水产品低温保活运输研究进展

聂小宝，章艳，张长峰，，张家国3，，庞杰

（1.山东省农产品贮运保鲜技术重点实验室，山东济南 250103；2.福建农林大学食品科学学院，福建福州 350002；3.国家农产品现代物流工程技术研究中心，山东济南 250103；4.山东商业职业技术学院，山东济南 250103）

我国水产品资源丰富，种类繁多，具有高蛋白、低脂肪、营养丰富且平衡等特点，早已成为人类摄取最重要的优质动物蛋白源之一。目前，我国人均水产品占有量已上升至36.4 kg，是世界平均水平的2倍[1]。近年来，人们对水产品的需求日益趋向鲜活化，使得鲜活水产品将逐渐占领国内外大部分水产市场份额。因此，保活运输就成为解决鲜活水产品供求平衡的关键因素之一。但是由于保活运输方法的滞后，从而严重阻碍了水产业的发展。

温度是水产品活体运输的重要影响因素之一，而降低环境温度可减少水产品耗氧量、降低其新陈代谢、减少水质恶化、提高成活率、延长保活时间，确保产品在运输、贮藏和销售中的品质稳定和食用安全。为此，笔者综述了国内外在低温保活运输技术方面的研究进展。

1 影响低温保活运输的因素

1.1 暂养

暂养亦称蓄养，是指人们将捕获于天然水域或人工养殖中的水产生物转移至人工条件下进行停饵驯化保活，是鱼进行活运前的必备环节，直接影响其运输时间的长短[2]。暂养环境条件应因种类品种的基本生活习性、生理特征、运输方式等而异。暂养的目的：一方面是使水产生物肠道排空，防止运输途中产生有毒排泄物的积累而污染水质[3－4]，另一方面是对其进行驯冷化，使其降低新陈代谢，从而适应低温运输[5]。

就低温保活运输而言，在暂养过程中不仅对暂养设施、密度、时间、水质等有严格的要求，而且更重要的是对温度要进行精密的调节控制。暂养设施一般可用普通的水池、水族箱、水槽等，但若采用低温保活运输，则需采用可控温暂养设备。暂养密度一般不能过大，可根据运输设备及时间确定[4]，对鱼类而言，暂养时间最好在48 h以上[6]。

1.2 温度

低温保活运输过程中对温度的控制要求非常严格，主要包括3个温度调控期：暂养期、运输期及恢复期（唤醒期）。梯度降温是暂养期的关键内容，刘淇[7]等研究了梯度降温速率对牙鲆无水保活时间的影响，见表1。

表1 梯度降温速率对牙鲆无水保活时间的影响Table 1 Effect of descend step and rate of temperature on survival time without water

由表1可知，在10℃以下，降温速率对牙鲆保活时间的影响较大，尤其是在1℃以下时，对牙鲆的保活时间影响更大。此表不仅说明了降温速率对牙鲆保活时间具有明显的影响，而且表明了其对整个水生生物低温保活的重要意义。因此，在低温保活过程中，应该严格按照不同水生生物的习性进行梯度降温，在接近其生态临界温度区时，应调节速率在0.5℃/h以下。

当温度降至某一温度区可使水生生物处于半休眠或完全休眠时，再捞出进行处理运输。运输期间只需要将温度控制在临界温度不变即可，而恢复期则需要对温度进行精确调控，使其进行梯度升温，以减少对水生生物的刺激而延长保活时间，最终保证销售时间及产品质量。

1.3 氧气

水中溶解氧量是影响水产品生存的重要因素之一，同时，其耗氧量也是重要的生理参数[8]。当水中溶氧充足时，既可减少水产品因疲累、缺氧等引起的死亡，同时大大降低水体氨氮等还原性物质的含量[9－10]。当水中溶解氧降低到一定数值时，鱼类就要加快呼吸频率来弥补氧的不足，当低于临界氧浓度时，可引起血碳酸过多症，从而导致呼吸性酸中毒及呼吸作用受阻使血液溶氧量大大降低，直接致使组织缺氧，最终窒息致死[4]。因此，高密度、长时间、远距离的保活运输过程中要有充足的氧供给，才能保证较高的存活率。

