贝类保活流通技术研究现状与展望

欧阳杰，陈文秀，沈建*

(1.中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，国家水产品加工装备研发分中心，农业农村部远洋渔船与装备重点实验室，上海 200092；2.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)

中国是全球贝类生产第一大国，2019年，贝类生产总产量约1 519.61万t，占渔业总产量的24.26%，是产量最大的大宗水产品之一[1]。贝类肉质肥美、富含营养、拥有较高的经济价值，深受消费者的喜爱。贝类由于本身携带的细菌比较多，死亡后体内的细菌大量繁殖，导致贝类腐败变质，影响食用安全；同时其所含的呈味氨基酸分解，影响口感和风味；不饱和脂肪酸也容易氧化酸败，产生胺类物质,对人体健康造成威胁。因此，长期以来，形成了贝类活体流通与消费的习惯[2]。贝类保活流通是保障鲜活贝类供应必不可少的环节，在保活流通过程中，不同的保活运输方式对贝类保活的效果不同，同时保活流通环境水体稳定性、温度、溶氧和时间等变化的刺激，也会引起贝类风味和品质变化[3]。本研究系统的介绍了目前常用的保活运输技术、贝类保活过程中的品质变化及影响因素、品质调控手段，对贝类保活流通及品质调控的发展趋势进行了展望，旨在为实现贝类高品质保活流通提供理论基础与技术支撑。

1 贝类保活流通技术

贝类保活流通可分为有水保活和无水保活两种[4]，目前应用范围较广的方法主要有生态冰温保活法、低温保活法、模拟生态保活法、低温充氧法以及麻醉保活法。

1.1 生态冰温保活

生态冰温是指从生态冰温零度到结冰点的这段温度范围[5]，无水生态冰温保活法是控制运输温度维持在生态冰温范围内的保活运输方法。在进行生态冰温运输前，将贝类根据种类、生活习性进行分类暂养，确定各种贝类的生态冰温区。确定生态冰温后，不耐寒的贝类可经过“冷驯化”降温至临界温度[6]。冷驯化即将水温降低至贝类临界温度，通过梯度降温的方式缓慢降温，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活贝的结冰点，经过低温驯化的贝类可在比原临界温度低的温度下保持冬眠状态继续存活[7]，降温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[8]，采用缓慢梯度降温法，可减少贝类的低温应激。“唤醒”是指将运至目的地并还处于休眠状态下的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贝类苏醒。这一过程的关键点在于暂养池内的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，易导致活贝温度不适，唤醒率降低[9]。

1.2 模拟生态保活

模拟保活是依据贝类的生存环境及习性，在保活运输装置中调节运输环境的水况、温度和盐度等条件，使其接近贝类的生存环境，从而模拟各种贝类的生长环境进行保活运输。王志松等[10]模拟生态条件对魁蚶(Scapharcabroughtonii)的研究发现，其在近似静水中、饵料含量适宜、水温不超过28 ℃的近似生长环境的条件下生长良好，而风浪大 (水流波动大)、水温超过28 ℃的条件下容易导致死亡，且死亡率较高。贝类在模拟保活时需根据生长条件确定不同的运输环境，在运输过程中条件控制较复杂，运输成本较高。

1.3 低温保活

在保活过程中，随温度的上升贝类新陈代谢加快，其耗氧率和排氨量均增加，运输环境氧气含量下降加快，最终导致贝类因氧气不足而窒息死亡，而采用低温条件运输可降低贝类的活动能力、新陈代谢速率和氧气的消耗，同时可以避免应激反应，降低死亡率，提高保活效果[11]。

低温保活与生态冰温保活都是通过控制运输环境维持低温状态的保活技术。两者的区别在于生态冰温保活法需将温度调至贝类的冰温状态，使贝类进入深度休眠；低温保活是将温度根据不同贝类的生活习性降低至一定区间，此温度区间通常高于生态冰温，使贝类进入休眠或者半休眠状态。不同的贝类对低温保活的温度要求各不相同，王学娟等[12]研究波纹巴非蛤(Paphiaundulata)在低温保活时将温度维持在15 ℃，可达到较好的保活效果；文蛤(Meretrixmeretrix)在1～2 ℃的水温下保活效果相对较好，随着温度的升高，存活率明显下降[13]。

1.4 低温充氧保活

低温充氧保活是在低温保活技术的基础上，适当给以氧气补充，保证贝类在运输过程中呼吸代谢正常。溶氧量是影响贝类存活率的重要因素之一，在高密度、长时间、远距离的保活运输过程中要保持充足的氧气供给，才能保证较高的存活率[14]。

