羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)品質(zhì)學(xué)科動態(tài)研究

李柳,徐錦華,楊臻,穆迎春,程波,孫慧武,喬璐*

(1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品質(zhì)量安全控制重點實驗室,北京100141;2. 上海海洋大學(xué),食品學(xué)院,上海 200120)

羅非魚(Oreochromismossambicus)原產(chǎn)于非洲,又名“非洲鯽魚”,是目前世界上重要的淡水養(yǎng)殖魚類之一,具有生長快,繁殖能力強、食性雜、病害少、適應(yīng)性強、肉厚刺少等特點[1-2]。羅非魚是一種營養(yǎng)價值較高的優(yōu)質(zhì)淡水魚類,蛋白含量高,脂肪含量低,且含有人體所需的8種必需氨基酸,所含的氨基酸中谷氨酸含量最高,屬于聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)及世界衛(wèi)生組織(World Health Organization, WHO)框架下優(yōu)質(zhì)蛋白源范疇。同時,羅非魚還富含有益于人體的多種維生素及鉀、鈉、磷、鎂等礦物質(zhì)[3-4]。

根據(jù)FAO發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示, 2020年,全球養(yǎng)殖羅非魚總產(chǎn)量為558.45萬t,較2015年增長了12.13%,占全球養(yǎng)殖有鰭魚類總產(chǎn)量的9.72%。其中全球內(nèi)陸?zhàn)B殖羅非魚總產(chǎn)量為547.71萬t,占全球內(nèi)陸?zhàn)B殖有鰭魚類總產(chǎn)量的11.15%,僅次于草魚(Ctenopharyngodonidellus),排第二。2022年,全球有125個國家和地區(qū)養(yǎng)殖了羅非魚,中國仍然是養(yǎng)殖羅非魚的最大生產(chǎn)國[5]。與此同時,印度尼西亞、埃及、泰國和菲律賓等國家是養(yǎng)殖羅非魚的主要國家。根據(jù)《2023中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù),2022年全國羅非魚養(yǎng)殖總產(chǎn)量為173.89萬t,比上年增長4.59%,占淡水養(yǎng)殖魚類的6.42%[6]。

羅非魚養(yǎng)殖區(qū)域分布不平衡,因羅非魚對環(huán)境溫度要求較高,其養(yǎng)殖區(qū)域主要集中在南方地區(qū)[7]。廣東、海南、廣西、云南、福建為羅非魚養(yǎng)殖的主要產(chǎn)區(qū),產(chǎn)量占全國的97.30%。其中,廣東省以75.7萬t位居全國羅非魚養(yǎng)殖產(chǎn)量第一[6]。本研究通過對 2017—2022 年羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)品質(zhì)學(xué)科主要研究機構(gòu)、文獻、專利及標準發(fā)布等情況進行統(tǒng)計和分析,明確羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)品質(zhì)學(xué)科研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及今后需重點關(guān)注的領(lǐng)域,旨在為科研人員了解領(lǐng)域研究基礎(chǔ)及掌握研究方向提供參考。

1 國內(nèi)外羅非魚研究熱點

1.1 國外主要研究機構(gòu)及項目

國際上對羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)評價的科研課題多為國家農(nóng)業(yè)部/國家科學(xué)技術(shù)學(xué)會/研究所資助項目或大學(xué)資助研究課題,研究國家包括美國、巴西、泰國、埃及、馬來西亞、墨西哥、沙特阿拉伯、印度、埃塞俄比亞等國家。近6年國際上研究羅非魚的學(xué)術(shù)論文3 000篇左右,其中質(zhì)量安全與營養(yǎng)評價的研究文獻不足10%;近6年未檢索到國際上各國發(fā)布的羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)評價相關(guān)的國家標準和行業(yè)標準;羅非魚授權(quán)的專利多為養(yǎng)殖及養(yǎng)殖技術(shù)方面的研究,未涉及羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)評價。國際上羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)評價的主要研究機構(gòu)及研究內(nèi)容見表1。

表1 國際上羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)評價主要研究機構(gòu)及研究內(nèi)容Tab.1 Main research institutions and contents of tilapia quality safety and nutrition evaluation in the world

1.2 國內(nèi)主要研究機構(gòu)及項目

中國涉及羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)評價的科研課題200余項,覆蓋自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局科技項目、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項和各省級項目,以及研究院所科研項目和公益性行業(yè)專項。近6年共發(fā)表學(xué)術(shù)論文2 000篇以上,其中涉及羅非魚質(zhì)量安全和營養(yǎng)評價相關(guān)的研究文獻600篇左右;授權(quán)羅非魚相關(guān)的發(fā)明專利/實用新型專利700余項,其中內(nèi)容多為羅非魚育種、養(yǎng)殖、養(yǎng)殖尾水處理、加工包裝、運輸、飼料包裝等,涉及羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)評價的不足5%;國內(nèi)羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)評價的主要研究機構(gòu)及研究內(nèi)容見表2。

