СПОСОБ СОХРАНЕНИЯ ЖИВОЙ РЫБЫ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ И ХРАНЕНИИ
METHOD OF MAINTENANCE OF LIVE FISH DURING TRANSPORTATION AND STORAGE

Изобретение относится к рыбоводству и может быть использовано для транспортировки и хранения живых личинок, молоди и взрослых особей рыб.
Известен способ транспортировки живой рыбы в герметической емкости с водой и кислородом, в которую добавляют полностью фторированное органическое соединение в количестве более 10% от массы воды с растворенным в нем кислородом (RU 2228028).
Недостатком способа является узкая сфера применения, низкая безопасность и эффективность, поскольку известный способ не сохраняет живых рыб в воде при полном отсутствии в ней растворенного кислорода, не дезодорирует, не фильтрует, не санирует воду и не сохраняет стабильность реологических и кислотных свойств воды при удлинении срока транспортировки и хранения живой рыбы.
Дело в том, что при удлинении срока транспортировки и хранения живой рыбы либо при повышении температуры воды, в которой хранится живая рыба, уменьшается до нуля концентрация кислорода, растворенного в воде вследствие использования кислорода рыбой. Известный способ обеспечивает повышение концентрации растворенного кислорода в воде изначально и в короткий промежуток времени за счет первоначального и однократного насыщения «кислородного аккумулятора» кислородом, подаваемым из кислородного баллона. В роли кислородного аккумулятора предложено полностью фторированное органическое соединение, которое вводится в воду однократно в количестве более 10% от массы воды до внесения в нее рыбы.
Тем не менее, при длительной транспортировке живых рыб в ограниченном объеме воды резервы растворенного в воде кислорода кончаются, и рыба гибнет из-за гипоксии вследствие снижения до нуля растворенного в воде кислорода. Спасти жизнь рыбам и продлить срок их жизни в воде при полном отсутствии в ней растворенного кислорода позволяет введение в эту воду только перекиси водорода, поскольку организм рыб обеспечивается кислородом именно в форме перекиси водорода, которая образуется у них в жабрах. Поэтому при отсутствии растворенного в воде кислорода наличие в ней перекиси водорода обеспечивает рыб кислородом в форме, которая «готова» для транспортировки в организме рыб.
Отсутствие способности стабилизировать текучесть и кислотность воды при повышении в ней концентрации белков в условиях низкой температуры не предотвращает повышение вязкости воды, вследствие превращения воды в коллоидный раствор из-за растворения в ней высокомолекулярных соединений (белков) из испражнений, молок, икры, слизи с поверхности тела рыб, выделяемых рыбами при транспортировке и хранении в условиях ограниченного объема воды при большой скученности рыб, а также вследствие повышения вязкости коллоидных растворов при низкой температуре, что замедляет диффузию кислорода в воду из воздуха, а также последующую диффузию растворенного кислорода в этой коллоидной жидкости. Поэтому вследствие этого снижается концентрация растворенного кислорода в воде в непосредственной близости от жаберных дуг рыб, а это укорачивает длительность срока их жизни при транспортировке и хранении.
Отсутствие способности стабилизировать кислотность воды при удлинении сроков нахождения в ней живой рыбы не препятствует повышению ее кислотности, которая повышается с удлинением срока хранения рыбы из-за повышения в воде концентрации углекислого газа. Поэтому качество воды прогрессивно ухудшается при удлинении транспортировки и хранения рыбы в ограниченном объеме воды при большой скученности рыбы.
Кроме этого недостатком способа является невозможность его применения повторно при удлинении периода транспортировки и хранения и при отсутствии возможности полной замены воды, что может случиться например неожиданно в дорожных и полевых условиях (при случайной поломке в дороге автомобиля, перевозящего контейнер с водой и живой рыбой, либо при исчерпании автомобильного топлива в баке, при отсутствии парома на переправе и т.д.) из-за того, что способ не предусматривает транспортировку рыбы вместе с кислородным баллоном.
