南美白对虾质量安全与营养品质动态研究

徐锦华，乔璐，杨臻，刘璐，孙慧武，穆迎春

(中国水产科学研究院 北京 100141)

食品质量安全与营养品质学科是农业科学的新型学科，同时也是社会公共学科与食品科学的交叉学科，是研究食品安全、营养品质与人体健康关系的一门学科[1-2]。随着社会的不断发展进步，人类生活水平的不断提高及科学技术的日益发展，推动了食品质量安全与营养品质学科的发展，人们对食品安全与营养的持续关注为食品质量安全与营养品质学科提供了巨大的发展空间[3]。人们对食品的需求从吃饱、吃好向吃出健康的趋势发展。

南美白对虾(Penaeusvannamei)是目前世界上最重要的经济虾类之一。作为一种重要的水产品，南美白对虾具有高蛋白、低脂肪的特点，含有人体必需的8种必需氨基酸和2种半必需氨基酸，属于优质蛋白源范畴。与此同时，南美白对虾富含有益于人体的多种维生素及钙、铁、锌、硒等矿物质[4]。

根据联合国粮食及农业组织(FAO)发布的数据显示，2017年全球共有38个国家和地区养殖南美白对虾，养殖总产量为446.80万t，较2010年全球产量增长68.60%，在甲壳类养殖总产量中占比最高，2017年达29.00%。中国、印度、印度尼西亚、厄瓜多尔、越南、泰国等是养殖南美白对虾的主要国家，中国养殖产量居世界首位[4]。根据《2020中国渔业统计年鉴》统计，2019年全国南美白对虾养殖总产量为1 815 550 t，比上年增长3.14%。其中海水养殖1 144 370 t，增长2.40%，占海水养殖虾类78.90%，淡水养殖671 180 t，增长4.41%，占淡水养殖虾类21.30%[5]。

中国南美白对虾生产的区域分布，表现为“广泛性+集中性”的典型特征。从广泛性来看，淡水养殖分布在除西藏、青海、吉林、北京等少数地区之外的27个省份；海水养殖除上海之外，其他沿海省份皆有分布。从集中性来看，南美白对虾淡水养殖主产区集中在广东、江苏、福建、浙江、山东、天津6省市，产量占全国比重接近90.00%；海水养殖主产区为广东、广西、福建、海南、山东5省，产量占全国90.00%以上[6]。本研究通过对2015—2020年南美白对虾质量安全与营养品质学科主要研究机构、文献、专利及标准发布等情况进行统计和分析，明确南美白对虾质量安全与营养品质学科研究现状、发展状况和趋势以及今后需重点关注的领域，为科研人员了解基础研究方向提供参考。

1 国内外南美白对虾研究热点

1.1 国外主要研究机构及项目

国际上对南美白对虾质量安全与营养评价的科研课题多为国家农业部/科技厅资助项目或研究机构直接资助，研究国家覆盖美国、日本、韩国、荷兰、巴西、墨西哥、印度、泰国、越南、伊朗等。近5年国际上针对南美白对虾的研究发表学术论文700篇左右，其中质量安全与营养评价的研究文献不足10.0%；近5年国际上各国发布的南美白对虾质量安全与营养评价相关的国家标准和行业标准较少；近5年南美白对虾授权的专利多为养殖方面的研究，未涉及南美白对虾质量安全与营养评价。国际上南美白对虾质量安全与营养评价的主要研究机构及研究内容见表1。

表1 国际上南美白对虾质量安全与营养评价主要研究机构及研究内容Tab.1 Main international research institutions and research contents of quality, safety and nutritional evaluation of Penaeus vannamei

续表1,Tab.1 Continued

1.2 国内主要研究机构及项目

涉及南美白对虾质量安全与营养评价的科研课题100余项，覆盖自然科学基金、国家重点研发计划、国家科技支撑计划、国家高技术研究发展计划、现代农业产业技术体系建设专项以及各省级项目。近5年共发表学术论文1 000篇以上，其中涉及南美白对虾质量安全和营养评价相关的研究文献200篇左右；授权南美白对虾相关的发明专利/实用新型专利200余项，其中内容多为南美白对虾育种、种虾运输、养殖、养殖尾水处理以及饲料包装等，涉及南美白对虾质量安全与营养评价的不足1.00%；国内南美白对虾质量安全与营养评价的主要研究机构及研究内容见下表2。

表2 国内南美白对虾质量安全与营养评价主要研究机构及研究内容Tab.2 Main domestic research institutions and research contents of quality, safety and nutritional evaluation of Penaeus vannamei

2 学科研究动态分析

2.1 国外学科研究动态

2.1.1 文献检索分析

设置Penaeusvannamei和detection、standard、risk assessment、authentication、nutritional quality等关键词进行文献检索，发现近5年国际上关于南美白对虾质量安全发表的文献多为生物危害检测，包括能够引起南美白对虾发病的细菌(如副溶血弧菌)检测[44]、南美白对虾可能感染的病毒(如白斑综合征病毒、桃拉病毒、传染性皮下及造血组织坏死病毒、对虾杆状病毒)检测及南美白对虾常见的寄生虫(如肝肠胞虫)检测，此外还覆盖了重金属污染物检测与风险评估，其中多重实时PCR技术成为研究热点；南美白对虾营养评价相关的文献多为不同营养水平饲料对南美白对虾生长性能、健康状况、血液参数、肠道微生物群落、免疫生理、抗病毒感染的影响，少数文献(不足5%)研究内容为南美白对虾营养品质评价或流通过程中对虾品质变化。

