環境發生變化，在環境應激因子消失后一段時間內仍有較高的死亡率。有水?；? h后，各組羅非魚所處的環境中二氧化碳和氨的質量濃度均不相同，因此各組魚的應激反應程度也不相同，進而導致其在充氧清水中的復蘇率不同。

2.3.2 MS-222麻醉對羅非魚有水保活時間及復蘇率的影響

適當濃度的MS-222可以降低魚的代謝速率，減輕其應激反應，但是當MS-222濃度過高時會對魚的神經系統造成損傷，使其存活率降低[33]。在本研究中，質量濃度為20 mg/L的MS-222麻醉液能夠通過抑制羅非魚的代謝降低其排氨量，從而延緩水質惡化，最終延長羅非魚在非流動水條件下的存活時間。目前，已有較多使用MS-222作為麻醉劑延長活魚運輸時間的案例：王利娟[34]使用質量濃度為30 mg/L的MS-222麻醉液在20 ℃條件下對大口黑鱸魚進行有水模擬運輸實驗，結果表明，模擬運輸10 h后魚的復蘇率仍為100%；張麗[35]使用質量濃度為45 mg/L的MS-222麻醉液在11 ℃條件下對大黃魚進行有水模擬運輸實驗，結果表明，大黃魚的?；顣r間達297 min。雖然使用MS-222麻醉后的魚類能夠在長時間模擬運輸后達到較高的復蘇率，但經過MS-222處理后的魚需要暫養21 d后才可食用。由表1可知，在本研究中，使用二氧化碳麻醉液處理的羅非魚在復蘇率為100%的前提下也可以?；?48 min，而且與MS-222麻醉相比，二氧化碳麻醉液處理無任何藥物殘留，經處理的魚可以直接食用。

3 結 論

使用高氧濃度的二氧化碳水溶液作為有水運輸的麻醉液能夠有效抑制魚類在運輸過程中的氨氮排放量，并且水中的亞硝酸鹽氮濃度也得到有效控制。但是較高濃度的二氧化碳麻醉液（pH 5.9）會對魚類造成較強烈的應激反應，并最終造成其保活時間較短。適宜濃度的二氧化碳麻醉液（pH 6.2）能夠有效延長羅非魚的有水保活時間，且與化學麻醉劑（MS-222）相比無任何有害物質殘留，可以應用于羅非魚的有水運輸。

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