魚貝類生態(tài)冰溫?zé)o水活運(yùn)研究進(jìn)展

張玉晗謝 晶

（上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)中心，上海201306）

水產(chǎn)品加工

魚貝類生態(tài)冰溫?zé)o水活運(yùn)研究進(jìn)展

張玉晗，謝 晶

（上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海水產(chǎn)品加工及貯藏工程技術(shù)中心，上海201306）

隨著市場(chǎng)對(duì)鮮活魚貝類需求的加劇，保活運(yùn)輸技術(shù)的研究成為熱點(diǎn)。低溫可使魚貝類呼吸減弱、新陳代謝降低，進(jìn)入“冬眠”狀態(tài)，便于無(wú)水?；钸\(yùn)輸。魚貝類生態(tài)冰溫?zé)o水活運(yùn)的關(guān)鍵工藝包括生態(tài)冰溫的確定、梯度降溫、貯運(yùn)環(huán)境、喚醒。本文主要介紹了生態(tài)冰溫原理、技術(shù)特點(diǎn)以及一些關(guān)鍵工藝方法，分析了魚貝類生態(tài)冰溫?zé)o水活運(yùn)過(guò)程中需要注意的技術(shù)點(diǎn)，如魚貝類品類、運(yùn)輸裝備及運(yùn)輸途中各環(huán)節(jié)的有機(jī)銜接等，并對(duì)已有生態(tài)冰溫?zé)o水活運(yùn)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，指出該技術(shù)未來(lái)研究趨勢(shì)及方向，為優(yōu)化、完善魚貝類生態(tài)冰溫?zé)o水活運(yùn)體系研究提供參考。

魚；貝；生態(tài)冰溫；關(guān)鍵工藝；無(wú)水活運(yùn)

市面上常見的魚貝類有冷凍、微凍、冰鮮和鮮活品，其中以鮮活魚貝類的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和銷售價(jià)格最高。目前，我國(guó)魚貝類鮮活運(yùn)輸主要依賴有水運(yùn)輸，無(wú)水活運(yùn)技術(shù)工藝還相對(duì)滯后。加強(qiáng)魚貝類的?；钛芯浚哂芯薮蟮慕?jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

無(wú)水活運(yùn)技術(shù)主要通過(guò)物理或化學(xué)方法使魚貝類進(jìn)入休眠狀態(tài)，然后在無(wú)水或霧態(tài)下進(jìn)行運(yùn)輸。化學(xué)方法主要通過(guò)麻醉劑誘導(dǎo)休眠，而美國(guó)食品藥物管理局（FDA）允許在食用魚貝類中使用的麻醉劑只有間氨基苯甲酸乙酯甲磺酸鹽（MS－222），且休藥21 d后才允許上市銷售，無(wú)形中增加了成本［1－2］。

本文綜述了魚貝類?；钛芯康臒狳c(diǎn)即物理休眠方法中生態(tài)冰溫技術(shù)的研究進(jìn)展。冰溫是介于冷凍和冷藏之間的生命可存活空間，該技術(shù)具有安全、高效、成本低等優(yōu)勢(shì)，但合適的運(yùn)輸密度、高存活率以及相關(guān)配套技術(shù)如降溫速率等仍有待進(jìn)一步研究解決。在新型的電商模式催生下，魚貝類采用無(wú)水運(yùn)輸方式顯然更易于實(shí)施快遞配送服務(wù)，更順應(yīng)電商的發(fā)展趨勢(shì)。

1 生態(tài)冰溫技術(shù)及其原理

20世紀(jì)70年代，日本山根昭美博士提出冰溫貯藏技術(shù)，隨后傳入我國(guó)并應(yīng)用于魚貝類運(yùn)輸領(lǐng)域［3－4］。魚貝類的生態(tài)冰溫是指零點(diǎn)到結(jié)冰點(diǎn)之間的溫度范圍［5］。生態(tài)冰溫?zé)o水活運(yùn)技術(shù)［6］是在生態(tài)冰溫范圍內(nèi)進(jìn)行的無(wú)水運(yùn)輸。具體操作是：將魚貝類根據(jù)種類、生活環(huán)境的不同分類暫養(yǎng)；確定魚貝類的生態(tài)溫度區(qū)，依照此溫度，梯度緩慢降溫誘導(dǎo)其進(jìn)入深度休眠；將魚貝類捕撈后充氧包裝、運(yùn)輸；到達(dá)目的地后梯度升溫喚醒，然后暫養(yǎng)銷售。