2.1.2 国际标准查询

梳理国际标准化组织(ISO)、国际食品法典委员会(CAC)、FAO国际食品数据系统网络(FAO INFOODS)等国际组织关于食品品质评价、分等分级的技术文件、数据库等，ISO关于食用农产品具有完善的标准体系,但缺乏南美白对虾相关标准；梳理EU/EC欧盟发布的指令条例及法规，欧盟对肉类、奶类、蛋类的分类评级标准多侧重于外观等品质，而非质量安全或营养成分，且未有针对南美白对虾的相关标准发布；梳理澳大利亚发布的食品标准，已有小麦等级标准和肉类等级标准，但并未发布南美白对虾等级标准；梳理日本涉及食品管理的法律法规，包括《食品、农业和农村基本法》、《食品安全基本法》、《关于农林物质的规格化及品质表示的正确化法规》(农业标准化法，即JAS法)、《食品卫生法》、《食品标识基准》，并梳理JAS规格化标准和JAS认证与标识，农产品营养品质相关的食品标准和认证体系较为完善，但缺乏南美白对虾品质相关的标准与认证。通过系统的查询及梳理CAC、EU/EC欧盟指令条例、日本JAS标准和认证、澳大利亚新标准等，发现近年来国际上未发布对虾质量安全与营养评价相关的标准、认证。

2.2 国内学科研究动态

2.2.1 文献检索分析

设置南美白对虾和检测、标准、营养、风险评估、品质等关键词进行检索，发现近5年国内关于南美白对虾发表的文献中涉及营养评价的较多，其中包括贮藏过程中南美白对虾品质变化、蛋白质变化、酚氧化酶活性变化、生物胺、脂质组学分析及过敏原活性变化等方面的研究。目前关于南美白对虾生物毒素、持久性有机污染物、有害重金属元素、农兽药残留等质量安全方面的研究尚不足，相关技术指标难以满足中国产业监管需求及国际技术壁垒要求，缺乏必要的高灵敏检测技术，应该通过国际方法比对，建立国家、行业等技术标准，为中国南美白对虾质量安全监管、科学研究及潜在危害物风险的识别提供扎实的技术基础。

2.2.2 南美白对虾专利情况

以“南美白对虾”为关键词，共检索到授权发明专利/实用新型专利200余项，其中专利申请内容方面以养殖技术、养殖装备、疾病防控、饲料营养及种苗工程等方向为主。养殖方式涉及传统池塘、各类新型池塘等；养殖装备侧重在网箱、养殖整个流程可能涉及到的装备、装置改进等方面；苗种培育多围绕亲虾培育、孵化等环节。涉及南美白对虾产品加工工艺及产品分等分级等环节的专利数不足1%，由此造成专利覆盖范围小、容易被规避等问题，目前存在的普遍问题仍为专利转化率偏低。为了适应现代渔业的发展需求，须在提升南美白对虾产量的同时更注重生态保护、绿色发展技术和水产品品质的提升方面的技术研发和专利布局。

2.2.3 南美白对虾标准情况

依托“食典通”数据库，以“南美白对虾”为关键词对南美白对虾相关标准进行检索，检索截至日期为2020年11月22日。共检索到标准20条，其中现行有效的11条，已经废止的为9条。其中仅有1条为国家标准，3条为原农业部牵头制订的水产行业标准，其余7条均为省级部门牵头制订的地方标准。可见，中国现行的南美白对虾相关的国家标准存在数量少、覆盖面窄、类型单一等问题，在数量和质量上存在较大的结构性缺失。中国关于南美白对虾的基础研究工作相对薄弱、标准体系建设相对滞后，因此，应当着眼于南美白对虾养殖产业健康可持续发展，围绕南美白对虾养殖水质、种质资源、饵料、病害防治、产品加工及产地溯源等环节，加快构建南美白对虾绿色养殖标准体系。

2.3 国内外学科研究动态分析

近年来国内外针对南美白对虾质量安全与营养评价方面的基础研究较多，主要聚焦于南美白对虾急性肝胰腺坏死病的分子检测[10]、白斑综合征病毒暴露下的南美白对虾对副溶血性弧菌的易感性增加[45]。目前药物残留检测、生物毒素检测、危害因子风险评估及营养品质评价与分等分级研究较少。南美白对虾质量安全与营养品质问题是影响其国际竞争力的关键因素，应构建南美白对虾质量安全与营养品质指标体系，制定质量安全与营养品质标准，加强南美白对虾研究体系建设。加快推进相关标准与国际接轨，提高南美白对虾国际竞争力，应加强南美白对虾相关标准的制修订，提升国际市场风险的主动防控能力。

