丁香油麻醉剂在水产养殖上的应用研究进展

刘春花　赵长臣　巩华陈总会　石存斌　黄志斌

（1.中国水产科学研究院珠江水产研究所，广东广州510380）

（2.广州普麟生物制品有限公司，广东广州510380）

丁香油麻醉剂在水产养殖上的应用研究进展

刘春花1，2赵长臣1,2巩华1陈总会1，2石存斌1黄志斌

（1.中国水产科学研究院珠江水产研究所，广东广州510380）

（2.广州普麟生物制品有限公司，广东广州510380）

丁香油有较强的麻醉作用，广泛用于牙科麻醉，但若作为鱼用麻醉剂，丁香油的安全性并不被普遍接受。目前国内外逐步开展了丁香油应用在水产养殖上的相关研究，本文对丁香油麻醉剂的麻醉原理、实施方式、影响麻醉效果的各种因素、丁香油的安全性、麻醉鱼体的毒性效果、在鱼体的代谢情况等方面进行了综述，为建立丁香油在水产品的检测方法标准，制定管理规范，发挥丁香油麻醉剂在我国鱼类科研、运输、销售等环节的积极作用提供参考。

丁香油；丁香酚；麻醉剂；水产养殖

麻醉剂在国外被广泛用于水产动物的运输、催产、标记等渔业生产和研究，在降低鱼类对捕捞、人工操作、运输等应激反应方面有很好的保护作用，使用麻醉剂不仅过程简单、可操作性强，还可大幅度提高鱼体成活率（WAGNER等，2003）。目前已经开发的鱼类麻醉剂有MS-222（烷基磺酸盐同位氨基苯甲酸乙酯，俗名鱼安定）、硫酸喹哪啶、2-苯氧乙醇、利多卡因、苯佐卡因、氯美噻唑、丁香油等近30种，其中应用最广泛的是MS-222（Iversen等，2003；Topc Popovic等，2012）。

丁香油为桃金娘科植物丁香的干燥花蕾经蒸馏所得的挥发油，为淡黄或无色的澄明油状物，有丁香的特殊芳香气，主要成分是丁香酚（含量为85%~95%）、甲基丁香酚。异丁香酚则是丁香酚的同分异构体，差异在于苯环上丙烯取代基的双键位置不同（钱莉群等，1989）。丁香油除了应用在牙科上，还可以作为香料和防腐剂，直接加入到香肠、糕点等食品中。1972年日本的远藤发现这种植物香料对鱼有强烈的麻醉效果，起麻醉作用的即是其中的丁香酚成分，近年来丁香油作为鱼类麻醉剂在国外的研究及应用较多。因其廉价易得，且在水产品麻醉中的安全性、高效性，丁香油是近年来备受关注的一类水产用麻醉剂。

1　丁香油麻醉剂的麻醉原理及实施方式

水产品麻醉的方法众多，除利用物理，如电流或低温的方法外，还有注射药剂的方法，但最方便、常用的还是以麻醉剂溶液浸泡为主，使药物经鳃部或体表吸收进入血液从而达到麻醉、镇静的效果（刘双凤等，2008）。麻醉剂是能可逆地抑制中枢神经系统或者能在局部阻断神经冲动传导的药物，当解除麻醉手段或药物在体内被拮抗、代谢或排除后机体即可复苏。用于鱼类麻醉的麻醉剂可不同程度地抑制鱼脑感觉中枢，使鱼失去反射动作。使用丁香油作为麻醉剂时，先用乙醇助溶，然后根据需要稀释成一定浓度的丁香油水溶液，将试验鱼浸泡其中，直至达到麻醉或镇静效果（吕书为等，2012），作用原理为（刘长琳等，2007）：鱼通过鳃丝或体表摄入麻醉药后，首先抑制脑的皮质（触觉丧失期），再作用于基底神经节与小脑（兴奋期），最后作用于脊髓（麻醉期），鱼体进入深度镇静，呼吸平缓，鳃盖振动减慢；一段时间后药效消失或移去麻醉剂，鱼体重新复苏。通过丁香油麻醉剂的应用，使鱼体镇静，降低新陈代谢及应激反应，减少躁动，以降低损伤、致死危害。