在低温充氧保活运输时，水温较低，有利于提高氧气的溶解度。当贝类处于应激状态时，会加速氧气消耗，为保证贝类能够获得足够的氧气，需要连续向水中充氧，目前常用的充氧方法有曝气和包装充氧两种。曝气是指利用机械搅动或充气等方法增加水与氧气接触，从而增加溶氧或散出水中溶解性气体和挥发性物质的过程。包装充氧是在尼龙袋或橡胶袋内，按相应比例将贝类、水、氧气放入，然后密封运输。进行运输时按照运输距离、运输时长选择适当的曝气方式[15-16]。

1.5 麻醉保活

麻醉保活法是根据水产品的生理特性，在进行保活运输前，使用无毒或低毒的镇静药物抑制其中枢神经，使其暂时性的失去知觉和反射功能，从而降低生理代谢强度，提高存活率[17]。在保活运输过程中常用物理麻醉或者药物麻醉剂进行麻醉处理，降低其生理代谢活动，避免过度的应激反应导致外部损伤。目前麻醉法主要用于鱼虾类的保活运输，最常用于水产品保活运输的麻醉剂有间氨基苯甲酸乙酯甲磺酸盐(MS-222)、三氯乙醛和丁香酚等[18]。保活运输过程中使用麻醉剂可大幅提高存活率，且运输成本低，经济效益高。无水保活运输时使用化学药剂麻醉具有一定的危险性，因此常用一定浓度CO2作为麻醉剂来进行麻醉。贝类产品活动量较小，不能及时将化学麻醉药剂通过生理反应代谢排出，易造成体内残留，引起食品安全问题，因此，贝类保活中较少运用麻醉保活的方法[19]。

2 贝类保活流通过程中的品质变化及影响因素

2.1 贝类保活流通过程中的品质变化

鱼类在保活运输过程中，由于受环境变化和外界刺激等影响，会引起应激反应等一系列变化，由此引起部分机能和代谢的改变[20]。贝类和鱼类相似，运输过程中会致使其机体发生生理变化，生理平衡被破坏，引起机体内成分含量异常，导致贝类呼吸频率增加，大量消耗糖原、粗脂肪等能源物质，造成营养物质和呈味物质的流失，以及非愉悦性物质的产生，最终导致贝类风味和口感的劣变[21-22]。

2.1.1 外部物理损伤

受到激烈的外界刺激时，会引发贝类躁动不安、开合外壳呼吸频率增加，产生逃避行为，逃避行为造成贝类之间发生碰撞，外壳具有刺突的贝类相互之间刺伤贝肉，产生机械外伤；不同的贝类外壳机械硬度不同，负荷重量范围不同，在运输过程中，为提高运输效率，超密度运输的情况时有发生。贝类堆积严重时，外壳较薄的贝类不能负担超负荷堆积重量，造成堆积底部的贝类外壳破碎、压迫机体，甚至导致贝类挤压死亡。

2.1.2 内部生化反应

机械刺激会导致甲壳类呼吸速率[23]以及血糖发生变化[24]。糖原是许多组织能量代谢的必需能源，对维持贝类正常生命活动有重要的作用，在保活运输期间，由于贝类停止摄食，需要分解糖原为机体提供能量，因此糖原的变化情况是反映贝类生理状态的重要指标[25]。有水保活运输和无水保活运输对贝类引起的应激反应程度不同，对糖原含量变化的影响也不同。杨婷婷等[2]对虾夷扇贝(Mizuhopectenyessoensis)保活流通中品质变化的研究表明，在有水保活运输中，扇贝的糖原消耗量高于无水保活运输，其原因是有水运输过程中，外界运输环境的复杂多变性容易造成急性的颠簸震动刺激，引起贝类的急性应激，进而贝类逃避行为产生的运动量需要大量的能源维持，此时糖原被大量消耗；无水运输能够避免运输中水体的晃动，降低应激反应造成的糖原消耗。

乳酸是机体无氧代谢的产物，同时可作为肝脏中合成葡萄糖和糖原的底物。应激后有氧呼吸能量供应不足而肌肉的无氧代谢增强是导致血浆乳酸浓度升高的主要原因[26]。大多数水产品力竭性运动后的典型特征是乳酸浓度迅速上升并到达峰值，乳酸峰值水平是衡量无氧代谢能力的重要指标[27-28]。贝类保活流通过程中，作为贝类无氧呼吸的产物，乳酸含量初期呈现先急剧上升而后缓慢下降的趋势，主要是因为进入低温无水保活环境初期需要适应低温环境，相对较大的温差，导致无氧呼吸加强，产生大量乳酸。贮藏时，贝类的排泄系统受阻，也会导致乳酸的大量堆积。保活后期随着新陈代谢的减弱，能量消耗减小，无氧呼吸同时降低，乳酸含量有所下降[29]。