表2 國內(nèi)羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)評價主要研究機構(gòu)及研究內(nèi)容Tab.2 Main research institutions and contents of quality safety and nutrition evaluation of tilapia in China

表3 中國發(fā)布的羅非魚相關(guān)標準Tab.3 Tilapia standards issued by China

2 國內(nèi)外學(xué)科研究動態(tài)

2.1 國外學(xué)科研究動態(tài)

2.1.1 文獻檢索總結(jié)

設(shè)置Tilapia和detection、standard、risk assessment、authentication、nutritional quality等關(guān)鍵詞進行文獻檢索,發(fā)現(xiàn)近6年國際上關(guān)于羅非魚質(zhì)量安全發(fā)表的文獻多為生物危害檢測和藥物殘留檢測及風(fēng)險評估,包括羅非魚致病菌(如鏈球菌、氣氧單胞菌)檢測[20-21]、羅非魚可能感染的病毒(如湖病毒)檢測[8-9]、抗生素藥物檢測[16-17]、農(nóng)獸藥檢測[12,15]和風(fēng)險評估等,此外還涉及了重金屬污染物檢測[23]和生物毒素檢測[18-19];羅非魚營養(yǎng)品質(zhì)評價有關(guān)的文獻多為日糧中添加功能性添加劑或不同日糧對羅非魚生長性能、營養(yǎng)價值、血液參數(shù)、腸道形態(tài)、免疫功能和抗氧化等的影響[14,27-29],少數(shù)文獻研究內(nèi)容為羅非魚營養(yǎng)品質(zhì)評價。

2.1.2 羅非魚國際標準查詢

梳理國際標準化組織(International organization for standardization, ISO)、國際食品法典委員會(Codex alimentarius commission, CAC)、FAO國際食品數(shù)據(jù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等國際組織關(guān)于食品品質(zhì)評價、分等分級的技術(shù)文件、數(shù)據(jù)庫等,ISO關(guān)于食用農(nóng)產(chǎn)品具有完善的標準體系,但針對羅非魚的相關(guān)標準未檢索到;梳理歐盟發(fā)布的指令條例及法規(guī),歐盟對肉類、奶類、蛋類的分類評級標準多側(cè)重于外觀等品質(zhì),而非質(zhì)量安全或營養(yǎng)成分,且未有針對羅非魚的相關(guān)標準發(fā)布;梳理澳大利亞發(fā)布的食品標準,已有小麥等級標準和肉類等級標準,但并未發(fā)布羅非魚等級標準。通過系統(tǒng)的查詢及梳理ISO、CAC、EU/EC歐盟指令條例、澳新標準等,發(fā)現(xiàn)近年來國際上未發(fā)布羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)評價相關(guān)的標準。

2.1.3 國外學(xué)科研究動態(tài)分析

近年來國際上針對羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)評價方面缺乏寄生蟲和真菌、危害物(如持久性有機污染物)風(fēng)險評估及營養(yǎng)品質(zhì)評價與分等分級研究;對于羅非魚質(zhì)量安全和營養(yǎng)品質(zhì)方面的相關(guān)標準還有待探究。羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)品質(zhì)問題是影響其國際競爭力的關(guān)鍵因素,應(yīng)構(gòu)建羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)品質(zhì)指標體系,制定質(zhì)量安全與營養(yǎng)品質(zhì)相關(guān)標準,加強羅非魚研究體系建設(shè)。

2.2 國內(nèi)學(xué)科研究動態(tài)

2.2.1 文獻檢索情況

設(shè)置羅非魚、檢測、標準、風(fēng)險評估、營養(yǎng)、品質(zhì)等關(guān)鍵詞進行檢索,發(fā)現(xiàn)近6年國內(nèi)關(guān)于羅非魚發(fā)表的文獻中質(zhì)量安全及營養(yǎng)評價方向研究均有涉及,其中質(zhì)量安全方向研究包括生物危害(無乳鏈球菌[57-58]、嗜水氣單胞菌[59]、湖病毒[60]、霍亂弧菌[59]等)檢測、農(nóng)獸藥(磺胺類藥物、喹諾酮類藥物、氯霉素和孔雀石綠等)殘留檢測[64-66]、重金屬檢測[61]、有機污染物檢測[67]等;營養(yǎng)評價方向研究包括貯藏方法和條件對羅非魚質(zhì)構(gòu)、蛋白質(zhì)和風(fēng)味物質(zhì)、生物胺、脂質(zhì)組學(xué)等影響[74]及不同養(yǎng)殖方式、飼料條件和制作過程對羅非魚品質(zhì)的影響[76-78]等。

