水产品冰温无水保活运输关键技术研究

2014-11-26

水产品的养殖有其特殊性，产地和消费地之间通常距离较远，这就需要强有力的物流运输作支撑。而目前，国内鱼类活体运输主要采用有水低温或有水麻醉运输方法。但采用这些方法进行活鱼运输时有可能导致水环境恶化，从而带来鱼类产品品质恶化和食用安全性等问题，而且运输时间短、存活率低、成本高、运输量小。

为此，山东商业职业技术学院、山东省农产品贮运保鲜技术重点实验室和国家农产品现代物流工程技术研究中心在国家“十二五” 科技支撑计划项目“淡水水产品保活鲜冷链物流关键技术研究”（2012BAD38B04）和山东省科技发展计划项目“水产品冰温无水保活运输关键技术研究”（2011GNC11302）的支持下，开展了“水产品冰温无水保活运输关键技术研究”，以鲫鱼、鲤鱼、乌鳢、黑鲷、大菱鲆、半滑舌鳎、泥鳅等不同水产品为研究对象，围绕冰温无水活运中的三大技术难题，即“冷驯化”处理、贮运过程中温度精准控制及“唤醒”程序开展研究，并在此基础上建立各种水产品冰温无水保活运输技术流程，形成具有自主知识产权的关键技术成果，并实现产业化示范推广。项目成果荣获2014年山东高等学校优秀科研成果奖二等奖，并作为“生鲜农产品冷链物流品质控制技术装备研发与应用”中主体内容荣获2014年度中物联科学技术一等奖。

二、研究内容

1．测定不同水产品的临界温度。观察并记录产品在不同温度下的呼吸频率，以呼吸开始不规律到极不规律，甚至观察不到呼吸时（鱼尚未死亡）的温度作为其临界温度。

2．测定不同水产品的冰点温度。测定产品结冰点并绘制其冻结曲线。

3．测定不同温控条件下产品的保活时间。实验过程中对纯氧条件下的无水保活的温控条件进行以下三种不同的处理，以比较不同温控条件下产品的保活时间。（1）在与鱼的临界温度相近的恒温冰箱中；（2）在温度与鱼的冰点相近的控温介质（如冰盐水）中；（3）将鱼放置在温度为2 ^oC的恒温冰箱中。

4．分析氧气供应对保活时间的影响。将处于临界状态的鱼体迅速放于双层塑料薄膜袋内，在袋内充入纯氧或空气与纯氧的混合物，用橡皮筋将袋口扎紧，然后置于2 ^oC的低温下，确定鱼体的保活时间。

5．测定暂养时间对保活时间的影响。将活鱼放于水族箱中，分别暂养0、24、48和72 h，然后以纯氧的方式在低温下进行保活实验，确定保活时间。

6．分析降温方法对无水保活时间的影响。包括：（1）快速冷驯化；（2）缓慢梯度降温。在对鱼体进行降温时，采用3个降温梯度以确定不同降温速度对鱼体保活时间的影响。

7．测定不同水产品组织细胞的脂类组成和流变特性，揭示其冷适应机理。

8．基于模糊控制规则，建立冰温库或运输车的动态温度控制系统，实现对冰温设备温度的高精度控制。

9．建立不同水产品的“唤醒程序”。

10．开展水产品无水保活物流关键技术配套装备研究。

11．建立不同水产品冰温无水保活运输技术流程。

二、科技创新

1．针对不同水产品冰温无水活运的三大技术难题， 即“冷驯化”活鱼使其休眠、贮运中车内温度精准控制保持活鱼“休眠”以及在目的地“唤醒”活鱼，解除休眠，进行关键技术及其配套装备攻关，并在此基础上建立了完善的工艺技术流程，设计生产了配套装备。

