殼聚糖和納他霉素對山藥切口愈合效果的影響

許念芳，宋計平，孫勝楠，姚甜甜，付在秋，李朝霞，張宴萍，岳林旭，臧傳江*，聶玉杰

殼聚糖和納他霉素對山藥切口愈合效果的影響

許念芳1，宋計平1，孫勝楠1，姚甜甜1，付在秋1，李朝霞1，張宴萍1，岳林旭1，臧傳江1*，聶玉杰2

（1. 山東省輕工農副原料研究所，山東 高密 261500；2. 高密市檢驗檢測中心，山東 高密 261500）

【目的】為了研究出殼聚糖和納他霉素對山藥切口愈合的最適濃度組合。【方法】以‘伊勢芋’和‘大筒早生’山藥地下塊莖為試材，分別設置質量分數1%的殼聚糖溶液和納他霉素（0，0.5，1，2 g/L）4個質量濃度組合處理，以空白處理和清水為對照，研究殼聚糖和納他霉素復合液對山藥切口的愈合效果。【結果】殼聚糖和納他霉素復合液對伊勢芋和大筒早生山藥切口具有一定的愈合效果，各質量濃度處理均有一定的抑菌效果，其中，1%殼聚糖溶液+1 g/L納他霉素和1%殼聚糖溶液+2 g/L納他霉素抑菌效果最好，抑菌率達到100%。從經濟、環保方面考慮，1%殼聚糖溶液+1 g/L納他霉素是山藥切口愈合的最佳組合。【結論】為山藥種薯切塊切口愈合提供理論指導和試驗支持。

山藥；殼聚糖；納他霉素；愈合效果

【研究意義】山藥屬于無性繁殖作物，主要靠蘆頭、塊莖和零余子繁殖[1-3]。當年種的零余子只能長一個小的種薯，能用作商品薯的很少[4]，并且有些山藥品種沒有零余子，生產上主要是種植山藥塊莖和蘆頭，因此山藥種薯的保存工作就顯得尤為重要。目前山藥的儲存方式較粗放，一般采用生石灰蘸封切口，窖存或埋存，或用其他藥劑處理室溫或冷庫儲藏。這些方法雖然能夠起到一定的儲藏作用，但是種薯生活力和品質下降，種薯腐爛率還較高，種植時易帶有病菌，影響山藥的產量和品質。對于一些珍貴稀有品種，由于自身皮層較薄，收獲和運輸過程中極易刮傷，抗病性差，腐爛嚴重，極不易儲存，采用傳統方法較難保存。【前人的研究進展】殼聚糖（Chitosan），又名脫乙酰基甲殼素、聚氨基葡萄糖，學名為聚（1,4）-2-氨基-2-脫氧-β-D-葡萄糖，是甲殼素N-脫乙酰基的產物，具有良好的保濕性、潤濕性、防止產生靜電，且無毒副作用，且易于生物降解, 有良好的生物相容性[5-6]。殼聚糖具有良好的成膜特性和較強的抗菌保鮮防腐能力，在果蔬保鮮中應用較多，是一種高效、無毒、無味、成本較低的天然保鮮劑[7-8]。但是在山藥種薯保存中尚未見應用。納他霉素(Natamycin)是一種由鏈霉菌發酵產生的天然抗真菌化合物，既可以廣泛有效地抑制各種霉菌、酵母菌的生長，又能抑制真菌毒素的產生, 可廣泛用于食品防腐保鮮以及抗真菌治療，且對人體或動物無害[9]。

【本研究的切入點】本研究將殼聚糖和納他霉素相結合，利用殼聚糖成膜性隔離切口病原菌，納他霉素可以將切口表面的病原菌殺死，兩者相結合可有效促進切口的愈合。本試驗借鑒前人在其他作物上的研究工作，將殼聚糖和納他霉素不同濃度組合使用。【擬解決的關鍵問題】本研究采用殼聚糖和納他霉素復合液處理‘伊勢芋’和‘大筒早生’山藥切口，比較不同濃度處理對山藥切口愈合效果，篩選出山藥切口愈合效果最適宜的濃度處理，旨在為山藥地下塊莖的儲藏提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料選用日本山藥‘伊勢芋’和‘大筒早生’，選用表面光滑、無病蟲害和機械損傷的地下塊莖。殼聚糖為曲阜市嘉德生物科技有限公司提供，高脫乙酰度95%，納他霉素由南京納滿生物科技有限公司提供，為食品級。