對(duì)于水產(chǎn)生物而言，存在一個(gè)區(qū)分生死的生態(tài)冰溫零點(diǎn)（臨界溫度），臨界溫度因魚貝類的種類和生活環(huán)境不同而異。環(huán)境溫度降至臨界溫度，魚貝類的呼吸和新陳代謝極低，生命活動(dòng)速率就會(huì)大大降低，進(jìn)入休眠狀態(tài)［6－7］，為無(wú)水運(yùn)輸提供了條件。生態(tài)冰溫范圍內(nèi)，溫度越低，魚貝類氧氣消耗、離水存活時(shí)間越長(zhǎng)。研究表明，將暫養(yǎng)2 d后的黃顙魚以3～4℃／h速率緩慢降溫，在2℃條件下可保活24 h［8］。

不耐寒的魚貝類可經(jīng)過(guò)“冷馴化”降低臨界溫度。冷馴化即將水溫降低至魚類臨界溫度，并在此溫度范圍內(nèi)停食暫養(yǎng)，待其適應(yīng)暫養(yǎng)環(huán)境后再將臨界溫度降至接近魚貝類的結(jié)冰點(diǎn)，經(jīng)過(guò)低溫馴化的魚貝類可在比原臨界溫度低的溫度下保持冬眠狀態(tài)存活［9］。將魚貝類的生態(tài)冰溫由臨界溫度降至接近結(jié)冰點(diǎn)是活體長(zhǎng)時(shí)間保存的關(guān)鍵。研究發(fā)現(xiàn)，鯽魚以1℃／h降溫至0℃，無(wú)水保活時(shí)間可達(dá)24 h［10］；耐受低溫能力差的羅非魚，以降溫速率0.5℃／h降至20℃保持12 h，存活率可達(dá)100%［11］。

2 無(wú)水活運(yùn)關(guān)鍵工藝方法

2.1 生態(tài)冰溫確定

魚貝類肌肉組織冰點(diǎn)測(cè)定因品種、肌肉含水量、季節(jié)、生長(zhǎng)水域以及氣溫差異而不同。如：泥鰍［12］最佳無(wú)水?；顪囟葹?℃；厚殼貽貝［13］、泥蚶［14］冰溫區(qū)為－0.5～－1.5℃；紫貽貝［15］的冰溫區(qū)在0～4℃。臨界溫度到凍結(jié)點(diǎn)這段溫度范圍為生態(tài)冰溫區(qū)，實(shí)驗(yàn)測(cè)定魚貝類的生態(tài)冰點(diǎn)時(shí)常采用凍結(jié)曲線法，通過(guò)繪制凍結(jié)曲線得到魚貝類的初始凍結(jié)點(diǎn)。魚貝類的組織溫度一旦達(dá)到凍結(jié)點(diǎn)（即組織結(jié)冰），將嚴(yán)重影響存活率。倪錦［16］等測(cè)得皺紋盤鮑的凍結(jié)點(diǎn)溫度為－1.5℃，因而確定其生態(tài)冰溫區(qū)為0～－1.5℃；劉紅英等［17］確定毛蚶生態(tài)冰溫區(qū)為0～－1.6℃；曾鵬［18］對(duì)鯽魚不同部位凍結(jié)點(diǎn)溫度進(jìn)行測(cè)定，眼、腦及腹部－0.3℃開始凍結(jié)，背部及鰓、內(nèi)臟、尾部?jī)鼋Y(jié)溫度為－0.7～－0.9℃，因此，鯽魚生態(tài)冰溫范圍應(yīng)控制在0～－0.3℃。魚貝類身體不同部位含水量的不同是導(dǎo)致凍結(jié)點(diǎn)溫度存在差異的原因。

同種魚不同質(zhì)量相比較，魚體較小、發(fā)育程度較低時(shí)凍結(jié)點(diǎn)溫度差異大，當(dāng)魚體逐漸長(zhǎng)大到一定質(zhì)量范圍，這種差異也逐漸縮小。DAN等［19］研究指出1 g以上與1 g以下的尼羅羅非魚魚苗之間的耐寒力相比存在顯著差異；Charo等［20］指出5 g以內(nèi)的尼羅羅非魚的耐寒能力相對(duì)較差。