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以内[6]。因此，鱼类活运的过程中应提供足够的氧。不仅需要在暂养期提供充足的氧，更重要的是在运输期提供足够的氧，只有保证这两个期充足的供氧，才能提高保活率。

1.4 水质

在低温活运过程中，对水质的要求主要包括两个方面。首先，运输用水的来源，通常澄清河流、湖泊、水库等水质较适宜作为运输用水，但实际生产中较难实现。饲养池的水较肥，井水中氧的含量较低，自来水含氯量较高，都不宜采用，然而，现代水产养殖业不经过任何处理而直接采用其作为运输用水，从而直接降低运输的成活率和时间。若采用井水或自来水作为运输用水，需要对其进行处理后方可使用，常用的方法是将其放入池中暂放几天。

另一方面，运输过程中水质的保持，虽然低温保活运输法可以有效地抑制水产品的新陈代谢及降低其废物的排放，但是往往由于运输密度较大及环境较差不可避免的导致水体中积累一些排泄废物如二氧化碳、氨氮、有机物废物等，其中氨氮对水产品起到一定的毒害作用[11]。可以通过加入pH缓冲盐、杀菌剂、循环水过滤除污、活性炭吸附等方法来净化水质。2

低温对水产品生理生化及宰后品质的影响

“低温”是一个经常被使用的词，但其定义极为模糊。在物理学、医学、微生物学、食品保鲜学等各学科之间界定的温度范围差异显著。而低温生物学中所指低温范围是从5℃～10℃至－273℃[12]。温度的变化可使水产品发生由微观到宏观的变化，最终表现为生命活动行为的改变。首先，水温降低可增加水中含氧量，而且还可抑制大部分微生物的生长繁殖。从而为水产品提供了一个有利的运输环境。其次，低温可致使水产品降低呼吸频率、减少耗氧量及二氧化碳的排放。第三，低温可减少水产品在水中的活动量，当水温达到临界温度附近时，其基本处于静止状态即“休眠”。第四，水产品在低温状态下，可显著降低其新陈代谢，减少体内营养物质的损耗，以维持自身的生命活动。然而，低温还促使水产品体内脏器，血液指标，肌肉，中枢神经，体色等发生变化，通过自身调节适应周围环境温度。

3 低温保活运输原理

低温保活运输是依据水产品的生态临界温度，采用精密的温控技术对其环境温度进行先降后升，降低新陈代谢等生理生化反应活动，使其处于半休眠或完全休眠状态，从而大幅度提高存活时间的方法。该法不仅适用于鱼类，而且适用于虾、蟹、贝类等。

水产品属于冷血动物，生活环境温度降温可使其新陈代谢明显减弱，从而降低其耗氧量，减少体内营养物质的消耗。低温可显著降低水质、氧气、密度等因素对水产品造成胁迫而产生的应激反应。当环境温度降到其生态临界温度时，呼吸和代谢就降到了最低点，且处于休眠状态。与此同时，低温下，水产品体内血液及水中的溶氧量增加；能够有效抑制机体及水中有害微生物的活动及各种酶的活性。因此，选择适当的降温方法和科学的贮藏运输条件，并把温度降低至生态临界温度区间以内，就能使其在脱离原有的生活环境后，仍能存活一个时期，达到保活运输目的。

4 低温保活运输研究进展

水产品保活历来就是一个难题，制约水产业发展的主要因素之一[13]。在我国，虽活运水产品历史悠久，但对其深入系统的研究却较少。使水产品保活并延长其存活状态，则可通过降低其新陈代谢活动实现。在保活运输过程中，必须注意其环境温度和湿度、水质、氧气含量、毒性代谢产物等[14－16]重要因素参数的影响。目前，国内外学者主要是通过研究不同麻醉剂及低温减少水产品新陈代谢活动[17－21]，从而延长其保活运输时间。虽然麻醉剂致使水产品处于休眠或半休眠从而降低其新陈代谢，亦延长保活时间，但其可能存在残留产生潜在的安全隐患，而且增加了商业成本，因而，低温保活技术不但是一种绿色无公害型运输通道，而且符合国际水产品福利法的要求。利用低温生物学原理对该法进行深入全面的研究将成为该领域的探索热点，同时并将引领未来活体运输业的发展。