Помимо этого известный способ не дезодорирует и не обеззараживает воду, поэтому вода становится средой активного обитания микроорганизмов, а метаболиты разложения с их помощью биологических тканей ухудшают качество воды и поэтому оказывают отрицательное влияние на здоровье и укорачивают продолжительность жизни живых рыб.
Известно несколько способов транспортировки и хранения живой рыбы в герметичной емкости с жидкой средой, в которую для повышения сохранности рыбы предварительно вводят антигипоксант «Эпофен» в концентрации 0,005-0,3% (RU 2374840) либо смесь, содержащую в соотношении 1:1 иодата калия и молочной кислоты, в концентрации не менее 0,0035% (RU 2338373), либо используют морскую воду и живую рыбу в соотношении 2:1, после чего в воду добавляют газообразный азот в соотношении к рыбе 1:5 (RU 2136151), либо добавляют к воде трис-буфер в концентрации более 7 граммов на 6 литров воды и цеолит в концентрации не менее 100 граммов на 6 литров воды (ЕР 0072147 А1).
Недостатком известных способов является узкая сфера применения, низкая безопасность и эффективность, поскольку известные способы не обеспечивают сохранение живой рыбы в воде при полном отсутствии в ней растворенного кислорода, а также не обеспечивают дезодорирование, фильтрацию, обеззараживание воды и сохранение оптимальных реологических свойств воды при удлинении срока хранения живой рыбы.
Дело в том, что известные способы сохраняют живых рыб в воде только в условиях непрерывного присутствия в ней растворенного молекулярного кислорода, поскольку рыбы относятся к аэробным животным. При этом рыбы непрерывно усваивают из воды растворенный кислород либо перекись водорода, если она присутствует в воде. При отсутствии в воде перекиси водорода и/или растворенного кислорода рыбы погибают от гипоксического повреждения независимо от наличия в воде антигипоксанта «Эпофен» в концентрации 0,005-0,3% либо смеси, содержащей в соотношении 1:1 иодат калия и молочную кислоту, в концентрации не менее 0,0035%, либо предварительного вливания морской воды к пресной воде в соотношении 2:1 с последующим добавлением газообразного азота в соотношении к рыбе 1:5, либо вливания в воду трис-буфера в концентрации более 7 граммов на 6 литров воды с цеолитом в концентрации не менее 100 граммов на 6 литров воды.
Все дело в том, что ни эпофен, ни иодат калия с молочной кислотой, ни морская вода с газообразным азотом, ни трис-буфер с цеолитом не могут заменить собой молекулярный кислород и/или перекись водорода. Более того, эпофен, иодат калия, молочная кислота, морская вода, газообразный азот, трис-буфер и цеолит - это такие же яды, как и все остальные лекарственные средства и/или биологически активные вещества. Поэтому введение в воду эпофена, либо иодата калия с молочной кислотой, либо морской воды с газообразным азотом, либо трис-буфера с цеолитом не улучшает, а ухудшает качество воды, и пресноводные рыбы погибают в ней быстрее, чем в пресной и чистой воде.
При длительной транспортировке большой массы рыбы в ограниченном объеме воды рыбы постепенно расходуют весь запас растворенного в воде молекулярного кислорода. Отсутствие растворенного кислорода и/или перекиси водорода в воде при температуре выше 0°С вызывает в организме рыб развитие гипоксического повреждения тем быстрее, чем выше температура воды. При этом гипоксическое повреждение усугубляется с удлинением периода гипоксии, поэтому при удлинении периода гипоксии рыбы оказываются сначала в состоянии так называемой клинической смерти, которая затем трансформируется в биологическую смерть рыб.
Отсутствие способности стабилизировать реологические свойства и кислотность воды при повышении в ней концентрации белков не предотвращает повышение вязкости воды. При удлинении срока хранения живой рыбы в неизменном объеме воды при отсутствии ее фильтрации вязкость воды повышается вследствие превращения воды в коллоидный раствор. Это происходит из-за растворения в воде высокомолекулярных соединений (белков), которые проникают в воду из испражнений, молок, икры, слизи с поверхности тела рыб, выделяемых рыбами при транспортировке и хранении в условиях ограниченного объема воды при большой скученности рыб, а также вследствие повышения вязкости коллоидных растворов при низкой температуре. Превращение воды в коллоидную жидкость повышает ее вязкость и замедляет проникновение в нее кислорода из воздуха, а также затрудняет диффузию кислорода в этой жидкости. При этом рыбы продолжают интенсивно усваивать кислород из тех порций воды, которые находятся в непосредственной близости от их жаберных дуг. Поэтому именно в этих порциях воды происходит наиболее интенсивное снижение концентрации растворенного кислорода, и это укорачивает длительность срока жизни рыб при ее длительной транспортировке и хранении.
