鱼贝类生态冰温无水活运研究进展

张玉晗谢 晶

（上海海洋大学食品学院，上海水产品加工及贮藏工程技术中心，上海201306）

水产品加工

鱼贝类生态冰温无水活运研究进展

张玉晗，谢 晶

（上海海洋大学食品学院，上海水产品加工及贮藏工程技术中心，上海201306）

随着市场对鲜活鱼贝类需求的加剧，保活运输技术的研究成为热点。低温可使鱼贝类呼吸减弱、新陈代谢降低，进入“冬眠”状态，便于无水保活运输。鱼贝类生态冰温无水活运的关键工艺包括生态冰温的确定、梯度降温、贮运环境、唤醒。本文主要介绍了生态冰温原理、技术特点以及一些关键工艺方法，分析了鱼贝类生态冰温无水活运过程中需要注意的技术点，如鱼贝类品类、运输装备及运输途中各环节的有机衔接等，并对已有生态冰温无水活运技术进行了总结，指出该技术未来研究趋势及方向，为优化、完善鱼贝类生态冰温无水活运体系研究提供参考。

鱼；贝；生态冰温；关键工艺；无水活运

市面上常见的鱼贝类有冷冻、微冻、冰鲜和鲜活品，其中以鲜活鱼贝类的营养价值和销售价格最高。目前，我国鱼贝类鲜活运输主要依赖有水运输，无水活运技术工艺还相对滞后。加强鱼贝类的保活研究，具有巨大的经济效益和社会效益。

无水活运技术主要通过物理或化学方法使鱼贝类进入休眠状态，然后在无水或雾态下进行运输。化学方法主要通过麻醉剂诱导休眠，而美国食品药物管理局（FDA）允许在食用鱼贝类中使用的麻醉剂只有间氨基苯甲酸乙酯甲磺酸盐（MS－222），且休药21 d后才允许上市销售，无形中增加了成本［1－2］。

本文综述了鱼贝类保活研究的热点即物理休眠方法中生态冰温技术的研究进展。冰温是介于冷冻和冷藏之间的生命可存活空间，该技术具有安全、高效、成本低等优势，但合适的运输密度、高存活率以及相关配套技术如降温速率等仍有待进一步研究解决。在新型的电商模式催生下，鱼贝类采用无水运输方式显然更易于实施快递配送服务，更顺应电商的发展趋势。

1 生态冰温技术及其原理

20世纪70年代，日本山根昭美博士提出冰温贮藏技术，随后传入我国并应用于鱼贝类运输领域［3－4］。鱼贝类的生态冰温是指零点到结冰点之间的温度范围［5］。生态冰温无水活运技术［6］是在生态冰温范围内进行的无水运输。具体操作是：将鱼贝类根据种类、生活环境的不同分类暂养；确定鱼贝类的生态温度区，依照此温度，梯度缓慢降温诱导其进入深度休眠；将鱼贝类捕捞后充氧包装、运输；到达目的地后梯度升温唤醒，然后暂养销售。

对于水产生物而言，存在一个区分生死的生态冰温零点（临界温度），临界温度因鱼贝类的种类和生活环境不同而异。环境温度降至临界温度，鱼贝类的呼吸和新陈代谢极低，生命活动速率就会大大降低，进入休眠状态［6－7］，为无水运输提供了条件。生态冰温范围内，温度越低，鱼贝类氧气消耗、离水存活时间越长。研究表明，将暂养2 d后的黄颡鱼以3～4℃／h速率缓慢降温，在2℃条件下可保活24 h［8］。

不耐寒的鱼贝类可经过“冷驯化”降低临界温度。冷驯化即将水温降低至鱼类临界温度，并在此温度范围内停食暂养，待其适应暂养环境后再将临界温度降至接近鱼贝类的结冰点，经过低温驯化的鱼贝类可在比原临界温度低的温度下保持冬眠状态存活［9］。将鱼贝类的生态冰温由临界温度降至接近结冰点是活体长时间保存的关键。研究发现，鲫鱼以1℃／h降温至0℃，无水保活时间可达24 h［10］；耐受低温能力差的罗非鱼，以降温速率0.5℃／h降至20℃保持12 h，存活率可达100%［11］。