2.2 梯度降溫

生態(tài)冰溫區(qū)確定之后，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)奶荻冉禍?，以使魚貝類緩慢進(jìn)入呼吸和新陳代謝極低的休眠狀態(tài)。倪錦等［16］發(fā)現(xiàn)梯度降溫效果好于直接降溫和勻速降溫，可以顯著降低皺紋盤鮑對(duì)溫度變化的應(yīng)激反應(yīng)。魚貝類的體溫可隨環(huán)境溫度變化而變化，梯度降溫可最大限度減少溫度變化給魚貝類帶來(lái)的不良影響，有效延長(zhǎng)?；顣r(shí)間。當(dāng)環(huán)境溫度與魚貝類體溫相差大于3℃時(shí)，魚貝類會(huì)或多或少產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)。彭姜嵐等［21］發(fā)現(xiàn)低溫對(duì)南方鲇和瓦氏黃顙魚耗氧率和呼吸頻率都有影響；王曉飛等［22］采用逐級(jí)降溫梯度獲得麥穗魚最佳保活時(shí)長(zhǎng)12 h；田標(biāo)等［23］采用梯度降溫，將黑鯛魚的無(wú)水?；顪囟冉抵?℃，?；顣r(shí)間6 h。

溫度降低速度過(guò)快會(huì)導(dǎo)致魚貝類細(xì)胞功能紊亂，細(xì)胞會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)防御機(jī)制以保持組織細(xì)胞的生存狀態(tài)［24］。因此，應(yīng)采用緩慢梯度降溫法，減少魚貝類的低溫應(yīng)激。張觀科等［25］測(cè)定?；钸^(guò)程中不同低溫溫度時(shí)的毛蚶三磷酸腺苷含量，并據(jù)此確定最佳?；顥l件。適當(dāng)?shù)慕禍厮俾视兄诒３旨?xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，從而影響魚貝類的?；盥省L(fēng)味和其他品質(zhì)特征。

2.3 貯運(yùn)環(huán)境

對(duì)于無(wú)水運(yùn)輸，包裝內(nèi)部首先要具備適當(dāng)?shù)臐穸?，保證休眠狀態(tài)下的魚貝類正常的體表狀態(tài)；其次，在無(wú)水狀態(tài)下，包裝內(nèi)充入純氧可以保證水產(chǎn)動(dòng)物進(jìn)行正常的呼吸代謝，延長(zhǎng)存活時(shí)間，充氧量根據(jù)包裝密度決定［26－27］。夏昆等［28］認(rèn)為濕度對(duì)紫彩血蛤的存活率有影響。包裝內(nèi)如果缺少氧氣和濕度，魚貝類機(jī)體將因?yàn)槿鄙倌芰亢退侄鴮?dǎo)致功能障礙，甚至不可逆損傷，最終促使魚貝類死亡。

運(yùn)輸箱內(nèi)部環(huán)境情況主要是溫度控制，以及減少運(yùn)輸中的實(shí)際震動(dòng)等［29－30］。運(yùn)輸箱具有保溫控溫功能，箱內(nèi)溫度以運(yùn)輸產(chǎn)品的生態(tài)冰溫為準(zhǔn)，箱內(nèi)配有控溫設(shè)施，溫度波動(dòng)以小于1℃為宜。包裝內(nèi)應(yīng)考慮濕度控制，充入純氧后密封。在運(yùn)輸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置時(shí)應(yīng)使用減震材料，以降低魚體損傷或死亡。為及時(shí)掌控運(yùn)輸箱內(nèi)的環(huán)境變化，維持箱內(nèi)環(huán)境“持恒狀態(tài)”，應(yīng)用運(yùn)輸箱環(huán)境調(diào)控機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)魚貝類長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)闹悄芑O(jiān)控與管理，避免因設(shè)備故障引起魚貝類品質(zhì)變化［31］。實(shí)際應(yīng)用中，有獨(dú)立運(yùn)輸箱和一體式運(yùn)輸箱兩種模式。前者可用于以飛機(jī)、火車為交通工具的遠(yuǎn)距離、長(zhǎng)途運(yùn)輸；后者即交通工具（貨車）和運(yùn)輸箱一體化，適用于短程陸路貨運(yùn)。陳劍波等［32］實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的水產(chǎn)品?；瞽h(huán)境模擬裝置具有保溫、制冷、加濕和監(jiān)控功能；張飲江等［33］針對(duì)日本鰻鱺設(shè)計(jì)的離水保活運(yùn)輸箱包括制冷、加濕、循環(huán)和控制系統(tǒng)，150 h離水存活率可達(dá)89%以上。無(wú)水運(yùn)輸與有水運(yùn)輸相比，不需要進(jìn)行水質(zhì)管理，但要求包裝裝備內(nèi)部控制工藝技術(shù)更精準(zhǔn)。

