丁香酚輔助鮮活草魚處理和運輸的劑量研究

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(1.浙江海洋大學,浙江舟山 316021;2.中國水產科學研究院南海水產研究所,農業部水產品加工重點實驗室,農業部水產品貯藏保鮮質量安全風險評估實驗室(廣州),農業部漁業環境及水產品質量監督檢驗測試中心(廣州),廣東廣州 510300)

丁香酚輔助鮮活草魚處理和運輸的劑量研究

方曉磊1,2,柯常亮2，*,李劉冬2,劉奇2,古小莉2,黃珂2,趙東豪2,黎智廣2,莫夢松2

(1.浙江海洋大學,浙江舟山 316021;2.中國水產科學研究院南海水產研究所,農業部水產品加工重點實驗室,農業部水產品貯藏保鮮質量安全風險評估實驗室(廣州),農業部漁業環境及水產品質量監督檢驗測試中心(廣州),廣東廣州 510300)

藥物輔助鮮活水產品轉移和運輸已經成為水產品流通過程中產品保活、保值的一種重要手段。文章通過靜水式生物測試法,以丁香酚作為麻醉劑,研究不同藥浴濃度處理下草魚在麻醉階段的行為特征和誘導時間,在清水復蘇階段的行為特征、復蘇時間和復蘇存活率,以探索滿足商品規格的草魚在捕撈、轉移、處理和運輸等收貯運環節操作所需要的最適劑量。結果顯示,丁香酚濃度為40 mg·L-1的處理組中,實驗草魚在3 min內即可進入快速麻醉期,脫水10 min內依然保持麻醉狀態,放入清水中7 min內即可復蘇,適于草魚的短時間轉移操作;丁香酚濃度為10 mg·L-1的處理組中草魚可長時間(24 h)處于深度鎮靜狀態,魚體可保持平衡,但停止游動,且觸覺喪失,存活率100%,適合草魚長時間運輸操作。

草魚,丁香酚,魚用麻醉劑,活魚運輸,活魚處理

草魚是中國淡水養殖最大宗的經濟魚類,2015年總產量超過500 萬t,占淡水養殖魚類總產量的20.9%[1]。由于巨大的消費需求,鮮活草魚長距離、長時間、高密度的運輸已經成為常態。由于捕撈、轉移和運輸環節應激反應大,草魚從產地到市場的鏈條中容易受傷感染,免疫力降低,導致總體存活率和個體完好率下降,是產品價值受到影響[2-3]。

藥物輔助操作,可以有效緩解活魚的應激反應,降低活魚的死亡率[4]。丁香酚由于高效、安全、廉價,已經在一些國家作為漁業麻醉劑合法使用,用于輔助活魚捕撈、分揀、稱重、運輸、轉移、產卵、標記和其它操作[5-7]。日本規定丁香酚用海水或淡水稀釋至1/5000～1/20000后,可用藥浴的方式對魚類和貝類進行麻醉,但是用藥后分別須休藥7 d和10 d,并制定了魚體中丁香酚最大殘留限量(50 μg·L-1)[5]。新西蘭和南非允許丁香酚用于輔助漁業活動中各項操作,根據需要使用且不做限量要求[6-7]。雖然,丁香酚在中國還沒有登記使用,但是學者已就丁香酚對斑馬魚、日本囊蝦、俄羅斯鱘、鯔魚、半滑舌鰨和大西洋鮭等多個水產品種的麻醉效果開展了一些前瞻性研究[8-13]。自“麻醉魚”時間被報道出來后,相關部門于2015年對活魚收貯運環節丁香酚的使用情況進行了摸底調查。結果顯示,在生產實際中使用丁香酚輔助草魚處理和運輸的情況也時有發生。主要有兩種使用方法,一是在關鍵操作環節(捕撈和轉運)過程短時麻醉用藥,讓草魚在1～3 min達到麻醉狀態以便操作;二是運輸過程低濃度下長時間鎮靜,降低草魚的活動以降低損失和死亡率。目前的使用方法比較粗放,常導致過量用藥或藥效不足。然而,關于丁香酚對草魚麻醉效果的研究尚未報道。因此,文章聯系生產實際,以草魚為對象研究了不同濃度丁香酚對草魚的麻醉效果,探明了兩種用藥方式的適宜濃度,以期對實際生產有指導作用,為丁香酚的合理使用提供參考。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