2.2.2 羅非魚專利情況

以“羅非魚”為關(guān)鍵詞,共檢索羅非魚相關(guān)的發(fā)明專利/實用新型專利700余項,專利申請內(nèi)容多為羅非魚育種、養(yǎng)殖、加工、運輸、飼料等相關(guān)方向。羅非魚育種專利涉及基因組選擇育種方法、雜交育種方法、提高抗病性能育種方法及耐鹽育種裝置等;羅非魚養(yǎng)殖專利涉及分級陸基推水集裝箱式水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)、養(yǎng)殖裝置、養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控裝置、飼料投喂裝置、污水處理裝置及高密度養(yǎng)殖方式等;羅非魚加工專利涉及清洗裝置、加工用磨皮機、冷凍裝置、自動化一體式加工裝置、保鮮裝置、烘干裝置、損傷檢測裝置等;羅非魚運輸專利涉及苗種高密度運輸、無水運輸、運輸設(shè)備等;羅非魚飼料專利涉及飼料制備裝置、飼料投喂裝置、肉質(zhì)改良配合飼料制備、飼料添加劑研發(fā)及制備、飼料運輸裝置等。涉及羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)品質(zhì)分等分級環(huán)節(jié)的專利數(shù)不足5%。目前,漁業(yè)向著現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型,羅非魚產(chǎn)業(yè)在提高產(chǎn)量的同時更應(yīng)注重環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展和水產(chǎn)品品質(zhì)提升方面的技術(shù)研發(fā)和專利布局。

2.2.3 羅非魚標準情況

以“羅非魚”為關(guān)鍵詞對相關(guān)標準進行檢索,共檢索到標準47條,現(xiàn)行有效的為41條,已廢止的為6條。其中有4條為國家標準,16條為農(nóng)業(yè)農(nóng)村部(原農(nóng)業(yè)部)牽頭制訂的水產(chǎn)行業(yè)標準,其余21條均為省級部門牽頭制訂的地方標準。標準涉及病毒檢測技術(shù)規(guī)范、鏈球菌病診斷規(guī)程、養(yǎng)殖技術(shù)規(guī)程、凍羅非魚及其加工技術(shù)規(guī)范、質(zhì)量安全管理技術(shù)規(guī)范、苗種性別鑒定、親本保存技術(shù)規(guī)范、病害防治技術(shù)規(guī)范、飼料生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范等多方面。羅非魚相關(guān)標準涉及面相對較廣,羅非魚標準體系已經(jīng)建立起初步框架,但其中行業(yè)和省級地方標準占比較大,國家標準相對缺乏,限制性大,應(yīng)加強羅非魚標準體系的構(gòu)建,同時完善行業(yè)標準及地方標準。

綜上,近年來國內(nèi)關(guān)于羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)評價方面的研究成果頗多,但是針對羅非魚生物毒素、危害因子風(fēng)險評估、功能性營養(yǎng)因子的分析及羅非魚品質(zhì)分級的研究尚不足,且缺乏羅非魚分等分級標準。國內(nèi)標準中國家標準較少,行業(yè)標準和地方標準較多,相關(guān)標準還需補充和完善,應(yīng)加強羅非魚標準體系的構(gòu)建,提升市場風(fēng)險的主動防控能力。

3 學(xué)科發(fā)展趨勢

隨著中國漁業(yè)的發(fā)展,國內(nèi)水產(chǎn)品質(zhì)量安全與營養(yǎng)品質(zhì)評價體系不斷完善。近年來國際上關(guān)于羅非魚質(zhì)量安全和營養(yǎng)評價發(fā)表的文獻多為生物危害檢測和藥物殘留檢測及風(fēng)險評估,包括羅非魚致病細菌和病毒檢測[8-9]、抗生素及農(nóng)獸藥檢測和風(fēng)險評估等[12, 15],且已有研究開展了重金屬污染物檢測[23]和生物毒素檢測[22],但缺乏寄生蟲和真菌、危害物(如持久性有機污染物)風(fēng)險評估及營養(yǎng)品質(zhì)評價與分等分級研究,且缺乏羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)品質(zhì)相關(guān)標準。國內(nèi)近年來發(fā)表的文獻主要包括生物危害檢測[59]、農(nóng)獸藥殘留檢測[63,66]、重金屬檢測[61]、有機污染物檢測等;營養(yǎng)評價方向研究包括貯藏保鮮[73-74]、不同養(yǎng)殖方式[68,76]、飼料條件[77]和加工過程[78]對羅非魚品質(zhì)影響等。但是針對羅非魚生物毒素、危害因子風(fēng)險評估、功能性營養(yǎng)因子分析及羅非魚品質(zhì)分級的研究尚不足。且羅非魚相關(guān)標準雖涉及面相對較廣,但國家標準較少,行業(yè)和地方標準較多,限制性大。中國雖作為主要的羅非魚生產(chǎn)國之一,但在羅非魚質(zhì)量安全管控體系建立方面還不夠完善,與發(fā)達國家間存在一定差距。羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)品質(zhì)問題是制約其國際競爭力的重要因素,國內(nèi)應(yīng)加強羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)品質(zhì)指標體系的構(gòu)建,制定和完善相關(guān)標準,加強羅非魚研究體系建設(shè)。