Введение в воду трис-буфера в концентрации более 7 граммов на 6 литров воды и цеолита в концентрации не менее 100 граммов на 6 литров тут же ухудшает качество пресной воды. Поэтому живая рыба с самого начала ее помещения в воду, приготовленную таким образом для транспортировки и хранения, оказывается в воде с низким качеством. Дело в том, что трис-буфер и цеолит повышают суммарную концентрацию ингредиентов, растворенных в воде, увеличивают плотность (удельный вес) воды и осмотическую активность воды. Повышение осмотической активности воды ведет к удалению воды из организма рыб по закону осмоса, а повышение плотности воды увеличивает силу, выталкивающую рыбу из нее наверх по закону Архимеда. Это вызывает биохимические, биофизические и гидромеханические изменения в жизнедеятельности рыб. В частности, в результате повышения плотности и осмотической активности воды уменьшается объем воздушного пузыря, объем самой рыбы и ее масса. Эти изменения являются дополнительным патологическим фактором, уменьшающим резервы адаптации рыбы к гипоксии.
К тому же, качество воды прогрессивно ухудшается при удлинении периода транспортировки и хранения рыбы при большой ее скученности в ограниченном объеме воды из-за дополнительного увеличения в воде углекислоты и продуктов ее взаимодействия с трис-буфером и цеолитом.
Кроме этого, недостатком известных способов является невозможность их применения повторно и многократно в период длительной транспортировки в дорожных и полевых условиях из-за того, что повторное их применение повышает токсичность воды, отравляет собой рыбу и укорачивает период сохранности живой рыбы при транспортировке.
Помимо этого недостатком известных способов является прогрессивное ухудшение качества воды при удлинении периода транспортировки и хранения из-за отсутствия ее реинфузии, фильтрации и санации. Дело в том, что для хранения живой рыбы используется не стерильная вода, а известные способы не предотвращают жизнедеятельность микроорганизмов. Поэтому микроорганизмы бурно развиваются в воде при появлении в ней рыбы, рыбной слизи, чешуи, испражнений и т.д. и т.п. Активная жизнедеятельность микроорганизмов, развивающихся на этих рыбных «продуктах», дополнительно ухудшает качество воды.
Задачей изобретения является расширение сферы применения, повышение эффективности и безопасности за счет непрерывной реинфузии, фильтрации и санации воды, мониторинга и оценки двигательной активности рыб, своевременной повторной доставки им аккумулятора кислорода.
Техническим результатом является длительная транспортировка и хранение живой рыбы в воде при полном отсутствии в ней растворенного кислорода.
Сущность способа сохранения живой рыбы при транспортировке и хранении в емкости с водой, содержащей щелочной буфер в количестве более 7 г на 6 л воды, антисептик и донатор кислорода, заключается в том, что воду непрерывно реинфузируют, фильтруют и санируют, в качестве буфера используют фосфатный буфер, в качестве антисептика и донатора кислорода используют водный раствор 6% перекиси водорода, который вводят многократно в разовой дозе 0,2 мл/кг рыбы, введение осуществляют в профильтрованную заборную воду не позже 40 секунд после усиления двигательной активности рыб, двигательную активность рыб оценивают непрерывно с помощью датчиков движения и видеокамер слежения, фильтрацию воды осуществляют посредством пропускания заборной воды через фильтр, а реинфузию воды осуществляют с дебитом 0,05 V л/мин (где V - объем воды в емкости в литрах).