2.4 喚醒

“喚醒”即將運(yùn)至目的地并還處于休眠狀態(tài)下的魚貝類轉(zhuǎn)入水溫為生態(tài)冰溫范圍的暫養(yǎng)池內(nèi)，通過(guò)梯度升溫方式使魚貝類蘇醒。這一過(guò)程的關(guān)鍵控制點(diǎn)在于暫養(yǎng)池內(nèi)的水溫（初始水溫）與梯度升溫速率。初始水溫設(shè)置應(yīng)與運(yùn)輸溫度相同，若初始水溫與運(yùn)輸溫度差別較大，易導(dǎo)致魚貝類不適，直接降低復(fù)活率［34］。升溫速率需根據(jù)魚貝的品類不同而適當(dāng)調(diào)控，可參考梯度降溫時(shí)的速率。已有的研究多數(shù)側(cè)重于誘導(dǎo)魚貝類進(jìn)入休眠狀態(tài)的降溫環(huán)節(jié)，而對(duì)運(yùn)輸后的喚醒環(huán)節(jié)表述不多。筆者認(rèn)為此項(xiàng)步驟是魚貝類運(yùn)輸過(guò)程中最危險(xiǎn)的步驟，魚貝類經(jīng)過(guò)上述降溫、包裝、運(yùn)輸過(guò)程中的應(yīng)激，體內(nèi)能量不足，免疫系統(tǒng)紊亂，適應(yīng)環(huán)境能力差，將此時(shí)的魚貝類放入與之前運(yùn)輸箱內(nèi)環(huán)境差異較大的地方，往往會(huì)導(dǎo)致魚貝類的大量死亡。張長(zhǎng)峰等［35］對(duì)鯽魚進(jìn)行“喚醒”試驗(yàn)，升溫至1.5～5℃的溫度區(qū)間時(shí)，升溫速率1℃／h；升溫至5～10℃的溫度區(qū)間時(shí)，升溫速率2℃／h；升溫至10～25℃的溫度區(qū)間時(shí)，升溫速率5℃／h。在喚醒過(guò)程中，鯽魚慢慢開始游動(dòng)，魚鰓振動(dòng)頻率明顯加快，最終魚被完全喚醒。

3 需要注意的技術(shù)點(diǎn)

3.1 魚貝類品類

物種特性造成水生動(dòng)物對(duì)環(huán)境的耐受差異，即使同一品種也存在品系、老幼之分。在進(jìn)行生態(tài)冰溫?zé)o水運(yùn)輸研究時(shí)，實(shí)驗(yàn)對(duì)象應(yīng)選擇性情溫順的鯽魚，而不是應(yīng)激反應(yīng)強(qiáng)烈的鰱魚［36］。目前，對(duì)大菱鲆［37］、半滑舌鰨［38］等鲆鰈魚類進(jìn)行無(wú)水?；钛芯枯^多，對(duì)洄游性魚類無(wú)水?；畹难芯枯^少，可能是由于需氧量較大的洄游性魚類相比對(duì)含氧量要求較低的鲆鰈類等，較難實(shí)現(xiàn)無(wú)水保活運(yùn)輸。何杰等［39］對(duì)羅非魚4種不同品系進(jìn)行低溫馴化實(shí)驗(yàn)，比較水溫8℃下48h內(nèi)羅非魚累積死亡率，吉富羅非魚較奧利亞羅非魚死亡率高出20%，由此可見，同一品種不同品系對(duì)低溫的耐受差異顯著。同時(shí)，魚貝類的體質(zhì)狀態(tài)也直接關(guān)系到物流各環(huán)節(jié)的持續(xù)作業(yè)，運(yùn)輸前要挑選健康的魚貝類，體弱或患病的魚貝類在運(yùn)輸時(shí)易死亡，影響存活率［40］。

3.2 運(yùn)輸裝備

有必要開展魚貝類?；钗锪靼b裝備技術(shù)研發(fā)，以解決國(guó)內(nèi)目前在鮮活魚貝類物流環(huán)節(jié)存活率低、易發(fā)病等問(wèn)題。無(wú)水保活包裝裝備應(yīng)是封閉式的，包裝內(nèi)部應(yīng)保持適當(dāng)濕度和氧氣供應(yīng)，包裝內(nèi)的個(gè)體不能相互疊加，使用無(wú)污染的包裝介質(zhì)時(shí)需預(yù)先冷卻。其次，魚貝類?；钗锪鲗?duì)車廂內(nèi)微環(huán)境要求較高，應(yīng)研發(fā)基于 WSN［41］和RFID［42］技術(shù)的實(shí)時(shí)物流參數(shù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)魚貝類運(yùn)輸全過(guò)程的環(huán)境監(jiān)控，為保證無(wú)水活運(yùn)中魚貝類存活率提供技術(shù)支持。傅潤(rùn)澤［43］等發(fā)明的一種針對(duì)活體水產(chǎn)品的無(wú)水運(yùn)輸箱可提供殺菌、保溫、保濕、減震等功能。

