我国消费者对“生猛海鲜”的意识根深蒂固，鲜活水产品的售价比冷冻产品高，经济类活鱼售价是冷冻或冷藏鱼的2～5 倍，鲜活水产品的长途保活运输是实现产品升值的有效途径，因此保活运输是鲜活水产品市场流通的核心关键技术。草鱼（Ctenopharyngodon idellas）作为我国四大家鱼之一，是重要的经济鱼类。温度是影响活鱼运输的重要因素，合适的低温环境可有效减慢代谢，维持运输过程中的良好水质和减少能量消耗。此外，冷驯是活鱼运输中必不可少的步骤。
上海海洋大学食品学院的何静怡、魏涯、岑剑伟*等人探索降温速率对草鱼存活时长、生化指标等的影响，以期为制定草鱼暂养及有水运输规范、实现草鱼长途有水保活运输提供理论和数据支持。
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鱼类等变温动物都有一个能区分生死的温度，称为临界温度，在有水保活过程中，合适的低温环境可降低鱼体呼吸频率和代谢水平，在无水保活过程中，可将环境温度降低至鱼类的生态冰温区使其进入休眠状态。由表1可知，草鱼的应激灵敏度和呼吸频率随温度降低逐渐下降。当温度高于28 ℃时，呼吸急促，出现浮头或撞壁等应激行为；在20～26 ℃时，鱼体应激敏感，鳃盖张合规律，鱼体正常游动；温度降至18 ℃时，呼吸频率明显降低，对敲击箱体的振动声和光照反应不明显，对触碰刺激仍保持敏感；降至16 ℃时，应激反应迟钝，全部静止在水底，鳃盖张合幅度小；降温至8 ℃时，鳃盖半闭合，将鱼体放回室温水中5～8 min内复苏；降至6 ℃时，鱼体出现裂鳃，根据蔡晓芳和袁仲瑾等关于临界温度的判断方法，以出现呼吸极不规律、观察不到鳃盖张合甚至出现裂鳃时的温度作为临界温度，故认为6 ℃为草鱼的运输临界温度，16 ℃的鱼体应激不敏感，静止在水底，是适合草鱼运输的半休眠温度。
2 不同温度条件下的水质总氨氮质量浓度变化及草鱼生存函数曲线
水质对鱼类存活具有重要意义，温度、氨氮浓度等是鱼类存活的重要影响因素，由图2可知，水质氨氮质量浓度随保活时间延长和温度升高持续增加，保活相同时间下，24 ℃水温中氨氮质量浓度最高，该温度下保活48 h后的水质总氨氮质量浓度为23.70 mg/L，而该保活时间下12、14、16 ℃的总氨氮质量浓度显著降低，分别为8.23、8.27、8.73 mg/L，表明低温可有效降低草鱼的新陈代谢，减缓水体中氨氮的富集速度。硬骨鱼的排泄产物主要由氨和尿素组成，其中氨氮占排泄物总量的80%，鱼作为变温动物，温度可直接影响其新陈代谢速率和蛋白质利用率。有研究表明，鱼类的氨氮排泄率与温度呈正相关。图3为不同温度下草鱼的生存函数曲线，16 ℃下草鱼的存活率最高，存活时间最长，66.7%的草鱼存活时长超过70 h，而12、14、24 ℃仅有33.3%存活时长超过50 h，结合存活时长、总氨氮质量浓度及草鱼的活动情况，认为16 ℃是草鱼进行暂养及有水保活运输的推荐温度。由图4A～C可知，1、5 ℃/h降温处理组在保活48 h后ALT、AST、AKP水平均高于3 ℃/h组和对照组，鱼体承受的应激损伤随时间延长逐渐加重；以3 ℃/h速率降温时，鱼体的AST及AKP活力在不同保活时间点达最大值后下降，表明在此条件下，鱼体能较快完成自身调节，在低温环境下重新达到稳态平衡。3 ℃/h组AST活力在保活12 h时达最大值（143.75 U/L），保活48 h下降为102.01 U/L，低于相同保活时长下其他降温处理组；各组的ALT活力整体上随保活时间延长逐渐升高，1、5 ℃/h降温处理组保活48 h后ALT活力分别为3 ℃/h组的1.5、1.8 倍；3 ℃/h组AKP活力随保活时间延长先增加后降低，1、3、5 ℃/h组最大值分别为48.74、45.53、60.55 U/L，是对照组的2.1、2.4 倍和3.0 倍，5 ℃/h组的AKP活力最高，影响最大。由图4D、E可知，3 个降温处理组保活12、24、36 h的COR及GLU水平均显著高于对照组；3 ℃/h降温处理组保活48 h后的GLU含量显著低于1、5 ℃/h组。