1.2 試驗方法

將山藥切段，切口分別蘸取少量混合液，試驗采用完全隨機試驗方案，設6個處理，3次重復，具體試驗安排如下，CK-1：切口不蘸取任何液體，空白對照；CK-2：切口蘸取清水作為對照；T1：切口蘸取1.0%的殼聚糖溶液；T2：切口蘸取1.0%的殼聚糖+0.5 g/L納他霉素混合液；T3：切口蘸取1.0%的殼聚糖+1.0 g/L納他霉素混合液；T4：切口蘸取1.0%的殼聚糖+2.0 g/L納他霉素混合液；每個處理10塊，重復3次，用保鮮膜密封切口。

1.3 數據記錄與指標統計

將各個處理用網袋存放，放置到（4±2）℃冷庫中，每15 d統計1次腐爛率，觀察山藥腐爛和結痂情況，腐爛數和抑菌數為3次重復的平均數。

腐爛率（%）=腐爛數×100%/總數 （1）

抑菌率（%）=抑菌數×100%/總數 （2）

抑菌效果等級：0級：完全愈合，不帶菌絲；1級：表面有少量菌絲，但不擴展，后期愈合；2級：切面有菌斑，慢慢向里面擴展，深入塊莖腐爛。

2 結果與分析

2.1 殼聚糖和納他霉素對不同山藥品種切口的愈合效果

由表1可知，殼聚糖和納他霉素不同濃度處理對山藥切口愈合效果差異較大，不同山藥品種之間的切口愈合效果具有一定的差異。殼聚糖和納他霉素各濃度處理對‘伊勢芋’和‘大筒早生’均比兩個對照CK1和CK2腐爛率低，其中單獨使用1%的殼聚糖溶液的處理T1抑菌效果較差，腐爛率分別高達83.33%和86.67%；殼聚糖和納他霉素組合使用抑菌效果較好，T2處理腐爛率分別為10%和23.33%，T3和T4抑菌效果最好，‘伊勢芋’和‘大筒早生’腐爛率均為0，切口完全愈合。由此可知，1%殼聚糖+1.0 g/L納他霉素和1%殼聚糖+2.0 g/L納他霉素是‘伊勢芋’和‘大筒早生’切口愈合的最佳濃度組合。

表1 不同濃度處理對山藥切口愈合效果影響

2.2 殼聚糖和納他霉素對山藥切口的腐爛速度影響

由圖1和圖2可以看出，不同殼聚糖和納他霉素濃度處理對‘伊勢芋’和‘大筒早生’切口腐爛速度具有一定的影響，儲藏時間對腐爛率影響也較大。對于‘伊勢芋’（圖1），CK1、CK2在前30 d腐爛速度比較快，其中，15 d之后腐爛速度明顯加快，30 d后腐爛率達到100%；T1在15 d時腐爛率為0，15~30 d腐爛速度明顯加快，之后腐爛速度變緩，60~90 d腐爛率不再增加，趨于穩定，腐爛率為83.33%；T2在30 d時腐爛率為0，45 d時腐爛率為3.33%，60~90 d腐爛率不再增加，趨于穩定，腐爛率為10%；T3和T4在0~90 d腐爛率為0。由此可知，1%殼聚糖溶液能降低‘伊勢芋’山藥切口的腐爛速度，1%殼聚糖與那他霉素組合使用可明顯延緩‘伊勢芋’山藥切口的腐爛速度，其中1%殼聚糖+1.0 g/L納他霉素和1%殼聚糖+2.0 g/L納他霉素對‘伊勢芋’山藥切口防腐爛效果最好。