2　影响丁香油麻醉效果的主要因子

影响丁香油麻醉水产品的效果与水产品的种类、自身素质及使用麻醉剂的剂量、水温、操作方法等有关。

2.1水产品自身因素

水产品种类、规格、年龄等因素影响了个体对丁香油麻醉剂的吸收、应答及代谢过程，且同一实验鱼对不同剂量的反应无明显的规律性。

通常鱼体质量越大所需麻醉剂含量越高，鱼体年龄与相应的有效剂量、麻醉剂在体内的累积与净化也成正比关系。体重对泥鳅的麻醉时间有极显著影响，同一浓度中小个体的泥鳅麻醉时间比大个体的时间短，这可能与不同生长阶段泥鳅的呼吸频率有关，小个体泥鳅的呼吸较快，其鳃腔水体交换频率也较快，因而单位时间内泥鳅摄入的丁香油量可能相对增多，麻醉所需时间则相对缩短（包杰等，2014）。约0.02g的罗非鱼仔鱼及11.64g的罗非鱼幼鱼可在72s内被150~175 mg/L的丁香油麻醉（RibeiroPaula等，2015），而小个体比大个体海水青鳉的麻醉及苏醒时间都要短(Ribeiro等，2015)。张朝晖等(2003)通过耗氧量的变化情况反映了不同个体大小的黄腊鲹对丁香酚麻醉剂的麻醉应答不一样。Woody等(2002)则通过入麻所需时间的长短表明在低浓度丁香酚作用下小规格的红大马哈鱼更快达到麻醉状态。

2.2环境因素

通常需要高溶氧的鱼种对麻醉剂感受性较高，所需浓度较低，如鲑鱼、鳟鱼，反之适应低溶氧水域的鱼种则需较高麻醉剂浓度，如鲤鱼、罗非鱼等（刘双凤等，2008）。影响丁香油发挥麻醉效果的环境因素较多，温度、溶氧、pH、盐度等都成为条件限制因素。随着水温的升高，在相同浓度丁香酚麻醉剂作用下，美洲鲥鱼、黄颡鱼、罗非鱼、鲤鱼、泥鳅达到麻醉阶段的时间缩短（梁政远等，2009），麻醉效果随温度的增加而增强，这与提升温度加快了鱼呼吸频率有关，因为呼吸加快使得更多的麻醉剂成分通过鱼鳃进入鱼体组织，而达到麻醉效果（Stehly等，2010）；但在较高温度下的复苏率和成活率也大大降低（杜浩等，2007）。溶氧影响鳃部的运动速度及氧气的交换，溶氧越低，鱼体呼吸频率越高，单位时间内摄入的麻醉剂增多，入麻作用快，但恢复较慢。高溶氧条件下，鱼体入麻时间延长，复苏时间缩短，成活率较高（张朝晖等，2003）。pH值对丁香油麻醉效果的影响因种类而异，一般对淡水鱼影响小，对海水鱼影响大。在较高盐度下，鱼体为调节自身渗透压平衡，需要消耗较多能量，鳃的呼吸频率加快，摄入较多麻醉剂，导致入麻时间缩短。

3　丁香油的安全性研究

3.1食品安全

鱼用麻醉剂的安全性问题，体现在人体通过摄食过量的鱼类麻醉剂药物会对健康造成影响。丁香油是从植物中提取的天然全麻剂，麻醉活性成分丁香酚及其代谢产物可快速地从血液及组织中排出，不会诱发机体产生有毒和突变物质，不对人类及环境造成危害，在食品中可以直接添加。丁香酚被美国FDA认定为对人体安全，并作为临时镇痛剂广泛用于牙科手术中；很多国家如澳大利亚、智利、芬兰、新西兰等认为丁香酚无残留期，是合法的水产麻醉剂，但需要经过一定的休药期才可以上市（Hoskonen等，2004）；日本法律批准FA-100（含10%丁香酚）可用作麻醉剂，规定鱼类药浴剂量为50~200μg/mL，休药期7天，最高残留量为50 ng/mL（Hikasa等，1986）。我国麻醉剂的使用时间不长，目前尚未明确规定水产用何种麻醉剂，也没有明确禁用，属于监管的模糊地带，但在实际运输、捕捞、采卵、采血以及实验室操作中均有用到麻醉剂。