1 ℃/h降温处理组保活0 h时，COR和GLU水平均显著高于其他组别；由于在1 ℃/h降温速率下，达到半休眠温度所需的冷驯时间长，鱼体处于水温变化的时间长，GLU浓度随时间延长先增加后降低，与COR质量浓度变化趋势一致；1、3、5 ℃/h降温处理组GLU浓度分别在保活12、24 h和36 h达最大值，为6.10、5.52、7.18 mmol/L，保活48 h后GLU浓度均有所下降，但仍高于对照组GLU水平。对比对照组与降温处理组的5 项血清生化指标可得，降温操作使鱼体产生应激，其中5 ℃/h降温速率快，水温短时间内快速降低造成鱼体强烈应激，COR质量浓度迅速升至较高水平应对刺激，保证机体的正常生命活动，相比于长时间的慢速降温，短时间的快速降温使鱼体的应激更强烈，而1 ℃/h组降温至16 ℃所需时间长，进入半休眠状态晚于3、5 ℃/h组，水温长时间变化导致鱼体产生持续应激反应，因此以1、5 ℃/h的速率降至16 ℃后进行保活使鱼体的应激比3 ℃/h更强烈，损伤更大。
SOD是鱼体的主要抗氧化物酶，由图5A可知，相比于对照组，降温处理组的SOD活性均显著增加，随保活时间延长先增加后降低，1、3、5 ℃/h降温处理组均在保活36 h达最大值，分别为260.49、276.23、315.01 U/mg，是对照组保活相同时长的1.9、2.1、2.4 倍。CAT是清除自由基重要的抗氧化酶，3、5 ℃/h降温处理组的CAT活力保活24 h达最大值（7.06、6.92 U/mg），随后逐渐下降；1 ℃/h降温处理组的CAT活力随保活时间延长逐渐升高，保活48 h后与对照组相比无显著差异，均低于3、5 ℃/h组（图5B）。GSH-Px是抗氧化系统中的酶类抗氧化剂，能清除因自由基氧化所产生的脂质过氧化物，降解H2O2，保护细胞膜结构及功能不受过氧化物的干扰及损害。由图5C可知，3 ℃/h组的GSH-Px活力随保活时间延长先增加后降低；保活48 h的1 ℃/h组GSH-Px活力高于3、5 ℃/h降温处理组和对照组，且3 ℃/h降温处理组的GSH-Px活力恢复至初始状态；保活48 h后1、5 ℃/h处理组GSH-Px活力是3 ℃/h组的1.2、1.1 倍。据刘奇奇研究操作及低温胁迫对四指马鲅的抗氧化系统结果可知，鱼体在应对低温应激时，肝脏和肌肉等不同组织中的GSHPx含量不同，肝脏中含量更高，GSH-Px活性可间接反映肝脏损伤状态，酶活性的升高说明活性氧自由基含量增加，表明1、5 ℃/h条件对鱼体的氧化应激更严重。根据Kim等研究鱼类氧化应激的结果可知，较高的SOD、CAT、GSH-Px活性分别与体内过高的O2－·、H2O2和活性氧（ROS）水平有关。SOD和GSH-Px活性在快、慢速降温处理组中均较高，表明在降温过程中，产生较多的O2－·和ROS，上述两种酶在清除和抵御ROS导致的氧化应激反应中发挥重要作用，在温度应激下鱼血清中GSH-Px活性较高。由图5D可知，1 ℃/h降温处理组的MDA含量随保活时间延长先升高后降低再升高，在24 h时降至最低，3、5 ℃/h组均在保活36 h降至最小值5.27、6.02 nmol/mg；1、3、5 ℃/h降温处理组保活48 h的MDA含量分别是对照组保活48 h的1.9、1.4 倍和1.7 倍，可见1、5 ℃/h降温处理组鱼体的氧化应激强烈，ROS含量增多，从而加深氧化应激反应程度。降温处理组的SOD、CAT及GSH-Px活力基本上随保活时间延长先升高后降低，表明降温导致鱼体内自由基失衡，诱导体内发生氧化反应，3 ℃/h降温处理组保活48 h后，酶活性恢复至初始状态，而过快或过慢降温对鱼体组织均会造成不同程度损伤，不能及时且准确地调节抗氧化酶的含量达到稳态环境，1、5 ℃/h降温处理组对鱼体的线粒体数量和功能的影响远大于3 ℃/h组，进而影响ROS的产生。