鱼类保活运输策略与关键技术研究进展

张 坤，刘书成,2,3，范秀萍,2,3，魏 帅,2,3，孙钦秀,2,3，夏秋瑜,2,3，吉宏武,2,3，郝记明,2,3，邓楚津,2,3

（1.广东海洋大学食品科技学院// 广东省水产品加工与安全重点实验室// 广东省海洋食品工程技术研发中心// 广东省海洋生物制品工程重点实验室//水产品深加工广东普通高校重点实验室，广东 湛江，524088；2.南方海洋科学与工程广东省实验室（湛江），广东 湛江，524025；3.海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心，大连工业大学，辽宁 大连，116034）

鱼类的鲜活销售是我国鱼类供给的重要方式之一，与冷藏或冷冻鱼类产品相比，活鱼的销售价格相对较高，尤其是经济价值较高的鱼类，活鱼价格通常是冷藏或冷冻鱼价格的2～ 5 倍。因此，活鱼运输和销售被认为是一个增值过程[1]。

目前，国际上鱼类保活运输有两大策略：有水保活运输和无水保活运输[1-2]。有水保活运输是一种传统的活鱼运输策略，又分为封闭系统活运和开放系统活运[3]。封闭系统是采用尼龙袋、聚乙烯袋或一种内部带有生命支持系统（自动控制水质、温度、盐度、溶氧等）的密封容器（水箱或运输车等）进行活鱼运输[3]。开放系统是由装满水的容器（水箱或运输车等）组成，鱼的生存条件（例如水质、温度、盐度、溶氧等）由外部设备连续提供[3]。无水保活运输是利用生态冰温或者麻醉剂使鱼类处于休眠状态，降低新陈代谢和氧气的消耗，从而增加运输密度，提高活鱼运输量和存活率[1-2,4]。

目前，如何提高运输量、提高鱼的存活率、延长运输时间、降低运输成本、保障鱼的安全性和高品质等是研究者和产业关注的焦点，要解决这些问题，就必须研发鱼类保活关键技术作为支撑。基于此，本研究重点对当前鱼类保活运输策略和关键技术等进行综述，分析现有鱼类保活运输技术存在的问题，展望鱼类保活运输技术的发展趋势，为鱼类保活运输技术的研发提供参考。

1 鱼类保活运输策略

1.1 有水保活运输

有水保活运输是一种传统鱼类保活运输策略，根据运输容器是否密封，又可分为封闭有水保活运输和开放有水保活运输[3]。有水保活运输策略的关键技术主要有活鱼预处理、温度调控、增氧脱气、水质调节、运输过程监控等技术。

1.1.1有水封闭保活运输

1.1.1.1装袋装箱封闭运输 选用尼龙或聚乙烯材质的筒形袋或者能密封的水箱，充入适量水后放入活鱼并排出袋或箱内空气，充入氧气，充氧量以尼龙或聚乙烯袋膨胀且无凹瘪为宜，通常以m鱼(kg)∶V水(L)∶V氧气(L)=1∶1∶4 为佳[3,5]。充氧结束后迅速扎紧袋口或密封水箱，袋子需要放置在刚性容器货架内，置于货车上进行运输。

1.1.1.2循环水封闭运输 在运输箱内或运输车厢内或运输船内建立一套完整的封闭式循环水暂养系统，通过温度控制、增加氧气溶解量、过滤除去杂质、杀菌等实现水质调节，并配备自动监控水质系统，甚至配备鱼体实时在线监测和控制系统[5-10]。

1.1.2有水开放保活运输

1.1.2.1装袋装箱开放运输 用帆布或者塑料薄膜铺在货车自带车厢内或利用水箱，按照一定鱼水比例放入活鱼，利用拍打水面或者曝气机增加溶氧量，进行开放式活鱼运输[3,5,11]。如果该方法用液氧罐以微小气泡增加水体溶氧，同时用适量冰块或者利用制冷设备给水体降温并控温，降缓鱼类新陈代谢引起水质污染的速度，可以适当提高运输量和存活率。

1.1.2.2循环水开放运输 方法与循环水封闭运输类似，循环水暂养系统外置，鱼仓敞开[11-12]。重点也是配备温度调控、增氧脱气、杀菌消毒、生物过滤等装备实现水质调节，运输过程中也可以实时观察水质和鱼体情况。

