魚類?；钸\輸技術研究進展

朱旻琪，管維良，茅林春

（浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品科學學院，浙江 杭州 310058）

魚類由于其高蛋白、低脂肪的特點越來越受到人們的歡迎，而鮮活魚比冰鮮魚口感更好、營養(yǎng)價值更高，因此對鮮活魚的需求量也日益增長。然而由于我國地域范圍大，經(jīng)銷商需要對魚進行長時間運輸送往各地銷售。魚類?；钸\輸一般采用有水運輸或無水運輸。有水運輸中魚類會受到低氧、氨氮等脅迫，無水運輸中會受到空氣暴露脅迫。以上這些因素會讓魚類產(chǎn)生應激反應，嚴重時可導致死亡。因此，采取適當?shù)募夹g使魚鎮(zhèn)靜或麻醉，控制合適的運輸條件，提高運輸后的存活率，實現(xiàn)高質(zhì)量、大體積的運輸成為魚類?；钸\輸行業(yè)主要研究的方向。因此，本文綜述了魚類?；铑A處理技術、?；钸\輸形式以及運輸過程中的應激反應。

1 ?；铑A處理技術

1.1 化學方式

化學方式預處理是利用某些化學物質(zhì)（如間氨基苯甲酸乙酯甲磺酸鹽、丁香酚、2-苯氧乙醇和二氧化碳等）的水溶液使魚類在運輸前進入鎮(zhèn)靜或麻醉狀態(tài)的一種方式，主要是作用于魚的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，抑制神經(jīng)沖動傳導，從而使魚體失去知覺，進入休眠狀態(tài)。

1.1.1 間氨基苯甲酸乙酯甲磺酸鹽

間氨基苯甲酸乙酯甲磺酸鹽（3-aminobenzoic acid ethyl ester methanesulfonate，MS-222）又稱“三卡因”，化學式為C10H15NO5S，是魚類麻醉中最常用的麻醉劑。MS-222通過鰓和皮膚進入魚體，抑制鈉離子進入神經(jīng)細胞，從而導致痛覺、觸覺等感官功能的喪失，造成魚類暈厥。MS-222是美國食品藥品管理局唯一批準的食用魚類麻醉劑，但麻醉后的魚類在食用前還需休藥21 d[1]，且目前美國規(guī)定其最高殘留限量不得超過1 μg/mL，同時只能應用于叉尾鮰科、鮭科、狗魚科和鱸總科。有研究顯示，MS-222對長期接觸的人體有神經(jīng)毒性作用[2]。MS-222較易在肝臟內(nèi)積累，不易在肌肉和血液里殘留[3]。此外，當MS-222溶于水時，磺酸基發(fā)生水解，使水溶液顯酸性，因此它并不適合喜生活在中性或堿性環(huán)境中的魚類。丁亞濤[4]發(fā)現(xiàn)當MS-222麻醉液濃度為60 mg/L，鳊魚有水?；钸\輸24 h后的存活率達90%。范興[5]用100 mg/L的MS-222麻醉液處理羅非魚后進行無水?；? h，復蘇率為100%。

1.1.2 丁香酚等植物提取物

丁香酚（4-烯丙基-2-甲氧基苯酚）是丁香油的主要成分，是一種天然麻醉劑，很久以前就作為鎮(zhèn)定劑、麻醉劑等應用于牙痛、頭痛等的局部麻醉。由于其較強的親脂性，丁香酚經(jīng)皮膚和鰓進入體內(nèi)后，會立即進入組織和細胞，作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，使魚體昏迷。麻醉效果會由于魚的種類、大小、水溫等因素而變化[6]。程守坤[7]研究得到水溫為15℃時，丁香酚對鱖魚的最佳麻醉濃度為30 mg/L。丁亞濤[4]經(jīng)過正交試驗得出鳊魚的最佳有水?；顥l件是水溫7℃，丁香酚溶液濃度15mg/L。米紅波[8]發(fā)現(xiàn)用40 mg/L丁香酚溶液麻醉鯽魚后進行無水保活38 h的存活率為100%。丁香酚在魚體內(nèi)的殘留量較少。李寧等[9]研究了MS-222和丁香酚對大口黑鱸生理生化和代謝殘留的影響，發(fā)現(xiàn)丁香酚組的應激反應程度顯著低于對照組，且所用丁香酚劑量小、代謝快。丁香酚的作用機理尚未研究清楚，但Lee等[10]發(fā)現(xiàn)丁香酚抑制了γ-氨基丁酸（gamma aminobutyric acid，GABA）與受體復合物的結合，阻斷鼠神經(jīng)元間對傷害性信息的傳導，由此推測其在魚類中也可能是類似的機制。