丁香油水門汀 上海醫療器械股份有限公司齒科材料廠生產,丁香酚含量>99.5%;乙醇(≥99.7%) 分析純(AR),廣州化學試劑廠。由于丁香酚難溶于水,因此在開展藥浴實驗時預先將丁香酚和無水乙醇按照體積比1∶9配制成乳濁液溶。

實驗用草魚(規格1.0～1.5 kg)采集自水產批發市場,以運魚車運抵實驗水池(3 m×4 m×1.5 m)暫養7 d,暫養期間剔除體表受傷、活力低和死亡的個體。藥浴實驗前24 h停止投喂飼料。

DYKS-YC035W型恒溫熱泵機 佛山市帝義電器熱泵有限公司;YSI Professional Plus型便攜式多參數水質分析儀 美國YSI集團。

1.2實驗方法

1.2.1 實驗條件 實驗用水源自養殖池塘,預先置于室內儲水池(3 m×4 m×1.5 m)中持續供氧,恒溫熱泵機(DYKS-YC035W,佛山市帝義電器熱泵有限公司)調節池水溫度(20±1) ℃,溶氧量>7 mg·L-1,pH7.6～7.8,通過YSI不間斷監測上述水質指標。麻醉實驗容器為120 L塑料水箱,預先用高錳酸鉀溶液消毒、清水沖洗清洗處理。

1.2.2 魚體生理行為觀察 觀察藥浴處理組和對照組草魚在呼吸頻率、平衡性、刺激反應和游動行為等生理反應。呼吸頻率通過事先錄像觀察一定時間,隨后依照錄像人為計數草魚鰓蓋的開合頻率。魚體的平衡性通過觀察魚身是否能夠維持正常體位來判定,出現側傾或翻轉則視其無法維持平衡。以木棍觸碰魚體察看草魚對外界刺激響應是否靈敏。游動行為的改變以單位時間內草魚游動時間的長短確定。

1.2.3 短時間麻醉藥浴實驗 采用靜水式生物測試法進行預實驗[13-14],使用較大濃度范圍麻醉實驗草魚,以確定藥浴濃度(見表1)。移取相應體積的丁香酚于燒杯中,用無水乙醇配制成乳濁液后,倒入預先放入60 L水的水箱中配制成所需藥浴處理濃度。共計60尾草魚,每個處理隨機選擇放入10尾暫養草魚,逐個開始藥浴實驗,觀察不同藥浴濃度下草魚的的行為特征,同時記錄草魚麻醉時間。藥浴觀察30 min后,1～5處理組中的草魚從水箱中麻醉的草魚撈出空氣暴露10 min,沖洗,放入清水中觀察其復蘇時的行為特征,記錄復蘇時間。如果實驗過程(藥浴麻醉過程和空氣暴露過程)中草魚出現停止呼吸或休克現象,立即放置到清潔水體中進行復蘇。

表1 短時麻醉藥浴實驗中丁香酚濃度(mg·L-1)Table 1 Eugenol concentrations in each bath group for fish anesthetic in short time(mg·L-1)

1.2.4 長時間鎮靜藥浴實驗 根據1.2.3麻醉濃度實驗結果和活魚麻醉生理行為表現,確定藥浴濃度處理組(表2)。共計50尾草魚,于每個處理組中隨機選擇暫養草魚10尾于實驗水箱中,持續觀察24 h,記錄實驗個體狀態和存活率。對于24 h內處于鎮靜狀態且存活率為100%的處理組,繼續暫養14 d 以觀察和統計草魚的攝食及死亡情況。

表2 長時間鎮靜藥浴實驗中丁香酚濃度(mg·L-1)Table 2 Eugenol concentrations in each bath group for fish sedation in long time(mg·L-1)

2 結果與分析

2.1短時間麻醉藥浴

表3 不同麻醉誘導階段草魚的行為特征Table 3 Characteristic behaviors of grass carp in response to eugenol in different induction stages

表4 不同復蘇階段草魚的行為特征Table 4 Characteristic behaviors of grass carp recovered in clean water in different stages

丁香酚麻醉活魚的實驗中,大多數魚類在麻醉誘導過程中呼吸頻率、平衡能力、游動狀態等生理行為在不同的麻醉階段存在較大差異,常被劃分成不同的誘導階段進行描述[13-16]。本實驗將藥浴期間丁香酚對草魚的麻醉誘導狀態劃分成6個階段,清水復蘇期間根據草魚生理恢復所表現的狀態分為4個階段(表3)。從麻醉和復蘇的行為特征來看,草魚在呼吸、平衡、游動和應激等方面表現出的特征與之前的研究基本一致。