3.2动物安全

虽然丁香油麻醉剂对动物相对比较安全，但是剂量过大也会对鱼体产生毒害作用，通常理想的麻醉浓度定义为使鱼体3min内麻醉、5min内苏醒的浓度范围（Marking等，1985）。丁香油麻醉浓度过高或时间过长，均会产生急性毒性作用，但相比于FDA推荐的渔用麻醉剂MS-222，其毒性更小（刘双凤等，2008）。斑马鱼的96h半致死浓度（LC50）是21.35 ppm(GRUSH等，2004)，大黄鱼的30 minLC50是10mg/L（赵艳丽等，2002），施氏鲟幼鱼24、48、72、96h LC50分别为26.37、22.17、18.00、16.22mg/L，安全质量浓度为4.7mg/L（徐滨等，2008）；而虹鳟鱼的10 min及96hLC50分别为81.1、14.1 mg/L，安全质量浓度为30 mg/L，在30 mg/L的浓度中浸泡2h，将100%死亡（Keene等，1997）。丁香油浓度为60~100 mg/L时对泥鳅麻醉较为缓和，但140 mg/L时泥鳅反应剧烈，出现短暂呼吸停止现象（包杰等，2014）。丁香酚浓度在12.00~27.00mg/L范围内时，斑点叉尾鮰的复苏率均可达到100%，而当浓度达到60.75 mg/L时，复苏率急剧降至60%，呈现较强的毒性，因而丁香酚浓度低于27mg/L对斑点叉尾鮰进行麻醉是比较安全的，但使用12.00 mg/L的丁香酚浸浴120min，部分麻醉后的斑点叉尾鮰出现死亡现象，表明不管低浓度还是高浓度的丁香酚药浴麻醉斑点叉尾鮰，若超过了一定药浴时间，都会造成死亡（匡刚桥等，2010）。

4　丁香油麻醉水产品的毒性效果

已有文献是通过研究麻醉后水产品复苏率、存活率、耗氧量、排氨率、血液生化指标、激素水平以及生殖细胞活力等方面的反应，来分析该种麻醉剂对水产品的毒性效果。

4.1复苏与存活率

在活鱼运输中使用丁香酚作为麻醉剂不仅可以降低鱼体的耗氧率、减少CO2和NH3排放，从而防止水体污染，增加运输的距离和运输量，同时还能控制鱼体的过度活动，有效防止鱼类在容器内激烈活动而造成伤害，从而获得高的存活率（张朝晖等，2003）。通过美洲鲥鱼的运输试验发现，非麻醉组鱼在运输过程中明显冲撞袋壁，运输后鱼的头部及鳍基部充血，而丁香油麻醉运输组鱼较安静，没有明显的冲撞袋壁行为，鱼体得以较好保护，但需较长时间复苏（杜浩等，2007）。张朝晖等（2003）以5×10-6和10×10-6浓度的丁香酚麻醉黄腊鲹15 min，麻醉试验结束后，将黄腊鲹放回流水暂养池，均能在2~3min内恢复正常，没有出现烦躁不安和过麻发呆现象，对声音和光线的刺激反应恢复到实验前状态，复苏存活率达100%。

4.2耗氧量

报道显示，鱼体呼吸频率在整个麻醉期间都是下降的（刘长琳等，2007）。张朝晖等（2003）研究认为丁香酚可能通过两种方式降低黄腊鲹的耗氧率：一方面减缓体内的代谢，另一方面减缓鳃运输氧的能力，使黄腊鲹的耗氧率降低，游动减缓。使用丁香酚对黄腊鲹进行麻醉处理，可明显降低其对氧气的消耗，而且麻醉程度越深，单位体质量的耗氧越低，即耗氧率随着丁香酚浓度的增大而降低，如实验使用10mg/L的丁香酚对黄腊鲹作用15min就使耗氧率降低40.4%。而丁香酚对中华鲟幼鱼、西伯利亚鲟稚鱼耗氧率的影响则是呈先升高后下降的趋势，可能是因为低浓度的丁香酚对鱼体产生胁迫作用，使其活动能力增强，呼吸频率增快，代谢增强；随着丁香酚浓度的升高或麻醉时间的延长，鱼体进入麻醉状态，其耗氧量与排氨率呈不同程度的下降（庄平等，2009；冯广鹏等，2010）。

4.3对基因表达的影响

Caudill等（2007）研究发现，异丁香酚麻醉大西洋鲑后，在抽取样本的短时间内麻醉剂引起的应激压力并不影响样本中两种快速应答基因RNA的数量，延长异丁香酚的麻醉时间至2 h，可显著调高鳃丝Na+-K+-ATP酶α1b浓度，显著调低低氧诱导因子HIF1浓度，表明异丁香酚可调控鳃丝α1b基因及HIF1基因的表达，但从脑组织样本中抽提的RNA量并未受影响。