除比較常用的丁香酚外，從植物中提取出來的精油也能夠起到麻醉劑的效果。Barbas等[11]用1 mg/L大花油桃和30 μL/L金紐扣花提取物麻醉大鰓蓋巨脂鯉（Colossoma macropomum）。Becker等[12]用 400 μL/L 檸檬馬鞭草的精油麻醉阿氏冠鯰（Lophiosilurus alexandri）后進行有水?；钸\輸，能夠減緩魚的應激反應。

1.1.3 2-苯氧乙醇

2-苯氧乙醇（C8H10O2）是一種水溶性無色微黏稠液體，可作為麻醉劑和抗菌劑[2]。它在小鼠中通過抑制N-甲基-D-天門冬胺酸（N-methyl-D-aspartic acid，NMDA）受體介導離子電流從而阻斷神經(jīng)興奮的傳導[13]，在魚類中的機制尚不清楚。相比于MS-222和丁香酚，它作為魚類麻醉劑的使用和研究比較少，且由于它結構上帶有苯環(huán)，可能對操作者會有一定潛在傷害[14]，但由于其價格低廉，也有一定的應用價值。Weber等[15]研究得出600 mg/L的2-苯氧乙醇能使加爾鰨在3 min內(nèi)進入麻醉狀態(tài)，在5 min內(nèi)復蘇，符合一般的理想狀態(tài)中的麻醉標準[16]。Ghanawi等[13]研究發(fā)現(xiàn)50 μL/L～100 μL/L的2-苯氧乙醇溶液適合金帶籃子魚（Siganus rivulatus）的有水運輸。

1.1.4 二氧化碳

血液中二氧化碳含量和pH值變化能影響血紅蛋白與氧氣的親和力，改變血紅蛋白的氧容量。當CO2含量增加和pH值降低，血紅蛋白和氧氣的親和力就會減小，導致腦血管氧分壓下降，影響血管里的離子交換，從而阻擋神經(jīng)信號的傳播。二氧化碳通過阻礙機體呼吸運動的氣體交換和改變腦內(nèi)環(huán)境抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)活動，導致麻醉發(fā)生[17]。

二氧化碳（CO2）是現(xiàn)在公認的綠色麻醉劑，相比于上述化學麻醉劑，它在魚體內(nèi)無殘留，經(jīng)其麻醉處理后的水產(chǎn)品可以直接供銷售和食用。然而過高的二氧化碳含量會造成魚類的高碳酸血癥，偏離正常的生理pH值會改變質(zhì)子化的程度，從而影響蛋白質(zhì)、脂類、碳水化合物和核酸的結構和功能，使存活率降低[18]。此外二氧化碳麻醉與MS-222和丁香酚相比，進入麻醉狀態(tài)所需時間較長，魚體掙扎較厲害，導致魚肉品質(zhì)下降[19]。

雖然二氧化碳的使用在國內(nèi)外都有研究，但由于其濃度低效果不明顯，濃度高易致死，劑量不易控制，應用于保活運輸?shù)难芯窟€不是很多。范興[5]采用飽和二氧化碳溶液對羅非魚進行麻醉后無水?；睿；顣r間可達512 min，且與未經(jīng)麻醉的魚相比，復蘇率顯著提升。周翠平[20]研究得出當二氧化碳水溶液濃度為0.6 g/L、溫度為20℃、浸浴時間7 min的條件下羅非魚無水保活5 h的存活率可達100%。但也有研究表明，二氧化碳麻醉時可能會引起魚體強烈的應激反應[31]。

1.2 物理方式

物理方式預處理是采用物理手段（如降溫和電擊等）使魚體在運輸前進入鎮(zhèn)靜或麻醉狀態(tài)，相比化學方式有綠色環(huán)保且無藥物殘留的優(yōu)勢，其中降溫方法在目前的?；钸\輸中應用最多。