對于‘大筒早生’（圖2），CK1、CK2在前30 d腐爛速度比較快，其中，15 d之后腐爛速度明顯加快，30 d后腐爛率達到100%；T1在15 d時腐爛率為3.33%，15~30 d腐爛速度明顯加快，之后腐爛速度變緩，30~45 d腐爛速度變緩，60~90 d腐爛率不再增加，趨于穩定，腐爛率為86.67%；T2在15 d之前腐爛率為0，15~75 d腐爛率緩慢上升，75~90 d之間腐爛率不再增加，趨于穩定，腐爛率為23.33%；T3和T4在0~90 d腐爛率為0。由此可知，1%殼聚糖溶液能降低‘大筒早生’山藥切口的腐爛速度，1%殼聚糖與那他霉素組合使用可明顯延緩‘大筒早生’山藥切口的腐爛速度，其中1%殼聚糖+1.0 g/L納他霉素和1%殼聚糖+2.0 g/L納他霉素對‘大筒早生’山藥切口防腐爛效果最好。

圖1 殼聚糖和納他霉素對‘伊勢芋’腐爛速度的影響

圖2 殼聚糖和納他霉素對‘大筒早生’腐爛速度的影響

2.3 殼聚糖和納他霉素對山藥切口的抑菌效果

由表2可以看出，殼聚糖和納他霉素對‘伊勢芋’和‘大筒早生’山藥切口均具有一定的抑菌效果。CK1和CK2對‘伊勢芋’和‘大筒早生’山藥切口抑菌率為0，T1對‘伊勢芋’和‘大筒早生’山藥切口具有一定的愈合效果，抑菌率0級分別為16.67%和13.33%，抑菌率1級分別為3.33%和13.33%；T2的抑菌率0級分別為90%和76.67%，抑菌率1級分別為10%和23.33%；T3和T4的抑菌率0級均達到了100%。由此可知，T3和T4抑菌效果最好。

表2 不同濃度處理對山藥切口的抑菌效果影響

3 結論與討論

殼聚糖由于具有較好的成膜性、保鮮性等作用，在果蔬和食品保鮮中應用較多[10-11]。納他霉素對真菌的抑制效果較好，是一種被廣泛應用的食品防腐劑和抗菌添加劑[12-13]。王娟慧等[14]研究認為1%殼聚糖涂膜保鮮效果較好，蘇新國等[15]研究得出，1.0%和1.5%殼聚糖可顯著減少豆莢的腐爛，李慧蕓等[16]研究發現1%殼聚糖+1.0 g/L納他霉素可顯著抑制鮮食核桃霉變。本研究得出：1%殼聚糖對山藥切口的愈合具有一定的影響，同時具有一定的抑菌作用，單獨使用效果較差，殼聚糖和那他霉素組合使用效果較好，其中1%殼聚糖+1.0 g/L納他霉素和1%殼聚糖+2.0 g/L納他霉素對‘伊勢芋’和‘大筒早生’山藥切口愈合效果較好，抑菌率達到100%，從經濟、安全方面考慮，1%殼聚糖+1.0 g/L納他霉素是兩種山藥切口愈合的最佳組合。

[1] 南懷林, 劉建平, 王耀琴, 等. 山藥零余子直接播種高產栽培技術[J]. 農業科技通訊, 2019(2): 226-228.

[2] 郎德山. 山藥播種零余子當年高產栽培技術[J]. 中國蔬菜, 2017(10): 99-100.

[3] 李曉龍, 臧傳江, 付在秋, 等. 零余子大小對山藥生長產量的影響[J]. 種子科技, 2019, 37(16): 32-33.

[4] 許念芳, 宋計平, 孫勝楠, 等. 零余子繁殖山藥的高效栽培技術研究[J]. 天津農業科學, 2020, 26(9): 73-75.

[5] 付俊鋒, 毛國梁. 殼聚糖的抗菌能力研究進展[J]. 化工科技, 2018, 26(4): 66-72.

[6] Kumar M N V R, Muzzarelli R A A, Muzzarelli C, et al. Chitosan chemistry and pharmaceutical perspectives[J]. Chemical Reviews, 2004, 104(12): 6017-6084.