При этом непрерывная реинфузия, фильтрация и санация воды обеспечивает повышение эффективности способа, поскольку улучшает качество воды. Дело в том, что в процессе длительной транспортировки и хранения живой рыбы в воде в ней повышается содержание слизи, чешуи, испражнений, молок, икры и продуктов микробного разложения биологических масс, включая мертвую рыбу. При этом непрерывная реинфузия и фильтрация обеспечивает своевременное механическое удаление из воды рыбных продуктов, продуктов их метаболического распада и микробного разложения. Непрерывная санация воды предотвращает микробное заражение и обеззараживает воду. Кроме этого непрерывная реинфузия обеспечивает перемешивание воды и выравнивание качества воды во всем ее объеме внутри емкости с рыбой, что обеспечивает всю рыбу водой одинакового качества и исключает застой воды в отдельных частях емкости.
Использование фосфатного буфера обеспечивает повышение безопасности и эффективности способа, поскольку фосфатный буфер является естественным (натуральным) буфером плазмы крови человека и животных. Более того, фосфатный буфер является «съедобным» и его добавление к воде с рыбой не отравляет ни воду, ни рыбу.
2
Применение водного раствора 6% перекиси водорода в качестве антисептика и донатора кислорода обеспечивает, с одной стороны, дезодорацию и обеззараживание воды, поскольку в данной концентрации перекись водорода обладает антисептическим и дезодорирующим действием, с другой стороны, обеспечивает наличие в воде донатора кислорода, из которого может образовываться с помощью каталазы молекулярный кислород. Дело в том, что 100 мл раствора 6% перекиси водорода может выделить 1,97 л O (молекулярного кислорода) массой 2,816 г. При этом водный раствор перекиси водорода поступает в емкость с водой и с живой рыбой значительно разведенным, поэтому оказывается в емкости с рыбой в безопасной для рыбы концентрации.
Введение раствора 6% перекиси водорода в профильтрованную заборную воду повышает эффективность и безопасность способа, поскольку обеспечивает максимальную дезодорацию и санацию воды. Дело в том, что при этом раствор 6% перекиси водорода вводится в небольшой объем воды, в котором из-за небольшого разведения водой раствора перекиси происходит активная дезодорация и санация (обеззараживание) воды. В итоге такой санации вода реинфузируется в емкость обеззараженная, дезодорированная и обогащенная жидким аккумулятором кислорода. Кроме этого, введение раствора перекиси водорода в воду сразу после ее фильтрации повышает эффективность способа, поскольку, перекись водорода не расходуется на санацию «биологического мусора», то есть фильтрата. При этом имеющаяся длительность контакта раствора перекиси водорода с водой является достаточной для эффективной ее дезодорации и санации в процессе перемещения воды от фильтра обратно в емкость с рыбой.
Введение раствора перекиси водорода в разовой дозе 0,2 мл/кг рыбы не позднее 40 секунд после каждого усиления беспорядочной двигательной активности рыб обеспечивает высокую безопасность и эффективность способа, поскольку ведет к своевременному снабжению рыб раствором перекиси водорода в безопасной для рыб концентрации и в объеме (дозе), обеспечивающем жизнь рыб на протяжении не менее 20 минут после введения при температуре воды +25°С. Дело в том, что у рыб после исчерпания резервов адаптации к гипоксии возникает период усиленной двигательной активности, с момента начала которой рыбы могут оставаться живыми не менее 1,5 минут без повышения концентрации растворенного кислорода и/или перекиси водорода при температуре +25°С. Причем в воде с более низкой температурой рыбы остаются живыми более длительное время. В частности, при температуре воды +15°С рыбы остаются живыми в критической стадии гипоксии (при исчерпании резервов адаптации к гипоксии) не менее 2-х минут с момента повышения их двигательной активности.
Непрерывное определение двигательной активности рыб с помощью датчиков движения и кинокамер слежения, установленных в емкости, обеспечивает своевременное получение информации об исчерпании резервов адаптации рыб к гипоксии, поскольку при этом у рыб возникает период усиленной двигательной активности, который проявляется биением боковых плавников и хвоста, активным беспорядочным перемещением рыб в воде в разные стороны.