1.2.1 降溫

魚類是變溫動物，其新陳代謝會受到環(huán)境溫度的影響。魚類有一個區(qū)分生死狀態(tài)的生態(tài)冰溫零點（臨界溫度），從臨界溫度到結冰點的溫度范圍為生態(tài)冰溫區(qū)。在這一范圍內(nèi)，魚類會進入休眠狀態(tài)。蔡曉芳等[21]研究得出大黃魚的生態(tài)冰溫區(qū)為-2℃～7℃，且在溫度為5℃～7℃時大黃魚的有水?；顣r間最長。此外，當溫度降低時，魚類活動量減少，新陳代謝降低，體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的損耗減少，能夠維持較長時間的生命活動。降溫過程未采用化學藥物，無藥物殘留的危害，然而溫度的波動對休眠效果有一定影響，因此對降溫設備的要求比較高。朱乾峰[22]發(fā)現(xiàn)采用勻速降溫和梯度降溫方式都能使珍珠龍膽石斑魚有水?；顣r間達到130 h以上。李寧等[23]發(fā)現(xiàn)溫度為10℃時，大口黑鱸在休眠狀態(tài)下排入水中的氨氮物質(zhì)含量最低，新陳代謝速率較低，適合長途保活運輸。秦旭[24]采用梯度降溫使彭澤鯽進入休眠后進行無水?；?，發(fā)現(xiàn)冰溫無水?；?42 h前后魚肉的品質(zhì)和營養(yǎng)無明顯差異。

1.2.2 電擊

電流會影響神經(jīng)系統(tǒng)，特別是呼吸中樞。電流會最先麻痹神經(jīng)系統(tǒng)里的呼吸中樞，使大腦短時間缺氧；麻痹魚體肌肉，使之無法活動[32]。直流電麻醉時，魚類會在不同階段先后出現(xiàn)趨電性（被迫游動）、電緊張（肌肉收縮）與電麻醉（肌肉放松）等現(xiàn)象[25]。電擊具有響應快且無藥物殘留等優(yōu)點，然而目前對于電擊?；罘矫娴难芯窟€比較少。Vandergoot等[26]用脈沖直流電、交流電以及二氧化碳麻醉處理碧古魚（Sander vitreus），發(fā)現(xiàn)采用脈沖直流電麻醉，魚的復蘇率更高，對其脊柱的損傷也較小，短期存活率較高。劉偉東[27]用160 V直流電壓放電30 s麻醉大菱鲆（Scophthalmus maximus），與對照組相比能提高魚在無水?；钸^程中的存活率。但是過強的電流會對魚體造成損害，如生成血斑[28]，不利于活體運輸，而過弱的電流會對魚體的麻醉不徹底，因此控制適當?shù)碾娏鲝姸葘Ρ；钸\輸至關重要。

1.2.3 其它

除了以上兩種，最近人們也開發(fā)出了一些新技術。高壓?；罴夹g是利用外界的壓力差，強迫機體與外界進行氣體交換，提高魚類血液溶氧量，脫離水環(huán)境維持生命活性[29]。李盧等[29]研究高壓對鯽魚無水保活的影響，發(fā)現(xiàn)在0.2 MPa下，無水?；?2 h內(nèi)，魚體代謝能力最低，魚肉營養(yǎng)損失最少。除此以外，還有研究者配制保護液以提高魚類?；盥省堄耜蟍30]用VC、溶菌酶、山梨糖醇和生姜液配制成不同濃度的保護液涂抹在花鱸表面，發(fā)現(xiàn)能夠減輕花鱸在無水運輸過程中的應激反應。

2 ?；钸\輸方式

2.1 有水保活運輸

有水?；罴此a(chǎn)品運輸時處于水體中，是比較傳統(tǒng)的運輸方法。應用較為廣泛，相應的配套設施更加齊全，然而水的載重消耗了大量動力并使運輸效率降低，此外運輸過程中的水質(zhì)情況（溶氧、氨氮和亞硝酸鹽等）是影響魚類存活的主要因素。在運輸過程中一般采用曝氣或直接充氧氣的形式[33]提高水中的溶解氧含量。吳波等[34]發(fā)現(xiàn)在極低溶氧量的條件下魚類的應激反應十分劇烈，可運輸時間短，因此適當?shù)娜苎趿渴潜；钸\輸?shù)谋匾獥l件。同時魚類在運輸時由于新陳代謝作用會向水中排放出大量的氨氮物質(zhì)和二氧化碳，其中氨氮物質(zhì)主要以NH4+和NH3形式存在，其濃度過高會導致魚類本身的離子滲透失調(diào)和代謝失調(diào)。氨氮經(jīng)過亞硝化單胞菌氧化會生成有毒性的亞硝酸鹽[35]，對魚體造成損害。葉俊[35]發(fā)現(xiàn)采用1.0 mg/L亞硝酸鈉溶液浸泡96 h后的草魚，紅細胞大量皺縮，且隨著亞硝酸鈉濃度升高，紅細胞逐漸變形并有少量紅細胞破裂。