3.1 高效準確快速檢測技術(shù)開發(fā)

檢測技術(shù)是羅非魚質(zhì)量安全管控的基礎(chǔ),研究和開發(fā)高效準確的快速檢測技術(shù)是構(gòu)建羅非魚質(zhì)量安全與營養(yǎng)品質(zhì)指標體系的重要內(nèi)容。國內(nèi)外已在羅非魚農(nóng)獸藥殘留、致病細菌和病毒、重金屬等危害物檢測方面初步構(gòu)建了技術(shù)平臺。以近幾年興起的湖病毒為例,湖病毒是一種新型的RNA病毒,能夠使羅非魚致死率高達80%以上,針對湖病毒已經(jīng)建立了一系列的檢測方法,包括逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈式反應(yīng)(Reverse transcription polymerase chain reaction, RT-PCR)、實時熒光定量RT-PCR和套式RT-PCR等[80]。Phusantisampan等[81]提出了一種高靈敏度、實用性的實時熒光反轉(zhuǎn)錄環(huán)介導(dǎo)等溫擴增(Reverse transcription loop-mediated isothermal amplification, RT-LAMP)方法,此方法可實現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測。精準定量檢測技術(shù)一般對于人員和設(shè)備要求高、前處理復(fù)雜、耗時長、成本高等[82];而快速檢測技術(shù)雖克服了設(shè)備昂貴、操作復(fù)雜等缺點,但靈敏度和定量分析方面無法達到高標準[83]。中國是羅非魚生產(chǎn)第一大國,對于疾病早期預(yù)警和危害物質(zhì)動態(tài)監(jiān)測是保證羅非魚質(zhì)量安全必不可少的一步。因此,需要開發(fā)靈敏度高、選擇性好、操作簡便、成本低廉的高效準確快速檢測技術(shù),開發(fā)相應(yīng)適配的便攜裝置,實現(xiàn)檢測的地理環(huán)境兼容化,為羅非魚質(zhì)量安全檢測提供技術(shù)支持。

3.2 全面營養(yǎng)品質(zhì)評價

營養(yǎng)品質(zhì)評價是“大食物觀”下順應(yīng)市場和消費者需求的重要環(huán)節(jié),也是提質(zhì)增效和實現(xiàn)以質(zhì)論價的基礎(chǔ)。羅非魚營養(yǎng)品質(zhì)受品種[3]、養(yǎng)殖方式[76]、環(huán)境條件[72]及加工方式[2]等因素的影響。國內(nèi)對羅非魚營養(yǎng)品質(zhì)方面開展了一定的研究,探討了通過改變養(yǎng)殖方式、飼料情況及其加工方法來改善羅非魚外觀、質(zhì)構(gòu)、營養(yǎng)價值和風(fēng)味物質(zhì)等,但對其功效因子探究及鑒定等方面還有待深入研究。應(yīng)挖掘影響羅非魚營養(yǎng)品質(zhì)的功效因子,完善其營養(yǎng)品質(zhì)鑒定指標,并開發(fā)高效準確的鑒定技術(shù)。同時創(chuàng)建羅非魚營養(yǎng)指標數(shù)據(jù)庫,依據(jù)數(shù)學(xué)建模方法構(gòu)建羅非魚綜合評分標準,對羅非魚進行分等分級。

3.3 風(fēng)險形成探索

風(fēng)險評估是建設(shè)羅非魚質(zhì)量安全體系的核心。但羅非魚風(fēng)險評估中其對危害物質(zhì)認識不足,除常規(guī)的農(nóng)獸藥、重金屬和微生物等危害物質(zhì),抗性基因和新形態(tài)危害因子等的研究缺乏,各危害物質(zhì)之間存在的相互作用及效應(yīng)研究不夠深入,使其未能成為一個完整的研究鏈條。因此,需加強對形成風(fēng)險的危害物質(zhì)進行探究,開發(fā)在多重危害物質(zhì)疊加作用時精準識別關(guān)鍵因素的技術(shù)和開發(fā)精準識別產(chǎn)業(yè)鏈中風(fēng)險發(fā)生關(guān)鍵環(huán)節(jié)的技術(shù)及研究各危害物質(zhì)之間的調(diào)控關(guān)系,實現(xiàn)準確的風(fēng)險評估。