2 无水活运关键工艺方法

2.1 生态冰温确定

鱼贝类肌肉组织冰点测定因品种、肌肉含水量、季节、生长水域以及气温差异而不同。如：泥鳅［12］最佳无水保活温度为5℃；厚壳贻贝［13］、泥蚶［14］冰温区为－0.5～－1.5℃；紫贻贝［15］的冰温区在0～4℃。临界温度到冻结点这段温度范围为生态冰温区，实验测定鱼贝类的生态冰点时常采用冻结曲线法，通过绘制冻结曲线得到鱼贝类的初始冻结点。鱼贝类的组织温度一旦达到冻结点（即组织结冰），将严重影响存活率。倪锦［16］等测得皱纹盘鲍的冻结点温度为－1.5℃，因而确定其生态冰温区为0～－1.5℃；刘红英等［17］确定毛蚶生态冰温区为0～－1.6℃；曾鹏［18］对鲫鱼不同部位冻结点温度进行测定，眼、脑及腹部－0.3℃开始冻结，背部及鳃、内脏、尾部冻结温度为－0.7～－0.9℃，因此，鲫鱼生态冰温范围应控制在0～－0.3℃。鱼贝类身体不同部位含水量的不同是导致冻结点温度存在差异的原因。

同种鱼不同质量相比较，鱼体较小、发育程度较低时冻结点温度差异大，当鱼体逐渐长大到一定质量范围，这种差异也逐渐缩小。DAN等［19］研究指出1 g以上与1 g以下的尼罗罗非鱼鱼苗之间的耐寒力相比存在显著差异；Charo等［20］指出5 g以内的尼罗罗非鱼的耐寒能力相对较差。

2.2 梯度降温

生态冰温区确定之后，应采用适当的梯度降温，以使鱼贝类缓慢进入呼吸和新陈代谢极低的休眠状态。倪锦等［16］发现梯度降温效果好于直接降温和匀速降温，可以显著降低皱纹盘鲍对温度变化的应激反应。鱼贝类的体温可随环境温度变化而变化，梯度降温可最大限度减少温度变化给鱼贝类带来的不良影响，有效延长保活时间。当环境温度与鱼贝类体温相差大于3℃时，鱼贝类会或多或少产生应激反应。彭姜岚等［21］发现低温对南方鲇和瓦氏黄颡鱼耗氧率和呼吸频率都有影响；王晓飞等［22］采用逐级降温梯度获得麦穗鱼最佳保活时长12 h；田标等［23］采用梯度降温，将黑鲷鱼的无水保活温度降至6℃，保活时间6 h。

温度降低速度过快会导致鱼贝类细胞功能紊乱，细胞会自动启动防御机制以保持组织细胞的生存状态［24］。因此，应采用缓慢梯度降温法，减少鱼贝类的低温应激。张观科等［25］测定保活过程中不同低温温度时的毛蚶三磷酸腺苷含量，并据此确定最佳保活条件。适当的降温速率有助于保持细胞的结构和功能，从而影响鱼贝类的保活率、风味和其他品质特征。

2.3 贮运环境

对于无水运输，包装内部首先要具备适当的湿度，保证休眠状态下的鱼贝类正常的体表状态；其次，在无水状态下，包装内充入纯氧可以保证水产动物进行正常的呼吸代谢，延长存活时间，充氧量根据包装密度决定［26－27］。夏昆等［28］认为湿度对紫彩血蛤的存活率有影响。包装内如果缺少氧气和湿度，鱼贝类机体将因为缺少能量和水分而导致功能障碍，甚至不可逆损伤，最终促使鱼贝类死亡。