2.2 無水?；钸\輸

無水?；钸\輸是不以水作為運輸載體，將活魚直接暴露于空氣或純氧條件下進行運輸。由于失去了水的載重，運輸效率明顯提升。然而魚類主要通過鰓進行氣體交換，離開水環(huán)境，魚類不易直接利用空氣中的氧氣，容易導致死亡，因此需配合適當?shù)念A處理使魚休眠。周翠平[20]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過二氧化碳麻醉無水?；詈蟮牧_非魚在營養(yǎng)方面的損失低于有水?；罱M。Wang等[36]模擬21℃有水運輸、4℃有水運輸和4℃無水運輸32 h，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過4℃無水運輸后的黑龍江鱘（Acipenser schrenckii）的肉質(zhì)與新鮮的魚無明顯區(qū)別，說明無水運輸能在一定程度上保證魚肉的品質(zhì)。

3 ?；钸^程中的魚體的應激反應

有水運輸和無水運輸都會使魚體受到不同程度的脅迫。魚類在運輸過程中由于環(huán)境條件的變化，為保持體內(nèi)穩(wěn)態(tài)，體內(nèi)會發(fā)生一系列生理生化反應以適應環(huán)境的變化，稱為應激反應。有水運輸中主要有低氧脅迫、氨氮脅迫和密度脅迫等[37]。無水運輸中主要是空氣暴露[38]脅迫。在無水這一狀態(tài)下，鰓絲黏連、鰓蓋開合頻率下降，氣體交換減弱，導致魚體缺氧，厭氧呼吸導致乳酸積累，血液pH值下降。缺氧激活下丘腦-垂體-腎間組織軸，引起一系列應激反應，包括乳酸、葡萄糖和皮質(zhì)醇含量的增加[38]。應激反應的大小和持續(xù)時間取決于受到脅迫的強弱和持續(xù)時間。信號傳遞給魚類大腦，激活了交感-嗜鉻組織系統(tǒng)和下丘腦-垂體-腎間組織軸的應激反應系統(tǒng)。應激反應主要分為3個階段：應激的第一階段是引起皮質(zhì)類固醇激素（皮質(zhì)醇及其同系物）和兒茶酚胺（主要是腎上腺素和去甲腎上腺素）的產(chǎn)生；第二階段是心血管系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)的響應，機體會發(fā)生一系列抗氧化反應、能量代謝反應，影響離子（如Na+和K+）的滲透調(diào)節(jié)平衡，還會抑制魚體免疫系統(tǒng)；第三階段就是表現(xiàn)為對魚體的健康程度和抗病能力、生長和繁殖能力等造成影響[39]。魚類的應激反應主要體現(xiàn)在抗氧化反應、免疫反應和能量代謝反應中。

3.1 氧化應激反應

當魚類受到環(huán)境脅迫時，活性氧（reactive oxygen species，ROS）無法及時分解，就會導致細胞損傷。這時機體就會調(diào)節(jié)抗氧化酶的活性，以清除體內(nèi)多余的自由基產(chǎn)物，引起氧化應激反應。氧化應激反應涉及氧化產(chǎn)物如活性氧（ROS）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）的生成以及抗氧化酶如超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化物酶（peroxidase，POD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）等的活性。GSH-Px是一種催化過氧化氫分解的酶，起到保護細胞膜結構和功能完整的作用。SOD活力高低反映機體清除氧自由基的能力，能將ROS轉化為H2O2或O2，隨后POD和CAT將H2O2還原為H2O和O2。MDA是氧自由基使生物膜中多不飽和脂肪酸過氧化后的產(chǎn)物，會對細胞結構造成損傷。Fan等[40]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過無水運輸后的石斑魚肝臟和大腦中的SOD、CAT和GSH-Px含量上升，而MDA含量下降，說明在15℃下，魚體發(fā)生了適當?shù)难趸瘧ひ跃S持身體正常運作。Hong等[41]有水運輸金鯧魚（Trachinotus ovatus），發(fā)現(xiàn)POD活性隨運輸密度的增大而上升，而CAT活性下降，推測在該脅迫因素下起到主要抗氧化作用的是POD。