4.1 鱼类低温保活运输研究进展

近年来，我国渔业发展迅猛，其产量逐年增加，但由于时空差异及保活技术落后，导致南鱼北调，北鱼南运，海鱼中输难等问题应运而生，从而大大限制了渔业活体销售市场的发展。为解决鱼类保活运输问题，实现绿色、安全、高效的活运方法，国内外学者对保活鱼类运输进行了相关研究[22－26]。

早在1999年，刘淇等就对牙鲆进行了低温保活实验，并探讨了其保活过程中得生理变化情况。此外，刘伟东等[22]研究了大菱鲆在3℃±0.1℃条件下，有水和无水保活的成活率及生理变化情况。结果表明，有水保活72 h成活率达到100%，无水保活60 h成活率为95%。由此可知，一般保活法存活时间不足24 h且成活率低，而低温保活时间及成活率均显著提高。张瑞霞等[27]通过测定 3.5、6.5、9.5、20.0 ℃ 4 种水温下鲫的存活率、血液生化指标、排泄物氨态氮含量以及鱼体肌肉质构、色度和理化指标的变化，观察低温处理对鲫生化特性及肉质的影响。结果表明，在6.5℃水温下暂养5 d后存活率高达100%。虽低温保活率高，但对温度范围的精密度要求很高，否则将致使成活率骤降。对低温生物学的研究虽已深入广泛，但至今，对低温保活鱼类及其它水产品的研究还远远不够。

4.2 贝类低温保活运输研究进展

贝类是一种功能性保健食品，海洋经济生物，且正在世界各国迅速发展，其总产量在水产品中名列前茅[28]。我国贝类产量丰富，是海水养殖的主产业，已成为国内外学者研究的热点。由于贝类在运输、销售过程中死亡率较高，导致大量损失浪费。针对如何保活运输贝类提高存活率，学者们做了大量的研究。

20世纪90年代初，我国学者殷邦忠等[29]对菲律宾蛤仔在27.0℃～－1.7℃范围内不同温度条件下的存活率，失重率及保活过程中的化学变化等进行了系统的分析研究。结果表明，最低保活温度为－1℃～－1.7℃保活时间最长高达13 d，存活率91%保活，失重率明显降低，主要化学成分无显著变化。在此基础上，秦小明等[30]对文蛤在低温有水保活过程中的成活率及主要营养成分变化进行了研究，结果表明，在一定温度范围内，温度越低其保活率越高，营养成分损失越少。低温保活贝类效果显著，且有待深入研究探索。近年来，国内学者亦对其进行研究，并深入至无水保活，既延长了保活时间，又降低了成本，提高了运输量。曹井志[31]探索了厚壳贻贝的低温无水保活技术，以低温驯化后的厚壳贻贝为研究对象，进行了低温保活研究。结果表明，厚壳贻贝在－1.5℃～－0.5℃下成活率最高，且为98%，保活时间高达9 d。虽对贝类低温保活的研究已有报道，但对其仍不够系统深入。

4.3 虾类低温保活运输研究进展

虾是一种重要的水产经济动物，其种类繁多、肉味鲜美、风味独特。因地域、气候、环境等差异，导致品种不同，需要经过不同距离的运输才能销售到世界各地。因而保活运输已成为一个至关重要的因素。国内外学者从不同角度对其保活运输进行了相关研究[32－35]，但对其进行低温保活的研究鲜见报道。

目前，由于运输距离与时间较短，国内外对活虾的运输并没有严格的要求，运输设备及条件很简单。虽如此，但一些学者为解决长时间，长距离运输活虾提高成活率这一难题做出了重要贡献。王向阳等[36]对影响白虾存活的几大因素进行了研究，水温是提高其存活率的重要因素之一。在暂养盐度为20，密度为每200 mL水 10尾时，8、15、23℃条件下白虾分别存活5、4、2 d。由此可见，低温条件下可大大提高存活时间。Salin[37]将罗氏沼虾置于冷冻锯木屑中贮藏保活，分别采用（1.26±0.09）℃/h，（2.52±0.18）℃/h 及（5.04±0.36）℃/h 3种不同的降温速率使罗氏沼虾处于麻醉状态，再放入装有锯木屑（2℃～3℃）的大箱子中进行保活运输，存活率显著提高。与此同时，Coyle[38]亦研究了温度对罗氏沼虾运输存活率的影响，结果表明，密度为100 g/L，保活24 h时，在21℃条件下，罗氏沼虾存活率为97%，而在26℃条件下，其存活率为24%。除此之外，Cheng[39]和Chang[40]探索了温度的变化对龙虾的生理应激的影响，为其保活运输的深入研究提供了坚实的依据。