随着保活时间的延长，粗脂肪含量呈逐渐下降趋势[30]。贝类在保活过程中，维持正常的生命体征需要不断的能量供应，而在运输环境中贝类无法摄食，在糖原物质被消耗后，脂肪作为储备能量物质被消耗，进一步影响贝类的感官品质。

2.2 引起品质变化的主要因素

根据应激的程度、持续时间的不同，保活运输过程中引起贝类应激反应的应激源可大致分为急性应激源和慢性应激源，急性应激源如运输车辆以及运输路况的复杂性造成的颠簸震动、挤压以及急性温度变化等胁迫性应激刺激；慢性应激源如贝类所处运输环境的氨氮含量、湿度等因素[31-32]。

2.2.1 震动、挤压胁迫

震动胁迫和挤压胁迫是水产品保活运输过程中常见的应激源。运输过程中，运输工具会因为外界环境等因素，不可避免的产生颠簸，引起水体的振动。王文博[33]在研究环境胁迫对鱼体非特异性免疫的影响实验中发现，鲫(Carassiusauratusauratus)在受到震动刺激后血液皮质醇水平显著升高，血液溶菌酶水平也得到提高；Demer 等[34]在虹鳟(Oncorhynchusmykiss)的振动胁迫实验中也得到相似结论，进一步说明鱼体在振动刺激下产生应激反应；Eva等[35]研究挤压胁迫中大西洋鲑(Salmosalar)的肌肉和血浆蛋白的变化，发现挤压胁迫对鲑体内的组织代谢产生一定的影响；在贝类的保活运输中，震动、挤压胁迫同其他环境胁迫一样，会导致神经内分泌活动的变化，影响到生理、生化和免疫反应的变化，会引起机体焦躁运动，产生堆积挤压导致的壳体破碎等激烈外部损伤，甚至导致压迫死亡。

2.2.2 温度胁迫

温度胁迫是影响水产品正常生理机能的主要因素之一。低温运输是指通过降低水体和贝类机体的温度以达到缓解运输应激的目的，低温环境下显著降低贝类的新陈代谢速率和耗氧量，从而抑制了氨类物质、二氧化碳等代谢产物的生成，并且低温环境下贝类进入休眠或者半休眠状态，活动量较少，可减少碰撞和摩擦，避免激烈应激反应的产生。但贝类所处的环境温度产生较大梯度的温度骤降时，将会引起贝类的温度应激反应，为了适应环境温度的变化，维持机体温度的正常水平，贝类短时间内将进行大量的产能活动，大量消耗糖原等储能物质，造成营养和呈味物质损失，影响贝类的口感[36-38]。

2.2.3 氨氮胁迫

在运输环节中，水体中的氨氮是主要的环境胁迫因子，主要来源于贝类的排泄物。运输水体中的氨氮主要以非离子氨 (或称游离氨NH3) 和离子氨 (NH4+) 的形式存在，两者的存在受水体 pH、温度、溶解氧等因素影响。氨的毒性主要来源于非离子氨，离子氨无毒或毒性很小[39]。非离子氨不带电荷，半径小，更易透过脂质性生物膜的疏水性微孔进入生物体内，造成生物体氨中毒。水体在运输过程中，由于排泄物不能及时清除，氨氮持续累积，含量逐渐升高。高浓度的氨氮胁迫会破坏渗透平衡，引起组织器官病变，降低机体免疫力，严重时造成机体衰竭而死。栗志民等[40]研究认为马氏珠母贝(Pinctada martensi)的血细胞密度随氨氮浓度的增加呈下降趋势，血清SOD 活性随氨氮浓度的增加而明显下降，从而影响贝类的成活率；谭春明等[41]研究表明氨氮浓度越大,其毒性作用越强,东风螺(Babylonia lutosa)死亡率越高。

3 贝类保活流通过程中品质保持的主要措施

3.1 药物缓解调节

利用药物缓解运输应激反应是运输过程中广泛采用的有效手段。常用的药物主要有免疫增强剂类、麻醉以及镇静药物等。水产免疫增强剂有五类，分别是：人工合成免疫增强剂、维生素类、动植物提取物类、微生物类及微量元素类。这几类免疫增强剂主要是添加到饲料中，摄食后在机体内发挥作用，增强鱼贝类的抗应激能力。郝丽娟等[31]在饲料中添加维生素C能显著提高牙鲆仔鱼高温应激后存活率，增强鱼体抵抗运输应激的能力。除此之外，饲料中添加动植物提取物、微生物和微量元素等都可以增强抗应激胁迫能力。麻醉以及镇静药物主要有MS-222、丁香酚、苯唑卡因等，主要用于大型鱼类的麻醉[42]，其中以MS-222应用最为广泛。麻醉、镇静类药物主要是降低代谢水平和对应激的敏感度，在运输、疾病治疗、科研方面应用广泛，以缓解操作刺激引起的应激反应，减小对机体的损伤。在贝类的保活运输中，使用麻醉镇定药物时，不易确定麻醉剂的使用浓度以及贝类在某一浓度下是否已被麻醉，或者已被高浓度的麻醉剂麻醉过渡导致死亡；而且此类药物使用后，往往需要一定休药期以排出体内残留药物。由于贝类活动量较少，药剂代谢速度缓慢，此类药物在贝类商业运输中运用较少。