运输箱内部环境情况主要是温度控制，以及减少运输中的实际震动等［29－30］。运输箱具有保温控温功能，箱内温度以运输产品的生态冰温为准，箱内配有控温设施，温度波动以小于1℃为宜。包装内应考虑湿度控制，充入纯氧后密封。在运输箱内部结构设计与布置时应使用减震材料，以降低鱼体损伤或死亡。为及时掌控运输箱内的环境变化，维持箱内环境“持恒状态”，应用运输箱环境调控机制，实现对鱼贝类长途运输的智能化监控与管理，避免因设备故障引起鱼贝类品质变化［31］。实际应用中，有独立运输箱和一体式运输箱两种模式。前者可用于以飞机、火车为交通工具的远距离、长途运输；后者即交通工具（货车）和运输箱一体化，适用于短程陆路货运。陈剑波等［32］实验设计的水产品保活环境模拟装置具有保温、制冷、加湿和监控功能；张饮江等［33］针对日本鳗鲡设计的离水保活运输箱包括制冷、加湿、循环和控制系统，150 h离水存活率可达89%以上。无水运输与有水运输相比，不需要进行水质管理，但要求包装装备内部控制工艺技术更精准。

2.4 唤醒

“唤醒”即将运至目的地并还处于休眠状态下的鱼贝类转入水温为生态冰温范围的暂养池内，通过梯度升温方式使鱼贝类苏醒。这一过程的关键控制点在于暂养池内的水温（初始水温）与梯度升温速率。初始水温设置应与运输温度相同，若初始水温与运输温度差别较大，易导致鱼贝类不适，直接降低复活率［34］。升温速率需根据鱼贝的品类不同而适当调控，可参考梯度降温时的速率。已有的研究多数侧重于诱导鱼贝类进入休眠状态的降温环节，而对运输后的唤醒环节表述不多。笔者认为此项步骤是鱼贝类运输过程中最危险的步骤，鱼贝类经过上述降温、包装、运输过程中的应激，体内能量不足，免疫系统紊乱，适应环境能力差，将此时的鱼贝类放入与之前运输箱内环境差异较大的地方，往往会导致鱼贝类的大量死亡。张长峰等［35］对鲫鱼进行“唤醒”试验，升温至1.5～5℃的温度区间时，升温速率1℃／h；升温至5～10℃的温度区间时，升温速率2℃／h；升温至10～25℃的温度区间时，升温速率5℃／h。在唤醒过程中，鲫鱼慢慢开始游动，鱼鳃振动频率明显加快，最终鱼被完全唤醒。

3 需要注意的技术点

3.1 鱼贝类品类

物种特性造成水生动物对环境的耐受差异，即使同一品种也存在品系、老幼之分。在进行生态冰温无水运输研究时，实验对象应选择性情温顺的鲫鱼，而不是应激反应强烈的鲢鱼［36］。目前，对大菱鲆［37］、半滑舌鳎［38］等鲆鲽鱼类进行无水保活研究较多，对洄游性鱼类无水保活的研究较少，可能是由于需氧量较大的洄游性鱼类相比对含氧量要求较低的鲆鲽类等，较难实现无水保活运输。何杰等［39］对罗非鱼4种不同品系进行低温驯化实验，比较水温8℃下48h内罗非鱼累积死亡率，吉富罗非鱼较奥利亚罗非鱼死亡率高出20%，由此可见，同一品种不同品系对低温的耐受差异显著。同时，鱼贝类的体质状态也直接关系到物流各环节的持续作业，运输前要挑选健康的鱼贝类，体弱或患病的鱼贝类在运输时易死亡，影响存活率［40］。

3.2 运输装备

有必要开展鱼贝类保活物流包装装备技术研发，以解决国内目前在鲜活鱼贝类物流环节存活率低、易发病等问题。无水保活包装装备应是封闭式的，包装内部应保持适当湿度和氧气供应，包装内的个体不能相互叠加，使用无污染的包装介质时需预先冷却。其次，鱼贝类保活物流对车厢内微环境要求较高，应研发基于 WSN［41］和RFID［42］技术的实时物流参数动态监测系统，通过无线网络实现鱼贝类运输全过程的环境监控，为保证无水活运中鱼贝类存活率提供技术支持。傅润泽［43］等发明的一种针对活体水产品的无水运输箱可提供杀菌、保温、保湿、减震等功能。