4.4血液生化指标

血液生化指标是机体内环境数据的重要来源，依据此可考察鱼体受药物影响的程度。根据罗非鱼的血液成分分析，麻醉时血液中血红蛋白、红细胞积压、红细胞平均体积、平均血红蛋白量和平均血红蛋白浓度均比麻醉前和麻醉后高，而麻醉前后变化不大，提示丁香油麻醉期间会对鱼体的血液机能产生一定影响，鱼体复苏恢复后则影响消除。血浆尿酸与尿素氮在麻醉时均比麻醉前与麻醉后要高，肌酐则低，有可能是因为麻醉时鱼体呼吸频率变慢，甚至呼吸停止，使血液中溶氧减少，CO2及其代谢物增加，造成组织缺氧，引起血液酸化（梁政远等，2009）。同样的，经丁香油麻醉后大西洋鲑的血浆乳酸盐浓度提高，血糖浓度无显著变化（Iversen等，2003）。也有其它实验表明丁香油对鱼体血液成分无显著影响，如用丁香油麻醉欧洲黑鲈，并未显著影响其血清可的松、血糖、红细胞比容等血液学指标（Filiciotto等，2012）。

4.5激素水平

血液中促肾上腺皮质激素和皮质醇水平反映了鱼类应激状态，麻醉前的水平均比麻醉中及麻醉后的水平高，表明丁香油麻醉剂能有效缓解鱼类的应激状态（吕海燕等，2013）。虹鳟鱼、大西洋鲑鱼经丁香酚麻醉后，血浆皮质醇水平无明显变化，因而认为丁香酚可安全使用，且具有缓解应激压力的能力（Pirhonen等，2003）。麻醉运输组与非麻醉运输组美洲鲥幼鱼血清中皮质醇的含量均显著高于麻醉前的基础组，但麻醉运输后鱼体血清皮质醇含量明显低于非麻醉运输对照组，表明麻醉剂在缓解鱼体运输应激反应中起到了重要作用（杜浩等，2007）。

5　丁香油在鱼体的代谢

对鱼类使用麻醉剂时，麻醉剂的残留代谢物会在鱼类肌肉中保留一段时间，然后被逐步排出体外或代谢完全（吕海燕等，2013）。鱼体药物的积累和净化与麻醉剂种类有关，不同种类的鱼用麻醉剂在鱼体中的残留部位、残留量以及在鱼体的净化方式、净化时间各有差异，丁香酚及其代谢物能够快速地从血液和组织中排出，不会诱发机体产生突变物质。如对虹鳟鱼进行浸浴麻醉后，血液残留量丁香酚仅为10.53μg/mL（GUNETTE等，2007），鱼肌肉残留异丁香酚仅为55.4μg/g（Meinertz等，2009）。研究丁香油在虹鳟鱼的药代动力学发现，代谢动力学参数Cmax和AUC0-t分别为10.53 μg/mL和16.55 μg·h/mL，血液中丁香酚浓度由Cmax消除一半所需时间仅为12.14 h（GUNETTE等，2007）。但对鱼体进行重复麻醉，会降低鱼体净化自身体内残留麻醉剂的能力，Kildea等（2004）研究丁香酚麻醉剂在银鲈体内积累与清除时发现，首次使用丁香酚对银鲈进行麻醉，48h后未在鱼体中检出丁香酚，但若是使用丁香酚对银鲈进行二次充分麻醉，一周后仍可在银鲈肌肉中检出残留的丁香酚。

6　结语

随着渔业的发展，鱼用麻醉剂在水产养殖业的应用成为一种必然的趋势。目前鱼用麻醉剂有近30种，各有优缺点，有的麻醉效果不理想，有的对鱼体或人体的安全性不可靠，或者价格昂贵。丁香油因其是无毒性植物组织提取物，且对环境及使用者均无损害，不仅用量省，有良好的麻醉效果，而且价格低廉，方便易得，可研发为一种麻醉效果好，药物残留少，安全范围大，易于急救，反复使用危害小的新型麻醉剂。

然而，目前国内对各类鱼用麻醉剂的管理尚缺少有效的法规规范，缺少使用标准，对于麻醉剂的管理还处于模糊地带，故有必要加强丁香油麻醉剂的安全性研究，研究丁香油在动物体内的代谢规律，参考国际使用鱼用麻醉剂的监管方法，以制定合理的休药期，建立丁香油在水产品的检测方法标准，制定管理规范，发挥丁香油麻醉剂在我国鱼类科研、运输、销售等环节的积极作用。

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S948

A

1005-8613（2016）11-0033-04

2016-10-12

大宗淡水鱼类产业技术体系（CAR S-46）。

刘春花（1984-），女，湖南湘潭人，硕士，主要从事水产病害研究工作。

黄志斌（1967-），男，研究员，主要从事水产病害研究工作。