1.2 无水保活运输

无水保活运输通常是不用水或者用少量水保持运输环境一定的湿度来进行鱼类运输的一种新策略。为了保证鱼的存活，活鱼包装前需要通过低温诱导或使用麻醉剂等处理使鱼进入休眠状态，降低其新陈代谢和耗氧量，然后进行无水包装后实施运输[1,2,5]。无水保活运输策略的关键技术是暂养、低温诱导休眠或人工麻醉、无水包装以及运输过程监控等。

鱼类保活运输策略和方法的优点和缺点比较见表1。

表1 鱼类保活运输策略和方法的优点和缺点Table 1 Advantages and disadvantages of live fish transportation methods

2 鱼类保活运输关键技术

2.1 鱼类暂养技术

从养殖区捕捞的鱼不宜直接运输，需暂养一段时间再运输。暂养环境条件由鱼的品种及其生活习性和生理特征、运输方式等决定[13]。暂养是鱼类活运前的必备环节，影响保活运输时间长短[14]。停饵暂养可以加速鱼体内代谢物的排泄，减少新陈代谢和耗氧量，减少捕捞导致的应激反应，延长保活时间，提高存活率。在暂养过程中必须维持鱼类的生存环境：充足的溶氧、清洁水质、最适水温、暂养密度、暂养时间等。根据暂养设施与时间可选择合适的暂养密度[15]。暂养密度太大，容易使鱼体之间相互碰撞造成损伤，还容易引起水中溶氧量不足而造成间接性死亡；暂养密度太小，鱼体活动空间变大，运动量过大，增加氧气消耗量与自身生命活动营养物质的消耗，使鱼类品质下降。有研究表明，暂养时间以48～ 72 h 为最佳，因为暂养48 h 以下，鱼体内代谢物质不能充分排出，导致运输过程中产生的氨氮物质增加而使水质变差，从而增加死亡率；暂养72 h 以上，鱼体会消耗自身营养物质维持生命活动，造成鱼体质量和品质下降，并且增加生产成本[2,16]。

为了延长活运距离和提高运输存活率，一般在有水运输过程中采取一些降温措施。改变活鱼的生存水温会引起强烈的应激反应。因此，在暂养期可以提前对鱼类进行冷驯化或者在水中添加低温保护液[17]，使鱼类慢慢适应低温环境，尽量减少温度急剧变化造成的有害应激反应[18]。在暂养过程中降温速率以0.5～3.0 ℃/h 为宜，避免活鱼因较大水温差而产生强烈应激[19]。

2.2 低温休眠技术

鱼类属于冷血动物，存在区分其生死的临界温度，由临界温度到结冰点的温度范围称为生态冰温区[20]。对于有水保活而言，适当降低水体温度（临界温度以上）可以降低鱼类呼吸频率和新陈代谢水平，延长其存活时间。对于无水保活而言，可以将水体温度降低至鱼类的生态冰温区使其处于休眠状态，然后在无水或者雾态下进行保活运输[4]。活鱼无水运输之前通常采用低温诱导使其休眠，这也是无水活运的关键环节之一。一般情况下，活鱼需要停食暂养24～ 48 h，然后进行缓慢梯度降温（速率为0.5～ 3.0 ℃/h），将水温降至运输所需要的温度，对于无水保活而言需要将水温降低至鱼类的生态冰温区，使活鱼进入休眠状态。适宜的降温速率对保持细胞的结构和功能是有利的，同时还能提高鱼类的存活率并保持肌肉品质[21-22]。缓慢梯度降温还可以使鱼类通过逐步冷驯化减少鱼类应激反应。无水保活时间受到冷驯化程度的影响，合适的冷驯化可以延长鱼类的保活时间和存活率[2]。

当鱼类进入休眠时，它们的呼吸频率和新陈代谢显著降低，基本没有活动行为，但仍保持活的状态，仅受强烈刺激时才产生缓慢应激反应。休眠可以减少鱼类在包装、装载和运输过程中产生的强烈应激，便于活鱼无水冷链物流[2]。采用低温休眠的鱼类，在运输过程中环境温度越接近结生态冰温零点，保活的时间越长。鱼类在进行无水生态冰温保活运输时，通常是封闭式运输系统，鱼在休眠状态时应调控运输空间内一定的湿度和一定浓度的氧气，以提高鱼类运输存活率[2]。湿度与氧气浓度因鱼的种类不同而有差异，但必须保证鱼体皮肤湿润，且满足最低耗氧量。