4.4 蟹类低温保活运输研究进展

蟹类是世界各大海域的重要底栖生物类群，其个体肥大、种类繁多、营养及经济价值高。近几年，我国蟹类活体销售量不断呈直线上升趋势，这无疑对活体运输方法提出了新的挑战。保活运输是保持蟹类等水产品最佳鲜度，以满足广大消费者需求的最佳方式。因此，对低温保活运输技术的研究势在必行。

目前，国内外学者基于蟹类本身的研究[41－45]较多，而对其保活运输的研究较少。Sara Barrento等[46]将黄道蟹从英国运输到葡萄牙，并研究了其运输过程中的应激参数特征。结果表明，运输中环境条件的不断恶化使黄道蟹血淋巴参数发生了变化，当保活时间为96 h时，存活率达89.3%。国内学者廖永岩等[47]探究了温度对红星梭子蟹存活的影响，温度从25℃骤变时，15℃～30℃蟹能100%存活5 d以上。10℃以下及35℃以上，蟹在3 d内全部死亡。从25℃以5℃/d渐变时，15℃～30℃蟹存活100%，10℃和35℃时蟹存活75%。此外，国外许多研究者仍对蟹类做了大量基础研究，对不同应激原对其影响进行了深入探索[48－50]。但这仅仅停留在实验室研究阶段，而不能应用至保活运输的实践中，因此，需要加强理论指导实践。

4.5 其它水产品低温保活运输研究进展

水产品种类繁多，还包括泥蚶、河蚌、牡蛎、缢蛏、海参等。与鱼、虾、贝、蟹一样具有低脂肪、高蛋白等特点，且肉质鲜美，风味独特，经济价值高。随着人们对水产品需求量的不断提高，以及种类的不断扩大，无形对其运输提出严峻的考验，尤其是保活运输。

目前，对该部分水产品保活运输的研究鲜见报道，研究人员主要集中于温度对其生长发育[51]、生理[52－56]、免疫[57－58]等方面的影响。徐若[59]等探索了泥蚶低温无水保活技术，以清洗吐沙及低温驯化后的泥蚶为研究对象，进行了无水低温保活研究。结果表明，泥蚶在冰温（－1.5℃～－0.5℃）贮藏条件下效果最佳，在第11天时，其存活率高达88%。Steven W.Purcell[60]等研究了不同运输方法对海参幼苗引种的影响，在低温环境中可以降低其耗氧量及死亡率。这均表明低温对保活运输起着重要的意义，是对传统运输方法的一次革新，具有重大的研究意义和广阔的应用价值。

5 存在问题和未来研究展望

1）目前，我国对低温保活技术的研究仍处于起步阶段，不够完善。低温保活运输水产品必须因种而异，即根据水产品种类规定保活最佳低温范围，而至今为止，鲜见具体相关标准。

2）暂养是低温保活运输中至关重要的影响因素之一。国内外学者对暂养时间及期间降温速率的研究匮缺，以其对水产品机体影响的机理研究更是闻所未闻。该领域基础理论研究薄弱，从而导致实践应用发展滞后。

3）低温保活水产品的包装工艺及运输流程尚存在诸多不足，且辅助手段单一。

4）随着鲜活水产品的持续畅销，对其保活运输方法提出了一个严峻的挑战。而低温保活运输存在巨大发展潜力，尚待深化基础研究并拓宽应用研究。未来发展方向：第一，应进一步探明低温保活水产品的机理，为指导应用提供理论保障；第二，深入研究制定各种水产品最佳低温范围及暂养理论，完善包装和运输工艺，促进辅助手段多元化；第三，在提高存活率、延长保活时间、保证产品质量等前提下，降低低温保活运输成本。

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