3.3 相关环节有机衔接

实现生态冰温无水活运产业化需要将养殖企业、运输公司及经销商这三方紧密结合成一个整体。将商品鲟鱼停食暂养2～3 d，放入冰水中迅速降温（鱼体温度接近生态冰温），待鲟鱼处于冷麻痹状态立即装如尼龙袋中，放入泡沫箱，鱼体紧挨但不可相互重叠，可装入碎冰，充入氧气后扎紧尼龙袋；即刻进行物流配送；到达目的地后在暂养水池（水温18～20℃）中10～15 min即可复活。此法商品鲟鱼运输时长可达18～20 h［44］。獐子岛集团联手京东“活鲜宅配”实例论证生鲜电商O2O模式［45］。由此可知，生态冰温无水活运具有非常广阔的市场前景。目前，采用系统的生态冰温无水活运技术对鱼贝类进行运输的案例稀少。此外，还需要加速活鱼运输行业相关规范和标准制定，包括保活工艺、运输技术、设备操作规范等。实现生态冰温无水活运系统的规范化、标准化，确保无水运输各环节的有效衔接。

4 展望

尽管目前无水生态冰温保活技术由于工艺技术不够完善、包装内部环境控制精准度不够，实际并未得到广泛应用，仍以实验室小试为主，但其不添加麻醉剂、无需带水运输的特点能大幅降低运输成本的优势是有水保活运输无法企及的。以往冰温保活研究多关注保活时间和存活率，今后应进一步做如下考虑：（1）将冰温保活与其他保活方式联用，提高存活率、延长运输距离和节约成本；（2）冰温处理会降低水产动物的新陈代谢，并可能会影响食用时的营养和风味，可在保证存活率的同时关注鱼贝类肌肉中的各相关指标的变化，研究最佳的冰温保活处理条件；（3）根据技术需求，优化运输装备，提高无水微环境调控精准度，最终实现各种鱼贝类的生态冰温无水活运工艺。在上述技术与装备不断完善的基础上，无水生态冰温保活运输技术将会有广阔的应用前景。

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Research progress of keeping alive transportation technology of ecological ice temperature without water on fish and shellfish

ZHANG Yuhan，XIE Jing
（Shanghai Ocean University College of Food Science and Technology，Shanghai Aquatic Products Processing and Storage Engineering Technology Research Center，Shanghai 201306，China）

With the increasing market demand for fresh fish and shellfish，the research for their keep alive transportation technology has become a hot spot.Low temperature can make fish and shellfish breathing weakened，reducing metabolism and turning into the＂hibernation＂state，and make waterless keep alive transport easily.The key processes of fish and shellfish ecological ice temperature waterless transport includes ecological ice temperature determination，gradient cooling，storage and transportation environment，technics of waking up，while some examples was used to explain the process.The technical points needed to pay attention for this keep alive transportation technology was also analyzed，such as the variety of fish and shellfish，transport equipment and transport links in the organic link.Finally，the existing ecological ice temperature waterless keep alive transportation technology was summarized，and the future research trend and direction of the technology were pointed out，which provided a reference for optimizing and improving the ecological ice temperature and non water transport system.

fish；shellfish；ecological ice temperature；key processes；waterless keep alive transportation

S981.14；S981.3

A

1007－9580（2017）02－038－05

10.3969／j.issn.1007⁃9580.2017.02.007

2017－01－18

农业部产业体系海水鱼保鲜与贮运岗位科学家项目；2016年上海市科技兴农重点攻关项目［沪农科攻字（2016）第1－1号］；上海市科委平台能力建设项目（16DZ2280300）

张玉晗（1993—），女，硕士研究生，研究方向：水产品保鲜保活。E－mail：zhanghina1993＠163.com

谢晶（1968—），女，教授，博士，博士生导师，研究方向：食品物流。E－mail：jxie＠shou.edu.cn