3.2 低温休眠

温度是影响水产品正常生理机能的重要因素之一。低温运输是指通过降低水体和贝类温度以达到缓解运输应激的目的，因为低温环境下鱼体的新陈代谢速率和耗氧量显著降低，从而抑制了氨氮、二氧化碳等代谢产物的生成和微生物的生长，并且低温环境下贝类活动量减少，减少碰撞和摩擦，避免疾病感染和应激反应的产生[43]。低温环境可以在一定程度上降低机体的应激敏感度[44]。低温运输前要进行梯度低温驯化，不适当的低温驯化会造成贝类死亡。随着保活时间的延长，糖原含量的下降会减低贝类的感官品质，采用低温无水保活工艺，可以延长贝类存活期的同时，降低糖原的损耗，营养损失最低，是目前贝类保活的良好方法。

3.3 充氧保湿

溶氧量的调节是无水低温保活运输的关键点之一。运输过程中，氧气缺失导致贝类有氧代谢受到限制，机体被迫进行无氧代谢，乳酸大量积累，影响贝肉的口感，乳酸含量累积达到极限则会引起贝类死亡。在运输过程实施增氧措施，可大幅缓解贝类呼吸氧气不充足的状况，减少乳酸等无氧代谢产物的积累，保证运输品质。采用有水保活运输，可以避免无水保活过程中环境水分缺失引起的贝类水分流失以及贝类体液流失，在水的保护下，可以保持保活温度的恒定，避免温度波动；但持续的水体振动会导致贝类能源物质大量损耗，导致贝类生理状态下降，同时运输过程需要携带大量海水，降低了运输效率，增加了运输经济成本；而在无水保活运输中增设喷淋设备等保湿措施，既可有效缓解无水干运水分散失的状况，又能避免贝类能源物质大量损耗，维持贝类较好的生理状态，保证贝类口感，提高运输效果[45-47]。

3.4 防压减震

为避免在贝类的保活运输过程中造成严重的内外部机械损伤，在采取有水保活运输时，应在运输箱底部增加防震减震材料，尽量减少运输车辆晃动以及路况复杂颠簸造成的水体晃动，而达到减少外界震动、拥挤引起的贝类应激反应的效果；并且要注意水体和贝类之间的比例，不能为提高运输量而大量增加贝类运输数量，避免运输空间拥挤导致贝类相互挤压。无水运输在运输箱内叠放贝类时，要注意叠放密度，避免叠放较多，对底层贝类造成堆积压迫，从而减少外壳裂缝缺损以及碎壳等机械性损伤，尽量采用底面积大的运输箱，适当叠放，进而缓解保活运输产生的应激反应，达到较好的保活运输效果。

4 结论与展望

近年来，贝类保活流通与品质调控技术取得了较快发展，贝类品质和安全进一步提升。

但在保活流通与品质调控过程中还存在冷链物流不完善、标准化程度低、品质劣变严重及物流损耗、能耗和成本过高等问题。随着人们生活水平的提高，消费者对贝类等水产品的要求逐渐向鲜活卫生、营养美味、健康安全转变，贝类采捕后的保活流通与品质保持是保障贝类品质与安全的关键，已经成为贝类供应链不可或缺的环节，重要性日益凸显。未来的贝类保活流通与品质保持将向以下几方面发展：

一是保活流通将与智能冷链物流技术密切结合，通过构建完整的冷链物流体系，实时监测保活流通过程中的状态与参数，并根据需要及时进行调控；同时通过建立追溯平台，实现贝类保活流通的全过程追溯，保障产品的质量与安全。二是结合国家节能减排战略，提高运输效能将是贝类保活运输未来的研究重点，节水运输、无水运输将是主要的发展趋势。三是贝类品质保持朝规模化、工厂化方向发展。为了提升贝类的品质，在贝类产地和大型集散地建设品质保持车间，解决贝类净化后流通过程中贝类品质和风味劣变的问题。四是保活流通与品质保持装备将朝多功能、智能化方向发展，结合保活工艺需求，开发适合中国贝类消费特点的保活流通装备。