2.3 人工麻醉技术

在保活运输之前和流通过程中，用麻醉剂将活鱼麻醉，可以抑制鱼类对外界的反射和活动能力，降低其呼吸和代谢强度，并减少其应激反应，方便操作处理，能提高运输密度和存活率，并增加经济效益。活鱼运输的理想麻醉剂应该具有以下特点[23-25]：1）能够使活鱼快速麻醉（1～ 5 min），并能快速恢复（＜ 5 min）；2）具有水溶性，而且在鱼、人或环境中不残留；3）价格便宜，使用方便。目前，活鱼运输使用的化学麻醉剂和天然麻醉剂大概有40 余种，常用化学麻醉剂主要有间氨基苯甲酸乙酯甲磺酸盐（MS-222）和CO2等，天然麻醉剂主要有陆生植物提取物（如丁香油，主要成分是丁香酚）和海藻提取物[25]。

MS-222 具有易溶于水、麻醉时间短、复苏快等优点，10～ 40 mg/L 的浓度已被广泛应用于水产品麻醉流通中[26]。虽然MS-222 是被美国食品和药品管理局（FDA）批准使用的鱼用安全麻醉剂[27]，但是其对眼睛和神经具有一定的毒性，因此经MS-222 麻醉的食用鱼必须经过21 d 的药物消退期才可投入市场销售[28]。虽然CO2也是为一种化学麻醉剂，但不会在鱼体内残留，不会影响鱼类的口感与营养价值，并且对环境也没有影响。高浓度CO2通入水中可使活鱼因缓慢缺氧而逐渐进入麻醉状态。CO2麻醉法具有安全可靠、价格低廉、无药物消退期、无药物残留等优点，但麻醉和复苏时间相对较长，麻醉剂量不易控制[30]。目前，活鱼运输使用最多的麻醉剂是丁香油（主要成分是丁香酚），使用质量浓度通常为70～ 200 mg/L，它具有溶解性高、麻醉效果好、价格低、使用安全、易于管控等优点，但是它会对鱼的味道会产生影响[29]。

2.4 鱼类运输装备

鱼类运输装备是实现活鱼流通的关键，运输工具与活鱼流通成活率和成本都密切相关，而且直接影响活鱼的销售价格，选择合适的运输装备对于运输鱼类品种、运输距离及时间都是非常重要的[2]。现代化的活鱼运输专用车通常用集成制冷机组控制水体低温并设计有保温隔热措施，用制氧机或者液氧罐以微小气泡增加水体溶氧，用微生物或活性炭吸附净化水质、集成泡沫分离技术降低水体的CO2浓度和化学需氧量，用循环水泵实现箱内水体连续循环，使运输车具有自动控温、增氧、杀菌、过滤、循环等功能[5]。目前，中型或大型活鱼运输专用车用于长距离、大批量的活鱼运输，配备有增氧、制冷、加温、过滤等设备[31]；小型水产专用运输三轮车用于短距离、小批量的活鱼运输，主要配备有增氧设备；塑料袋、泡沫箱等包装运输主要用于同城配送[2]。随着冷链物流业的发展，循环水封闭式活鱼运输专用车以及无水保活运输专用车将是未来重点发展方向，虽然设备的一次性投资成本较高，但是活鱼运输效率高、成活率高。

2.5 无水包装技术

该技术主要是针对无水保活运输而言。无水包装是实现活鱼无水保活运输的关键环节之一，是保障高效运输的前提条件。无水保活运输就是将冷驯化后进入休眠状态的活鱼从暂养池中捞出来，进行无水包装（将活鱼装入专用无水运输盒或垫，放入塑料薄膜袋或泡沫箱等密闭容器中，然后再充入纯氧气后密封）[2]。活鱼无水包装与普通包装不同，需要向包装袋内充入纯氧然后密封。无水状态下活鱼对空气中氧气的吸收利用率比较低，充入纯氧的目的是保证鱼类正常呼吸代谢。无水包装材料主要有塑料薄膜袋、橡胶袋、无水运输垫、泡沫箱、聚苯乙烯箱等[2]。