3.3 相關(guān)環(huán)節(jié)有機(jī)銜接

實(shí)現(xiàn)生態(tài)冰溫?zé)o水活運(yùn)產(chǎn)業(yè)化需要將養(yǎng)殖企業(yè)、運(yùn)輸公司及經(jīng)銷商這三方緊密結(jié)合成一個(gè)整體。將商品鱘魚停食暫養(yǎng)2～3 d，放入冰水中迅速降溫（魚體溫度接近生態(tài)冰溫），待鱘魚處于冷麻痹狀態(tài)立即裝如尼龍袋中，放入泡沫箱，魚體緊挨但不可相互重疊，可裝入碎冰，充入氧氣后扎緊尼龍袋；即刻進(jìn)行物流配送；到達(dá)目的地后在暫養(yǎng)水池（水溫18～20℃）中10～15 min即可復(fù)活。此法商品鱘魚運(yùn)輸時(shí)長(zhǎng)可達(dá)18～20 h［44］。獐子島集團(tuán)聯(lián)手京東“活鮮宅配”實(shí)例論證生鮮電商O2O模式［45］。由此可知，生態(tài)冰溫?zé)o水活運(yùn)具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。目前，采用系統(tǒng)的生態(tài)冰溫?zé)o水活運(yùn)技術(shù)對(duì)魚貝類進(jìn)行運(yùn)輸?shù)陌咐∩?。此外，還需要加速活魚運(yùn)輸行業(yè)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)制定，包括保活工藝、運(yùn)輸技術(shù)、設(shè)備操作規(guī)范等。實(shí)現(xiàn)生態(tài)冰溫?zé)o水活運(yùn)系統(tǒng)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，確保無(wú)水運(yùn)輸各環(huán)節(jié)的有效銜接。

4 展望

盡管目前無(wú)水生態(tài)冰溫?；罴夹g(shù)由于工藝技術(shù)不夠完善、包裝內(nèi)部環(huán)境控制精準(zhǔn)度不夠，實(shí)際并未得到廣泛應(yīng)用，仍以實(shí)驗(yàn)室小試為主，但其不添加麻醉劑、無(wú)需帶水運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)能大幅降低運(yùn)輸成本的優(yōu)勢(shì)是有水?；钸\(yùn)輸無(wú)法企及的。以往冰溫?；钛芯慷嚓P(guān)注?；顣r(shí)間和存活率，今后應(yīng)進(jìn)一步做如下考慮：（1）將冰溫?；钆c其他?；罘绞铰?lián)用，提高存活率、延長(zhǎng)運(yùn)輸距離和節(jié)約成本；（2）冰溫處理會(huì)降低水產(chǎn)動(dòng)物的新陳代謝，并可能會(huì)影響食用時(shí)的營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味，可在保證存活率的同時(shí)關(guān)注魚貝類肌肉中的各相關(guān)指標(biāo)的變化，研究最佳的冰溫保活處理?xiàng)l件；（3）根據(jù)技術(shù)需求，優(yōu)化運(yùn)輸裝備，提高無(wú)水微環(huán)境調(diào)控精準(zhǔn)度，最終實(shí)現(xiàn)各種魚貝類的生態(tài)冰溫?zé)o水活運(yùn)工藝。在上述技術(shù)與裝備不斷完善的基礎(chǔ)上，無(wú)水生態(tài)冰溫?；钸\(yùn)輸技術(shù)將會(huì)有廣闊的應(yīng)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

農(nóng)業(yè)部產(chǎn)業(yè)體系海水魚保鮮與貯運(yùn)崗位科學(xué)家項(xiàng)目；2016年上海市科技興農(nóng)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目［滬農(nóng)科攻字（2016）第1－1號(hào)］；上海市科委平臺(tái)能力建設(shè)項(xiàng)目（16DZ2280300）

張玉晗（1993—），女，碩士研究生，研究方向：水產(chǎn)品保鮮?；?。E－mail：zhanghina1993＠163.com

謝晶（1968—），女，教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向：食品物流。E－mail：jxie＠shou.edu.cn