Осуществление фильтрации воды посредством пропускания заборной воды через фильтр обеспечивает очищение воды от «рыбных» биологических продуктов (чешуи, икры, молок, каловых масс и т.д. и т.п.), поэтому повышает качество воды и удлиняет время жизни живой рыбы в этой воде.
Осуществление реинфузии воды с дебитом 0,05 V л/мин (где V - объем воды в емкости в литрах) обеспечивает повышение эффективности способа, поскольку создает условия полной рециркуляции воды в емкости за 20 минут, то есть на протяжении периода сохранения живой рыбы в воде при введении в нее расчетного количества перекиси водорода в условиях полного отсутствия в воде растворенного кислорода при температуре воды +18-+20°С.
Способ осуществляют следующим образом. Наполняют чистую емкость расчетным объемом пресной холодной воды, содержащей фосфатный буфер в количестве 7 г на 6 л воды, вводят в нее расчетное количество живой рыбы, после чего начинают непрерывно реинфузировать, фильтровать и санировать эту воду. Реинфузию воды осуществляют с дебитом 0,05 V л/мин (где V - объем воды в емкости в литрах), фильтрацию воды осуществляют с помощью фильтра. В качестве антисептика и донатора кислорода используют водный раствор 6% перекиси водорода, который вводят многократно в разовой дозе 0,2 мл/кг рыбы. Введение осуществляют в профильтрованную заборную воду каждый раз не позже 40 секунд после момента появления высокой беспорядочной двигательной активности рыб, а двигательную активность рыб оценивают непрерывно с помощью датчиков движения и видеокамер слежения.
Пример 1. В качестве живых рыб использованы 10 взрослых самцов аквариумных рыбок породы гуппи массой по 300-310 мг и 10 взрослых самцов и самок аквариумных рыбок породы неон массой по 380-390 мг. Исследования проводились в лабораторных условиях при температуре воздуха в помещении +25°С с применением герметичных прозрачных пластиковых емкостей объемом по 5 мл (пластиковых инъекционных шприцев).
В первой серии опытов было использовано 10 шприцев, в которые был дополнительно введен трис-буфер в концентрации 7,5 г на 6 л воды и эпофен (полный аналог гипоксена) в концентрации 0,3% при температуре +25°С. Внутрь каждого шприца помещали по одной живой рыбке. Причем в 5 шприцев помещали рыбок породы гуппи, а в другие 5 шприцев помещали рыбок породы неон. Сразу же после помещения рыбок в емкость ее наглухо герметизировали. Кроме этого в этой серии опытов вода в шприцах после введения в них рыбок не заменялась, не реинфузировалась, не фильтровалась, не санировалась и не аэрировалась на протяжении всего опыта. После этого исследовали динамику поведения рыбок и регистрировали появление других симптомов жизни и смерти рыб.
Во второй серии опытов были использованы 10 шприцев, в которые был введен при температуре +25°С водный раствор фосфатного буфера с концентрацией 7,5 г на 6 л воды. Каждый шприц был снабжен датчиками движения и видеокамерой. Внутрь каждого шприца помещали по одной живой рыбке. При этом в одни 5 шприцев были помещены рыбки породы гуппи, а в другую часть шприцев были помещены рыбки породы неон. В этой серии опытов сразу же после введения рыбок в емкость водный раствор в них непрерывно реинфузировался, фильтровался и санировался. Фильтрацию воды осуществляли путем ее пропускания через кусочек ваты. Реинфузию воды осуществляли с помощью водяного насоса, обеспечивающего забор из шприца и обратное введение в него водного раствора с дебитом 0,00025 л/мин. С помощью датчиков движения и видеокамеры слежения был организован непрерывный мониторинг за двигательной активностью рыбок. Помимо этого в качестве антисептика и донатора кислорода использовали водный раствор 6% перекиси водорода, который вводился в разовой дозе 0,2 мл/кг рыбы, введение раствора осуществляли в профильтрованную заборную воду через 10-20 секунд после появления высокой беспорядочной двигательной активности у рыб.