2.6 环境控制技术

虽然活鱼经过暂养、休眠或麻醉处理降低了呼吸和代谢强度，但在运输过程中也必须维持其基本的生存环境，因为活鱼运输时间的长短和存活率的高低直接受到运输环境的影。

对有水保活运输来讲，运输环境主要是指水温、溶氧、水质、运输密度等[32-39]。一般情况下，当温差＞3 ℃时，鱼类会产生强烈应激反应，不利于运输[2]。因此，在运输过程中应保持相对稳定的水温。研究表明，夏季冷水性鱼类运输的适宜水温为6～8 ℃，暖水性鱼类为10～12 ℃；春秋两季冷水性鱼类运输的适宜水温为3～5 ℃，暖水性鱼类为5～6 ℃[2]。影响水质的因素主要有pH、氨氮、悬浮物、CO2、尿酸和尿素等[32-40]，这主要是由鱼的呼吸、代谢和体表黏液分泌而产生的废物所造成的，任何一个因素超标都会造成鱼类的死亡。在保活运输时，专用运输车上都配备有水循环过滤泵或吸附剂等可以除去鱼的代谢废物以达到净化水质的目的[41]。水体的溶氧量对鱼类的保活运输起着决定性作用[41-42]，在运输过程中必须供给充足的氧气才能保证较高的存活率。水体的溶氧量与运输密度成反比，运输密度增加会降低水中溶氧量。因此，在增加运输密度时必须采用增氧措施以满足增加溶氧要求[39-42]。开放式有水保活运输和循环水保活运输车，一般采用曝气式增加溶氧，常用的曝气方式有压缩气态氧、液态氧，搅拌器和供氧机等[10]，可根据运输距离进行合理选择。

影响无水保活运输环境的因素相对较少，主要有温度、湿度、氧气[2]。运输环境温度必须在鱼类生态冰温范围内，温度波动控制在0.3～1.0 ℃。运输环境湿度控制可以依靠加湿器实现。在运输前进行无水包装时通过充入一定量纯氧以保证运输过程中有充足的氧气供应。同时，无水保活运输还应采取防震减震措施来减少鱼体损伤或死亡。

2.7 运输监控技术

传统的活鱼运输策略和落后的运输工具不能对运输环境（水温、水质、溶氧、密度等）进行有效监测和控制，使得活鱼运输存活率偏低，制约了活鱼运输行业的发展。建立自动化、智能化运输过程环境精准监控系统是活鱼运输未来的发展方向，通过创新设计新型的运输装备，使运输环境得到有效监测和控制[2]。活鱼专用运输车同时配备自动监控系统，可以大大提高运输的可靠性、安全性。张小栓等[43-52]发明了一系列鱼类保活过程中环境因子、个体应激水平、温度、品质等自动化和智能化的监测与控制系统以及装备。这些发明专利的转化和应用将为活鱼运输过程中实时监测和控制提供技术支撑，也将积极推动活鱼运输产业的发展。

2.8 鱼类唤醒技术

“唤醒”是诱导休眠的逆过程，是指鱼类运输到目的地之后，先将休眠状态的鱼转入生态冰温范围区内的暂养池中，采用梯度升温使其慢慢恢复正常活动状态。“唤醒”技术的关键控制点是初始水温与升温速率[2]。初始水温主要却取决于鱼的种类及其生态冰温区，有研究发现，初始水温稍高于生态冰温可降低鱼类的应激，加速“唤醒”[2]。若初始水温与实际“唤醒”温度相差较大，则会降低复活率。升温速率也主要取决于鱼的种类，且升温过程速率调节复杂。张长峰等[53]研究了一些鱼类的“唤醒”技术，发现不同的初始温度，升温速率也不同；为降低鱼体应激，需采用梯度升温，即升高不同的温度采用不同的升温速率，具体表现为：当升温至-2～5 ℃时，适宜的升温速率为0.8～1.5℃/h；当升温至5～10 ℃时，适宜的升温速率为1.5～3 ℃/h；当升温至10～30 ℃时，适宜的升温速率为3～5 ℃/h。

3 鱼类保活运输技术存在的问题

保活运输是活鱼从养殖场进入消费者餐桌过程中的重要环节。对于养殖户或企业来讲，最关心的问题是如何提高运输量和成活率，降低运输成本，增加经济效益；对于消费者来讲，最关心的问题是如何保障保活运输鱼的安全性和高品质。为了满足养殖户、企业以及消费者的需求，国内外研究者长期对鱼类保活运输策略和关键技术等进行了大量研究，并取得了丰富科研成果，但仍然存在一些问题有待解决。