2.4 学科研究关键词分析

分析南美白对虾质量安全与营养评价论文中关键词的变化可以从侧面反映出该学科研究发展的趋势，通过关键词的统计关联得到高频词，利用高频词汇归纳研究热点，有助于科研工作者快速掌握科研动态[2]。基于2015—2020年中国知网数据库收录的文献，依据相关度得到50个与“南美白对虾”相关的关键词，图1表明了这些关键词的学术论文增长情况。对关键词进行剔除处理后，得到“池塘养殖”“生长性能”“品质变化”和“保鲜”等作为主题检索词或者研究对象的高频关键词。“肠道菌群”“肌原纤维蛋白”和“预制南美白对虾”是近年来较受关注的研究方向。

表3 中国发布的南美白对虾相关标准状况Tab.3 Relevant standards status of Penaeus vannamei set by China

图1 2015—2020年南美白对虾质量安全与营养品质学科关键词研究热点分析Fig.1Research hotspot analysis for subject keywords of quality safety and nutritional quality of Penaeus vannamei from 2015 to 2020

3 结论与展望

经过多年发展，中国水产品质量安全科技创新体系不断完善。近年来国际上发表文献多为生物危害检测，包括能够引起南美白对虾发病的细菌检测、南美白对虾可能感染的病毒检测及南美白对虾常见寄生虫检测，此外还覆盖了重金属污染物检测与风险评估，但缺乏药物残留检测、生物毒素检测、营养品质评价与分等分级研究，且缺乏南美白对虾质量安全与营养品质相关标准。国内近年来关于南美白对虾发表的文献多围绕贮藏过程中南美白对虾品质变化等方面的研究，缺乏药物残留检测、生物毒素检测、重金属和持久性有机污染物检测等研究，且现行的南美白对虾相关国家标准数量少、覆盖面窄，基础研究与标准体系不足。发达国家在保障本国南美白对虾产业良性发展的同时，更对中国的南美白对虾质量安全管控体系设立了多重技术壁垒。南美白对虾质量安全与营养品质问题是影响其国际竞争力的关键因素，中国应构建南美白对虾质量安全与营养品质指标体系，制定相关标准，加强南美白对虾研究体系建设，主要从以下几方面开展工作。

3.1 高效精准快速检测分析

高效精准检测分析技术是水产品质量安全问题管控的主要抓手。重金属、农兽药、持久性有机污染物及致病性微生物等危害因子已成为限制世界各国南美白对虾产业发展和危害消费者安全的重要因素。中国已基本搭建了涵盖主要重金属、农兽药、持久性有机污染物及致病性微生物等危害因子精准定量检测分析平台。但是，精准定量方法对设备要求和人员操作水平要求较高，前处理复杂、耗时较长。中国是南美白对虾养殖生产大国，在生产过程中及时发现并控制养殖南美白对虾中存在的安全隐患是最大限度保证产品质量安全的前提。因此，亟需研究快速检测技术，研发便携式快速检测装备，构建现场快速检测和筛查技术及可视化技术体系，为南美白对虾质量安全保障体系提供技术保障。

3.2 营养品质鉴定评价

营养和品质是“小质量安全”到“大质量安全”转变的重要一环，也是现阶段中国南美白对虾提质增效的“真空地带”。南美白对虾营养品质的形成与产地环境、养殖方式及加工方式等因素密切相关。中国南美白对虾营养品质研究相对缺乏，基础研究数据碎片化严重，应从外观、营养价值、口感、卫生状况和功效因子等方面加强对南美白对虾营养品质系统评价。同时，通过改良养殖方式来提高南美白对虾养殖产品的营养品质，加强分子生物学、物理和化学手段来解决以次充好南美白虾的品牌来源鉴别，依托生化与生理技术进行南美白对虾的活性天然成分等研究，加强中国南美白对虾营养品质鉴定评价。

3.3 风险形成及评估

风险形成及评估是实施标准制定和风险预警的技术理论基础，也是科学实现南美白对虾质量安全体系建设亟需解决的核心问题。中国目前南美白对虾质量安全基础数据积累片段化问题显著，研究方法论和基础理论缺失，影响了对南美白对虾的相关风险评估。从危害物和区域性来看，仍未能形成完整的研究链条，对南美白对虾中复合污染问题关注不够且还未深入环境中危害物耦合效应。此外，抗性基因、微塑料等新形态危害物的关注度还不高，造成对于未来国际壁垒的应对能力储备不足。因此，有必要研究构建精准识别产业链中风险发生关键环节的技术，探明南美白对虾质量安全形成的基本生物学规律及调控机制，设立优控风险名单，为风险评估提供保障。

3.4 基于区块链的水产品质量安全预警技术研究

针对南美白对虾中各种风险隐患，建立危害因素风险评估数据库和监测数据分析系统，应用区块链技术、神经网络、时间序列等方法开展南美白对虾质量安全预警方法的研究，研究设计质量安全预警指标体系，建立质量安全预警系统。研究国内外水产品质量标准体系、技术法规的构架等，结合中国南美白对虾的实际情况，基于风险评估的原则进行标准和技术的研究和创制，构建中国南美白对虾基于区块链的质量安全追溯预警技术标准体系，促进产业健康可持续发展。