麻醉誘導時間顯示(表5),20 mg·L-1以下處理組,誘導時間較長且不能達到麻醉狀態。20、30、40 mg·L-1處理組進入麻醉狀態分別需要約10、5、3 min。30 mg·L-1和40 mg·L-1的麻醉效率高。而且,在空氣中暴露時,40 mg·L-1處理組中的草魚撈出后麻醉狀態可以持續8～10 min。60 mg·L-1處理組中,草魚快速達到深度麻醉期,處于休克狀態,不適合用于草魚的麻醉處理。

表5 不同處理組草魚進入不同麻醉階段的誘導時間(min)Table 5 Induction time for different stages of grass carp in response to eugenol in each treatment(min)

注:因應激期發生在草魚剛投入溶液中5～15 s左右,時間極短故未在表中列出。

草魚從水箱撈出、空氣暴露后,沖洗放入凈水箱中復蘇,低濃度下未進入麻醉狀態下的草魚,行為變化特征不明顯,很短時間內即恢復正常狀態(表6)。30～40 mg·L-1處理組麻醉狀態的草魚6 min左右可恢復到正常狀態。

表6 不同處理組草魚進入不同復蘇階段的時間(min)Table 6 Time of grass carp recovered in clean water in different stages(min)

2.2長時間鎮靜藥浴

24 h藥浴觀察結果顯示,5.0 mg·L-1和10.0 mg·L-1處理組中草魚存活率100%,其它處理組出現不同程度的個體死亡,死亡率低于100%(表7)。

雖然存活率均達到100%,但是5.0 mg·L-1處理組和10.0 mg·L-1處理組中草魚行為響應存在較大差異。5.0 mg·L-1處理組中的草魚僅達到輕度鎮靜狀態,且藥浴10 h左右呼吸頻率、平衡能力、游動狀態等生理行為基本恢復正常,對外界刺激反應強烈。草魚在丁香酚濃度10 mg·L-1時達到鎮靜狀態,在水中停止游動,身體保持平衡,觸覺基本喪失,處于與表3中第3階段所述狀態。后續暫養觀察顯示,草魚放入清水后很快恢復正常,攝食正常,基本未出現死亡狀況(第5 d死亡1條)。

表7 不同處理組草魚藥浴存活率Table 7 Surviving rate of grass carp bathed 24 hours in eugenol at different treatment

注：a:10 h魚體恢復至正常期狀態。

3 討論

麻醉劑濃度過低,起不到抗應激作用不利于操作,過高活魚容易休克,復蘇率堪憂。因此,不同的操作需要選擇不同的給藥劑量,既利于生產操作,又能起到保活作用。

鯉魚、虹鱒、羅非魚、點鰭紅眼脂鯉和彩虹鯊等鮮活水產品進行短時間操作時,研究人員推薦的丁香酚劑量分別為30～50、60,50～60、65、和200 mg·L-1[17-21]。因為,相應劑量可使對應的品種處于麻醉狀態。處于麻醉狀態的活魚(表3),不僅魚體失去平衡身體翻轉靜置于容器底部,喪失了響應外界刺激的能力,而且在其放入清水中后可以很快復蘇。因此,麻醉狀態最適宜在捕撈、分揀、稱重、裝運和轉移等環節針對活魚開展各項操作。本實驗中1.0～1.5 kg規格的草魚用40 mg·L-1劑量的丁香酚進行處理時,3 min內即可進入麻醉狀態(表5),機體平衡、活動和反射等功能喪失,而且在8～10 min的脫水過程中草魚還可保持麻醉狀態,在清水中放置6 min左右即可復蘇,存活率為100%。因此,實驗規格的草魚用40 mg·L-1的丁香酚處理,麻醉誘導速率快,復蘇率高,適合輔助實際生產中草魚起塘、稱重、分級和裝車等操作和轉移環節的工作要求。