本实验中，温度变化引起草鱼应激反应，温度升高草鱼代谢加快，应激敏感，对水体的污染加重，温度过低产生低温胁迫，眼球出现红血丝等不良生理反应。在草鱼的有水保活运输中，水温不应高于28 ℃或低于6 ℃。通过观察12～24 ℃范围内草鱼的存活情况及水质总氨氮质量浓度发现，随温度升高，氨氮质量浓度显著增加，存活时间延长先增加后减少。这和朱祥宇等研究不同温度条件下草鱼苗的排氨率结果相似，在24 ℃水中排氨率达到最大值（18.99 mg/h），15 ℃达到最小值（7.53 mg/h），草鱼的耗氧率、排粪率均随温度升高而增加，呼吸代谢增强，水质污染速率加快，心肌兴奋性加强，过高的温度将导致呼吸活动和心脏功能紊乱。因此，当温度高于28 ℃或低于6 ℃时不利于草鱼的保活运输，在16 ℃时草鱼进入半休眠状态，应激反应迟钝，存活时间最长，总氨氮含量最低，是进行运输的理想温度。鱼类在进行长途运输过程中，常受到来自外界的压力，其生理应激从激活交感神经反应开始，刺激垂体分泌促肾上腺皮质激素，再由肾间组织释放以COR为主的皮质类固醇，参与应激反应的被动调节，COR刺激下游生理过程（新成代谢和免疫反应）应对环境变化，进一步影响动物的行为、生长和生存，高COR水平与食物摄入量、食物转化效率、能量消耗和生长性能呈负相关。葡萄糖含量的升高主要是由儿茶酚胺和COR分别激活肝脏糖异生和肌肉组织糖原分解引起，葡萄糖通过影响胰岛素的分泌进而影响蛋白质分解和脂肪氧化，鱼体内的血糖由于肝脏糖原代谢和糖异生反应，短期内出现“高血糖”症状，随保活时间延长，该症状得以缓解。不同降温速率下COR和GLU含量随时间延长先增加后降低，均高于对照组，表明降温引起鱼体应激，保活24 h内COR质量浓度和GLU浓度升高，48 h后两指标均有所下降，甚至与保活初期无显著差异，表明48 h后鱼体可通过调节体内各系统适应新环境，亦表明COR及GLU浓度仅适合作为短期应激鱼体的评估指标，超过48 h后该指标的准确度降低。与1、5 ℃/h降温处理组相比，3 ℃/h降温处理组的COR质量浓度和GLU浓度最低，保活48 h后基本恢复初始水平，表明以3 ℃/h的降温速率进行冷驯时鱼体的应激反应程度小。 不同降温速率对草鱼肝脏的影响
肝脏是鱼体内最大的腺体器官，具有代谢、营养吸收、免疫等多种功能，ALT和AST是肝脏连接糖、脂质、蛋白质代谢的重要酶，作为评价肝脏病变程度最可靠的指标，当鱼体未受到强烈应激时2 种酶活性较低，其中，ALT主要存在于肝脏中，AST除存在于肝脏外，还存在于心肌细胞中，因此AST活力亦能反映心肌细胞受损伤程度。AKP是重要的磷酸单酯水解酶和非特异性磷酸酶，能催化磷酸单酯水解反应，同时在消解病原体、细胞吞噬、蛋白质磷酸基团转移、钙磷代谢等过程中发挥重要作用，可衡量鱼体非特异性免疫能力水平，在非必需氨基酸的合成和蛋白质分解代谢中发挥重要的中间作用。保活48 h后1、5 ℃/h降温处理组的AST和ALT活力均高于3 ℃/h组，表明1、5 ℃/h的降温速率对心肌和肝脏的损伤更显著，这与华茂圳等研究降温速率对斑石鲷无水保活的结果一致，其认为3 ℃/h冷驯后无水保活6 h对斑石鲷产生的应激反应最小，本实验中以3 ℃/h对草鱼进行冷驯，降温梯度小、时间短，鱼体可快速进入半休眠状态。在应激过程中，ROS过量产生会增加溶酶体膜的通透性和溶酶体蛋白水解酶向胞浆的释放，其中AKP是溶酶体的主要酶之一，其活性可反映溶酶体状态，进而反映鱼体的非特异性免疫能力。3 ℃/h组保活36 h的AKP活力下降，表明鱼体随保活时间延长在调节自身免疫，达到新的平衡状态。1 ℃/h组的AKP活力持续增加，表明长时间的冷驯过程也对鱼体免疫能力造成损害；保活48 h后5 ℃/h组的AKP活力高于3 ℃/h，快速降温会损伤溶酶体膜，对鱼体的免疫系统造成伤害。 不同降温速率对草鱼氧化应激的影响