2．基于试验鱼的内生生物节律特征，确定了试验鱼暂养时间和温度、冷驯化时间和温度、保活时间，研究了温度、季节、气体成分等关键技术对无水保活效果的影响。

3．在确定不同水产品冰温无水保活技术工艺条件的基础上，通过分析产品组织脂类组成和流变特性等，揭示其冷适应机理。

4．全自动扫描测量贮运过程中温湿度气体环境，实时监控、调节温湿度等微环境状况，确保了无水活运的精准实施。

5．针对不同水产品商业保活运输的技术需求，采用冰温无水保活运输，不仅可以保持产品鲜活，而且可以提高产品运输量，降低运输成本；

6．成果预期达到国际先进水平。

三、产业化与应用

生鲜农产品物流领域是一个巨大的万亿元市场。该项目水产品无水保活物流技术极大地提升了整个生鲜农产品物流行业的技术水平，提高了水产品的运输时间、成活率、运输距离等，为水产养殖企业、零售商、配套装备生产商等带来了巨大效益。同时，该项目技术减少了生鲜农产品物流损耗，改善了生鲜农产品安全、营养和品质，为人们提供了鲜活健康的水产品，营造出农业可持续发展的良好环境，产生了巨大的社会效益。

项目成果以冷链技术、物流信息技术、“冷驯化”及“唤醒”技术为依托，通过技术的集成和成果推广，大大降低了物流过程中的产品损耗，提高了物流间接经济效益，促进了水产品冷链运输和市场配套销售体系的优化和发展。因此，在运输业、包装业、销售业和运输设备制造业等方面，该技术都将产生较大的拉动作用，带动创造较高的经济效益。

该项目技术水平先进，使得我国活鱼运输有望进入无水时代，水产品无水保活物流技术集“暂养–梯度降温–冷驯化–无水包装–低温贮藏–唤醒”全过程品控工艺、智能信息化及配套装备为一体。该技术可使水产品存活时间长达60h～81h，存活率达98%以上，成本低，自动化程度高，易于操作，能实现大批量的输送。配套装备则严格按照工艺流程设计生产，主要包括低温驯化／唤醒箱、无水保活运输车、无水保活运输垫、无水运输箱等完善装备，有效地构成物流载体，从而实现水产品无水保活流通全程高效、绿色、低碳。

该项目研发的关键工艺及配套装备等成果目前已被寻山集团有限公司、莱州明波水产有限公司、獐子岛锦通冷链物流公司、獐子岛上海大洋食品有限公司等水产企业使用，并得到了广泛的认可。通过对水产品无水活运工艺技术及其配套装备的革新，提高了成活率，增加了运输量，延长了成活时间，从而大幅提升了水产品商业价值。该项目促进了生鲜农产品冷链物流行业的全面革新，降低了物流成本，提高了经济效益，保障了产品质量。技术及配套装备成本约100～200万元／年，按照成活率提高10%计算，运输量提高20%计算，利润4300～5000万元／年，经济效益明显。每年可培训水产品无水保活物流技术从业人员1000～1500人次，节省了大量人力、物力资源，市场前景广阔。

项目负责人

王国利，山东商业职业技术学院教授，国家农产品现代物流工程技术中心研究员、专职副主任。。

王国利教授长期致力于农产品贮藏保鲜和物流、供应链研究，特别注重冷链物流技术及物流信息技术研究。曾任“十五”国家科技攻关重大专项课题第一主持人，国家高技术产业化示范项目技术第一负责人，承担“十一五”国家科技支撑计划重点课题2项，担任“放心肉”服务体系山东工程负责人等。现“十二五”国家863计划课题负责人，承担国家农业成果转化项目、国家现代农业高技术产业化示范工程项目、省黄三角示范工程、山东省重大科技专项课题等10余项。多年来获省部级科技进步一等奖2项、二等奖2项，三等奖2项。负责和参与起草了《物流企业冷链服务要求与能力评估》等多项国家标准。

技术负责人

张长峰，理学博士，副教授，浙江大学博士后，山东省农产品贮运保鲜技术重点实验室主任，国家农产品现代物流工程技术研究中心品控与检测部部长。2010年获中国科学院院长优秀奖。获山东高等学校优秀科研成果二等奖3项、三等奖1项。