活魚運輸環節關注的重點與其它環節不同。運輸過程中,活魚長期暴露于丁香酚水溶液中且受到運輸容器震動和噪聲等影響,容易處于高度應激的狀態[22]。因此,需要降低運輸期間活魚的應激反應,減少魚體之間、魚體與運輸器具的接觸,降低物理損傷。研究顯示,活魚處于深度鎮靜狀態時,魚體可保持平衡,而且不游動[13-15]。因此,個體與個體之間、個體與容器之間造成的物理損傷可降至最低。運輸途中為保持魚體存活率,還要降低魚體生理代謝以保持水質潔凈。因為在運輸途中活魚會會排放氨氮、消耗水體氧氣,惡化水質不利于存活[23]。鎮靜狀態可減緩魚體的新陳代謝。研究表明,丁香酚的劑量使個體處于鎮靜狀態時,黃臘鯵、亞鱘稚魚、中華鱘幼魚耗氧量和排氨量顯著降低,大口黑鱸心臟輸出量明顯降低[14,24-26]。草魚的實驗結果顯示(表7),10.0 mg·L-1時可使草魚在24 h內可保持深度鎮靜狀態。深度鎮靜狀態的活魚(表5),魚體保持不動、應激反應小、代謝速率降低,不僅保持了水質潔凈,還緩解了應激反應減少了魚體的物理損傷。因此,實驗規格的草魚在運輸時間在24 h內時應用10.0 mg·L-1的丁香酚輔助運輸有利于保持草魚的存活率和完好率。

4 結論

活魚收貯運過程由于活體應激和水質惡化等原因常導致個體受損、免疫力下降和死亡,不僅大幅降低產品的價值,還扼制了產業的發展,抑制了產品供給和消費。因此,引入高效低毒、價格低廉的藥物輔助活魚操作、轉移和運輸可以助力產業發展。本文研究結果表明丁香酚濃度為40.0 mg·L-1時適合輔助實際生產中草魚起塘、稱重、分級、轉移等操作,10.0 mg·L-1時適于輔助草魚長時間(24 h)運輸。已有研究表明丁香酚在虹鱒魚和銀鱸肌肉組織中可快速消除[27-28]。未來建議深入開展不同類水產品中丁香酚的殘留消除研究,尤其是兩種給藥方式對藥物殘留量的影響,評估魚體中丁香酚殘留對人體的健康風險,探索丁香酚作為漁用麻醉劑的可行性、安全性,以填補國內漁用麻醉劑的空白,助力水產行業發展。

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ConcentrationsofeugenolassistingfortransportandhandlingofCtenopharyngodonidellus

FANGXiao-lei1,2,KEChang-liang2，*,LILiu-dong2,LIUQi2,GUXiao-Li2,HUANGKe2,ZHAODong-hao2,LIZhi-guang2,MOMeng-song2

(1.Zhejiang Ocean University,Zhoushan 316021,China; 2.South China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Key Laboratory of Aquatic Product Processing,Ministry of Agriculture,Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Aquatic Product on Storage and Preservation,Ministry of Agriculture,Fishery Environment and Aquatic Products Quality Supervision and Testing Center(Guangzhou),Ministry of Agriculture,Guangzhou 510300,China)

Drugs in assistance of transport and handling of live aquatic products has been a vital way to increase their survival rate and keep the product value. To find the optimal dosage for market sizeCtenopharyngodonidellusin the operation of harvest,transferring,handling,and transport,the static bioassay method was employed to investigate behaviors and induction times of the fish treated by eugenol in anesthetic stages,and the behaviors,recovery time and survival rate in recovery stages. As the result showed thatCtenopharyngodonidelluswere quickly anaesthetized within three minutes bathed at the treatment of eugenol at 40 mg·L-1. The fish could keep in narcotism while exposing on air for ten minutes. They could recover within seven minutes in clean water. In the 10 mg·L-1treatment,Ctenopharyngodonidelluscould keep in the deep sedation for a long time. In this stage,though the body could keep equilibrium,but the fish were not mobile and lost stimuli response. The most important was the survival rate amounted to one hundred percent. According to the practical need in fish harvest,handling and transport,eugenol at 40 mg·L-1and 10 mg·L-1were opt for handling and transport ofctenopharyngodonidellusin the experimental size,respectively. This results could provide references for eugenol as fish anesthetic in assistance ofCtenopharyngodonidellustransport and handling.

Ctenopharyngodonidellus;eugenol;fish anesthetics;live fish transport;live fish handling

2017-03-10

方曉磊(1993-),男,碩士研究生,研究方向:食品安全與加工,E-mail:100755299@qq.com。

*通訊作者:柯常亮(1980-),男,碩士,副研究員,研究方向:水產品質量安全與風險評估,E-mail:kechangliang@scsfri.ac.cn。

國家農產品質量安全風險評估重大專項(GJFP201600902)；中國水產科學研究院南海水產研究所中央級公益性科研院所基本科研業務費專項資金(2016TS15,2016TS22,2015TS18)；農業部水產品加工重點實驗室開放基金(NYJG201513)。

TS254.1

:A

:1002-0306(2017)17-0275-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.17.053