ROS的产生和抗氧化防御系统之间缺乏平衡（即氧化应激）会导致DNA羟化、蛋白质变性、脂质过氧化、细胞凋亡，因此与氧化应激相关的细胞内ROS水平升高会对DNA、蛋白质和脂质造成破坏性影响。其中SOD、CAT、GSH-Px是鱼体内重要的抗氧化酶系，其活性可反映鱼体内的氧化应激程度，SOD主要催化O2－·分解为O2和H2O2，H2O2被CAT和GSH-Px等部分消除，GSH-Px是机体内广泛存在的一种催化H2O2分解的酶，能特异性地催化还原型谷胱甘肽与H2O2的还原反应，起到保护细胞膜结构和功能完整的作用。同时，GSH-Px能够催化GSH变为氧化型谷胱甘肽，使有毒的过氧化物还原变为无毒的羟基化合物。体内ROS的不断积累诱发膜脂过氧化，MDA是膜脂过氧化的重要产物之一，其含量反映了细胞膜过氧化的程度，是判断脂质过氧化程度和组织损伤的指标。
缓慢降温能避免因温度快速变化导致鱼体应激，但将延长鱼体进入半休眠状态的时间，长时间处于水温变化的环境中可能导致鱼体持续应激，而快速降温可缩短冷驯时间，但降温过快对鱼体组织损伤巨大。本实验中，7 ℃/h降温速率下草鱼的存活时长小于40 h，不利于长途活运；5 ℃/h降温处理组的SOD活性高于其他组别，表明该降温速率对鱼体的应激显著，产生大量ROS诱导氧化应激，缩短存活时长。1、5 ℃/h处理组降温结束后的MDA含量均显著高于3 ℃/h，随保活时间延长，快速降温会损伤鱼体肝脏等器官，减少酶的释放，降低清除自由基的能力，加深脂质过氧化程度，升高MDA含量。以3 ℃/h降至16 ℃保活48 h后血清生化指标及抗氧化酶活力与该降温速率下保活0 h的差异最小，在该降温速率下鱼体能通过调节自身代谢，使得鱼体的抗氧化及非特异性免疫能力在低温下达到新的平衡状态，3 ℃/h降温处理的草鱼抗逆性最强，这与张玉晗等在无水保活过程中低温休眠处理花鲈发现3 ℃/h处理后保活8 h对花鲈的肝脏损伤最低结论相似。
本实验基于梯度降温研究了草鱼的临界及半休眠温度，记录不同温度条件下草鱼的存活时长、监测不同温度下水质氨氮含量间接反映温度对草鱼生理代谢的影响。结果发现草鱼暂养及有水活运的最适温度为16 ℃，其临界低温为6～8 ℃；在进行长途运输时，水温应当小于24 ℃。分别以1、3、5、7 ℃/h的降温速率将暂养箱水温从室温（23～25 ℃）降至草鱼半休眠温度（16 ℃）后开展保活，在不同保活时长测量血清各项指标，得到在暂养冷驯过程中，适合草鱼的降温速率为3 ℃/h，该降温速率对草鱼体内各项生理影响最小，其抗逆性最强，适合长途运输。本研究获得了草鱼适宜的暂养及运输推荐温度，后续模拟长途运输实验亟待开展，验证经过3 ℃/h的降温速率冷驯后的草鱼在不同运输条件的生理变化及对其品质的影响，加快草鱼低温诱导休眠技术在产业上的推广应用。
本文《基于梯度降温的草鱼暂养及有水保活运输技术》来源于《食品科学》2023年45卷第4期271-278页，作者：何静怡，魏涯，岑剑伟，郝淑贤，陈胜军，黄卉，赵永强，王悦齐，杨少玲，林织。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230411-098。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。实习编辑：王雨婷 ；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。
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为加强企业主导的产学研深度融合，促进食品科研成果转化和服务地方经济产业，由全国糖酒会主办，北京食品科学研究院、中国食品杂志社和中粮会展（北京）有限公司承办的“食品科技成果交流会”将于2024年10月29-31日糖酒会期间在深圳国际会展中心举办，以当前食品科技发展趋势和食品产业发展的重点科技需求为导向，针对食品产业发展面临的重大科技问题，交流和借鉴国外经验，为广大食品科研工作者和生产者提供新的思路，指明发展方向。 联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）