[7] Romanazzi G, Nigro F, Ippolito A. Short hypobaric treatments poten-tiate the effect of chitosan in reducing storage decay of sweet cherries[J]. Postharv biol technol, 2003, 29(1): 73-80.

[8] 段丹萍, 喬勇進, 魯莉莎, 等. 納他霉素殼聚糖復合涂膜對草莓保鮮的影響[J]. 湖南農業大學學報(自然科學版), 2010, 36(2): 237-241.

[9] 張新. 殼聚糖+納他霉素復合處理對梅杏貯藏品質及生理的影響[D]. 石河子: 石河子大學, 2016.

[10] 黃志成, 唐冰, 鐘杰平, 等. 殼聚糖食品保鮮膜抗菌性及其應用的研究進展[J]. 食品與發酵工業, 2013, 39(2): 140-145.

[11] 孔慧清, 劉美玲, 張晨, 等. 殼聚糖果蔬保鮮技術研究進展[J]. 保鮮與加工, 2006(4): 1-3.

[12] 魏寶東, 孟憲軍. 天然生物性食品防腐劑納他霉素的特性及其應用[J]. 遼寧農業科學, 2004(2): 24-26.

[13] 張方, 徐學萬. 幾種天然防腐劑及其在食品工業中的應用[J]. 食品工業, 2001(3): 30-32.

[14] 王娟慧, 譚興和, 熊興耀, 等. 殼聚糖涂膜對鮮切馬鈴薯保鮮效果的影響[J]. 食品工業科技, 2007(8): 215-218.

[15] 蘇新國, 鄭永華, 張蘭, 等. 殼聚糖涂膜對菜用大豆莢采后衰老和品質的影響[J]. 植物生理學報, 2001, 27(6): 467-472.

[16] 李慧蕓, 李蒙蒙, 余瓊, 等. 納他霉素結合殼聚糖保鮮對鮮食核桃霉變及采后生理的影響[J]. 農產品加工, 2019(1): 23-26.

Effect of Chitosan and Natamycin on Incision Healing of Chinese Yam

XU Nianfang1, SONG Jiping1, SUN Shengnan1, YAO Tiantian1, FU Zaiqiu1, LI Zhaoxia1, ZHANG Yanping1, YUE Linxu1, ZANG Chuanjiang1*, NIE Yujie2

(1. Agricultural and Sideline Raw Materials Research Institute on Light Industry of Shandong, Gaomi, Shandong 261500, China; 2. Gaomi Inspection and Testing Center, Gaomi, Shandong 261500, China)

[] In order to find out the optimum concentration combination of Chitosan and Natamycin for Yam wound healing. [] Taking “Yishiyu” and “Datongzaosheng” Yam tubers as test materials, the combination of 1% Chitosan solution and Natamycin (0, 0.5, 1, 2 g/L) was set respectively, and the blank treatment and water were used as control, the effects of Chitosan and Natamycin on the healing of Chinese Yam incisions were studied.[] The results showed that Chitosan and Natamycin had a certain healing effect on the incisions of “Yishiyu” and “Datongzaosheng” Chinese Yam tubers, the results showed that 1% chitosan solution +1 g/L natamycin and 1% chitosan solution +2 g/L natamycin had the best bacteriostatic effect, and the bacteriostatic rate reached 100% . In consideration of economy and environmental protection, 1% Chitosan solution +1 g/L Natamycin is the best combination for Yam wound healing.[]The results of this project provided theoretical guidance and experimental supports for the incision healing of Chinese Yam.

yam; chitosan solution; natamycin; healing effect

S632.1

A

2095-3704（2021）01-100-04

2021-01-03

2021-03-02

山東省農業科學院農業科技創新工程項目（CXGC2018E23）

許念芳（1985—），女，碩士，農藝師，主要從事山藥栽培與育種研究，xunianfang2009@163.com；*通信作者：臧傳江，高級農藝師，651114zcj@163.com。

許念芳, 宋計平, 孫勝楠, 等. 殼聚糖和納他霉素對山藥切口愈合效果的影響[J]. 生物災害科學, 2021, 44(1):100-103.