Были получены следующие результаты. В первой серии опытов (известный способ) рыбки породы гуппи оставались живыми и практически неподвижными на протяжении 23,5±1,1 мин (Р≤0,05, n=5), после чего двигательная активность у рыб внезапно усиливалась и рыбки начинали судорожно метаться по емкости. Такая высокая двигательная активность у них периодически прерывалась 2-3 раза кратковременным (на 5-10 секунд) успокоением. Кроме этого происходило эпизодическое испражнение рыб, после чего вода в шприцах становилась мутной. Общая продолжительность периода судорожных подергиваний у рыб длилась 49,0±0,7 секунд (Р≤0,05, n=5). Затем рыбки становились неподвижными, опускались на дно емкости, переворачивались животом вверх и всплывали. В состоянии вверх животом и с редкими дыхательными движениями рта и жаберных дуг рыбы находились еще около 1 минуты и затем погибали. В итоге все рыбки породы гуппи погибли в среднем через 24,8±0,8 мин (Р≤0,05, n=5) после начала их хранения в герметичных емкостях по известному способу.
Рыбки породы неон также сначала принимали практически неподвижное состояние на 18,5±1,0 мин (Р≤0,05, n=5), затем у них возникало внезапное усиление двигательной активности, которое продолжалось около 52,5±0,9 секунд (Р≤0,05, n=5), после чего рыбки замирали, опускались на дно, переворачивались кверху животом, всплывали кверху, а затем около минуты еще шевелили жабрами и умирали. В итоге все рыбки породы неон погибли в среднем через 20,2±0,7 мин (Р≤0,05, n=5) после начала их хранения в герметичных емкостях по известному способу.
Во второй серии опытов (заявленный способ) рыбки породы гуппи оставались живыми и практически неподвижными на протяжении 24,5±1,0 минут (Р≤0,05, n=5), после чего двигательная активность у рыб внезапно усиливалась и рыбки начинали судорожно метаться по емкости. В связи с этим через 10-20 секунд после начала судорожных подергиваний рыбок в заборную воду после ее фильтрации вводился раствор 6% перекиси водорода в разовой дозе 0,2 мл/кг рыбы. Сразу после введения перекиси водорода рыбки успокаивались, становились неподвижными и сохраняли такое состояние еще 23,5±1,0 минут (Р≤0,05, n=5), после чего они неожиданно возбуждались, начинали метаться по емкости и сохраняли высокую двигательную активность около 1 минуты, затем опускались на дно емкости, переворачивались животом вверх и всплывали. В состоянии вверх животом и с редкими дыхательными движениями рта и жаберных дуг рыбы находились еще около 1 минуты и затем погибали. В итоге все рыбки породы гуппи погибли в этой серии опытов в среднем через 50,2±0,5 мин (Р≤0,05, n=5).
Рыбки породы неон также после начала их хранения в емкости сначала принимали практически неподвижное состояние, в котором находились на протяжении 19,1±0,9 мин (Р≤0,05, n=5), затем у них возникало внезапное усиление двигательной активности. Поэтому через 10-20 секунд после этого было решено ввести раствор 6% перекиси водорода в профильтрованную заборную воду в дозе 0,2 мл/кг рыбы. Сразу после введения перекиси водорода рыбки успокоились, стали неподвижными и сохраняли такое состояние еще 20,5±1,0 мин (Р≤0,05, n=5), после чего они неожиданно возбудились, начали метаться по емкости и сохраняли высокую двигательную активность около 1 минуты, затем опустились на дно емкости, перевернулись животом вверх и всплыли кверху. В состоянии вверх животом и с редкими дыхательными движениями рта и жаберных дуг рыбы находились еще около 1 минуты, но затем погибли. В итоге все рыбки породы неон погибли в этой серии опытов в среднем через 50,5±0,4 мин (Р≤0,05, n=5).
Таким образом, предложенный способ за счет непрерывной реинфузии, фильтрации и санации воды, мониторинга и оценки двигательной активности рыб, своевременной доставки рыбам раствора перекиси водорода и фосфатного буфера обеспечивает сохранение живой рыбы в воде при полном отсутствии в ней растворенного кислорода.