3.2 免疫反應

面對環(huán)境脅迫，魚類的主要免疫方式是非特異性免疫，包括體液免疫和細胞免疫?？梢酝ㄟ^檢測血液中血細胞的數(shù)量以及相應的酶來評定免疫系統(tǒng)的運作情況。起到免疫作用的酶主要有堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，AKP）、酸性磷酸酶（acid phosphatase，ACP）、溶菌酶（lysozyme，LZM）、谷丙轉氨酶（glutamate pyruvic transaminase/alanine aminotransferase，GPT/ALT）、谷草轉氨酶（glutamic oxaloacetic transaminase/aspartate aminotransferase，GOT/AST）等。其中GPT/ALT和GOT/AST由肝臟產(chǎn)生，其活性能直接反映肝臟的健康狀況[42]。溶菌酶由巨噬細胞分泌，能夠溶解細菌的細胞壁。AKP是血細胞溶酶體的特征酶，在血細胞吞噬異物時起到水解作用[43]。葉俊[35]發(fā)現(xiàn)有水運輸時亞硝酸鹽急性脅迫使草魚血清ACP和AKP活性顯著降低，說明機體免疫能力下降。He等[44]發(fā)現(xiàn)花鱸（Lateolabrax maculatus）經(jīng)過無水運輸后其肝臟中的ALT和AST活性比有水運輸?shù)?，說明無水運輸引起的應激反應較弱。

3.3 能量代謝

魚類受到脅迫后明顯的變化之一是呼吸頻率的改變，呼吸受到抑制導致能量代謝發(fā)生變化。糖類是主要的供能物質(zhì)，血液中的葡萄糖含量、肝糖原含量以及無氧呼吸生成的乳酸含量變化也能準確說明機體的能量代謝情況。當氧氣供應過少，無法滿足機體需要時，其有氧代謝的氧化磷酸化過程會受到抑制，而無氧的糖酵解便會發(fā)揮供能作用，生成乳酸。糖代謝過程涉及多種酶的調(diào)控，如磷酸果糖激酶、己糖激酶、丙酮酸激酶是魚類在糖酵解中的限速酶，乳酸脫氫酶是參與糖酵解和三羧酸循環(huán)的關鍵酶，能夠催化乳糖變?yōu)楸幔绊懭樗釢舛?。丁晨雨[17]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過15 h無水?；钸\輸后再復蘇的乳酸脫氫酶活力比運輸期間的要高，表明試驗過程對鰱的心肌細胞造成損害。紀利芹[45]發(fā)現(xiàn)連續(xù)降溫后大菱鲆的血糖含量先上升后下降，可能是由于低溫脅迫，魚體分解糖原生成葡萄糖以供能，當溫度降到比較低時，體內(nèi)的葡萄糖被大量消耗，因而血糖濃度下降。

4 問題與展望

目前，對各種各樣的魚類?；罴夹g的基礎研究已有很多，但真正應用于工業(yè)化生產(chǎn)的很少，原因在于這些技術的應用都有較多的限制，效果與魚的種類、大小、健康狀況等有關，較難有一個統(tǒng)一的標準。各類脅迫對魚體生理影響的研究大多還停留在血液生理生化層面，尚未有更深入的研究。魚類在運輸過程中受到的脅迫因素往往不止一個，而研究大多還停留在單因素層面。由于運輸?shù)拿{迫作用導致魚類在復水后可存活的時間縮短。

針對以上這些問題，應對魚類應激反應的機制值得進一步的研究，從根本上緩解魚體的應激反應，提高運輸存活率。無水運輸技術由于其低成本、高效率的特點，將成為今后?；钸\輸?shù)陌l(fā)展趨勢。從保障人體健康的角度來看，二氧化碳麻醉、降溫、電擊技術有著很好的應用價值。在運輸過程中可以同時運用有水和無水運輸方式，揚長避短，起到協(xié)同作用。