1）保活运输技术研究较多，基础研究相对较少。目前，国内外针对鱼类保活运输的研究，重点集中在暂养技术、低温休眠技术、人工麻醉技术、运输环境控制技术等[54-57]，研究相对比较简单，而对这些技术应用中鱼类的生理生化特征、应激响应和肌肉品质等变化规律和机制的研究相对较少，使得鱼类保活运输过程中无法找到精准目标进行监测和控制。

2）有水保活运输应用较多，无水保活应用较少。目前，市场上活鱼运输仍然以传统的有水保活运输为主，存在运输距离和时间短、运输量小、成活率低，运输成本高等缺点。为了克服这些缺点，一些商家在运输前或运输过程中，不合理使用药物或者使用违禁药物，给食品安全带来了隐患。无水保活运输具有运输量大、运输距离和时间长、安全性高等优点，但存在操作复杂、需要专用设备、投资成本大等缺点，由于对无水保活技术和基础理论的研究报道相对较少，技术还不够成熟，使得鱼类无水保活运输还未被广泛应用。

3）保活运输装备发展滞后，运输监控系统缺乏。目前，市场上短距离活鱼运输仍然以传统的运输装备如尼龙袋或聚乙烯袋、水箱、卡车、三轮车等为主，长距离活鱼运输有的采用传统的开放式活鱼运输车，有的采用现代化的活鱼专用运输车（配备有运输环境监测系统）。现代化的活鱼专用运输车一次性投资成本高，企业应用较少。近年来，虽然活鱼运输装备有了较好地发展，但运输过程中活鱼生存环境、活鱼品质的监控系统以及可追溯体系还比较缺乏。

4 鱼类保活运输技术未来的发展

随着活鱼消费量的增加和现代冷链物流以及电商模式的发展，鱼类保活运输技术也应与时俱进，逐步适应市场的发展，满足消费者对美好生活的需求。为了进一步提高我国活鱼运输产业的规范化和高质量发展，笔者对鱼类保活运输技术未来的发展提出以下几点建议。

1）加强鱼类应激响应基础理论研究，完善优化保活运输技术。鱼类在运输过程中会受到温度、密度、振动、水质等因素的胁迫，产生应激反应，从而影响其血液生化指标和免免疫功能，同时还会影响肌肉品质。因此，应加强各种鱼类品种在运输过程中应激诱发因素和产生应激后血液生化指标、肌肉品质等的变化规律和机制研究，研制相应生化指标和品质指标的传感器，为监测和控制运输过程和鱼类品质提供理论基础，从而完善和优化保活运输工艺技术。

2）开发天然绿色安全高效的麻醉剂，保障消费者食用安全性。目前，活鱼运输常用的麻醉剂是MS-222、丁香油和CO2。MS-222 是化学麻醉剂，存在安全隐患；丁香油虽然是天然麻醉剂，但对鱼的风味有影响；CO2存在剂量难控制、麻醉和唤醒时间长等缺点。未来对环境友好、麻醉和唤醒时间短、成本低、对鱼肉品质无负面影响、安全性高的天然麻醉剂将是重点可开发对象。有研究表明，来自陆生植物和水生植物的提取物可能是天然绿色安全高效麻醉剂的来源[25]。

3）研发活鱼运输装备及其监控系统，实现监控自动化智能化。为了推动我国活鱼运输产业的高质量发展和满足消费者高品质生活的需求，未来应加强研制活鱼仿生态冷链运输装备，并配备完善的温度、水质、溶氧、肌肉品质等实时动态监测系统和产品可追溯系统，通过无线网络实现活鱼运输、储藏、销售全过程的质量安全精准监测和控制；另外加快科技创新，努力降低制造成本，为鱼类安全优质流通提供硬件和软件支撑。同时，在新型电子商务模式下，还要加强与终端销售的大型电商集团进行深度合作，优化活鱼配送工艺技术，解决活鱼运输在“最后一公里”的保活和品质问题。

4）制定活鱼运输行业相关规范标准，推动行业规范化标准化。虽然目前已有的一些活鱼运输的规范和标准，例如《GB/T 27638-2011 活鱼运输技术规范》等，尚不能满足活鱼运输产业的需要。鱼的种类繁多，保活运输工艺复杂，需要针对不同种类的鱼，对活运前处理、运输过程、运输设备（包括监控系统）等制定操作规范或标准，推动活鱼运输行业的规范化和标准化。