壳聚糖和纳他霉素对山药切口愈合效果的影响

许念芳，宋计平，孙胜楠，姚甜甜，付在秋，李朝霞，张宴萍，岳林旭，臧传江*，聂玉杰

壳聚糖和纳他霉素对山药切口愈合效果的影响

许念芳1，宋计平1，孙胜楠1，姚甜甜1，付在秋1，李朝霞1，张宴萍1，岳林旭1，臧传江1*，聂玉杰2

（1. 山东省轻工农副原料研究所，山东 高密 261500；2. 高密市检验检测中心，山东 高密 261500）

【目的】为了研究出壳聚糖和纳他霉素对山药切口愈合的最适浓度组合。【方法】以‘伊势芋’和‘大筒早生’山药地下块茎为试材，分别设置质量分数1%的壳聚糖溶液和纳他霉素（0，0.5，1，2 g/L）4个质量浓度组合处理，以空白处理和清水为对照，研究壳聚糖和纳他霉素复合液对山药切口的愈合效果。【结果】壳聚糖和纳他霉素复合液对伊势芋和大筒早生山药切口具有一定的愈合效果，各质量浓度处理均有一定的抑菌效果，其中，1%壳聚糖溶液+1 g/L纳他霉素和1%壳聚糖溶液+2 g/L纳他霉素抑菌效果最好，抑菌率达到100%。从经济、环保方面考虑，1%壳聚糖溶液+1 g/L纳他霉素是山药切口愈合的最佳组合。【结论】为山药种薯切块切口愈合提供理论指导和试验支持。

山药；壳聚糖；纳他霉素；愈合效果

【研究意义】山药属于无性繁殖作物，主要靠芦头、块茎和零余子繁殖[1-3]。当年种的零余子只能长一个小的种薯，能用作商品薯的很少[4]，并且有些山药品种没有零余子，生产上主要是种植山药块茎和芦头，因此山药种薯的保存工作就显得尤为重要。目前山药的储存方式较粗放，一般采用生石灰蘸封切口，窖存或埋存，或用其他药剂处理室温或冷库储藏。这些方法虽然能够起到一定的储藏作用，但是种薯生活力和品质下降，种薯腐烂率还较高，种植时易带有病菌，影响山药的产量和品质。对于一些珍贵稀有品种，由于自身皮层较薄，收获和运输过程中极易刮伤，抗病性差，腐烂严重，极不易储存，采用传统方法较难保存。【前人的研究进展】壳聚糖（Chitosan），又名脱乙酰基甲壳素、聚氨基葡萄糖，学名为聚（1,4）-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖，是甲壳素N-脱乙酰基的产物，具有良好的保湿性、润湿性、防止产生静电，且无毒副作用，且易于生物降解, 有良好的生物相容性[5-6]。壳聚糖具有良好的成膜特性和较强的抗菌保鲜防腐能力，在果蔬保鲜中应用较多，是一种高效、无毒、无味、成本较低的天然保鲜剂[7-8]。但是在山药种薯保存中尚未见应用。纳他霉素(Natamycin)是一种由链霉菌发酵产生的天然抗真菌化合物，既可以广泛有效地抑制各种霉菌、酵母菌的生长，又能抑制真菌毒素的产生, 可广泛用于食品防腐保鲜以及抗真菌治疗，且对人体或动物无害[9]。

【本研究的切入点】本研究将壳聚糖和纳他霉素相结合，利用壳聚糖成膜性隔离切口病原菌，纳他霉素可以将切口表面的病原菌杀死，两者相结合可有效促进切口的愈合。本试验借鉴前人在其他作物上的研究工作，将壳聚糖和纳他霉素不同浓度组合使用。【拟解决的关键问题】本研究采用壳聚糖和纳他霉素复合液处理‘伊势芋’和‘大筒早生’山药切口，比较不同浓度处理对山药切口愈合效果，筛选出山药切口愈合效果最适宜的浓度处理，旨在为山药地下块茎的储藏提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料选用日本山药‘伊势芋’和‘大筒早生’，选用表面光滑、无病虫害和机械损伤的地下块茎。壳聚糖为曲阜市嘉德生物科技有限公司提供，高脱乙酰度95%，纳他霉素由南京纳满生物科技有限公司提供，为食品级。

1.2 试验方法

将山药切段，切口分别蘸取少量混合液，试验采用完全随机试验方案，设6个处理，3次重复，具体试验安排如下，CK-1：切口不蘸取任何液体，空白对照；CK-2：切口蘸取清水作为对照；T1：切口蘸取1.0%的壳聚糖溶液；T2：切口蘸取1.0%的壳聚糖+0.5 g/L纳他霉素混合液；T3：切口蘸取1.0%的壳聚糖+1.0 g/L纳他霉素混合液；T4：切口蘸取1.0%的壳聚糖+2.0 g/L纳他霉素混合液；每个处理10块，重复3次，用保鲜膜密封切口。

1.3 数据记录与指标统计

将各个处理用网袋存放，放置到（4±2）℃冷库中，每15 d统计1次腐烂率，观察山药腐烂和结痂情况，腐烂数和抑菌数为3次重复的平均数。

腐烂率（%）=腐烂数×100%/总数 （1）

抑菌率（%）=抑菌数×100%/总数 （2）

抑菌效果等级：0级：完全愈合，不带菌丝；1级：表面有少量菌丝，但不扩展，后期愈合；2级：切面有菌斑，慢慢向里面扩展，深入块茎腐烂。

2 结果与分析

2.1 壳聚糖和纳他霉素对不同山药品种切口的愈合效果

由表1可知，壳聚糖和纳他霉素不同浓度处理对山药切口愈合效果差异较大，不同山药品种之间的切口愈合效果具有一定的差异。壳聚糖和纳他霉素各浓度处理对‘伊势芋’和‘大筒早生’均比两个对照CK1和CK2腐烂率低，其中单独使用1%的壳聚糖溶液的处理T1抑菌效果较差，腐烂率分别高达83.33%和86.67%；壳聚糖和纳他霉素组合使用抑菌效果较好，T2处理腐烂率分别为10%和23.33%，T3和T4抑菌效果最好，‘伊势芋’和‘大筒早生’腐烂率均为0，切口完全愈合。由此可知，1%壳聚糖+1.0 g/L纳他霉素和1%壳聚糖+2.0 g/L纳他霉素是‘伊势芋’和‘大筒早生’切口愈合的最佳浓度组合。

表1 不同浓度处理对山药切口愈合效果影响

2.2 壳聚糖和纳他霉素对山药切口的腐烂速度影响

由图1和图2可以看出，不同壳聚糖和纳他霉素浓度处理对‘伊势芋’和‘大筒早生’切口腐烂速度具有一定的影响，储藏时间对腐烂率影响也较大。对于‘伊势芋’（图1），CK1、CK2在前30 d腐烂速度比较快，其中，15 d之后腐烂速度明显加快，30 d后腐烂率达到100%；T1在15 d时腐烂率为0，15~30 d腐烂速度明显加快，之后腐烂速度变缓，60~90 d腐烂率不再增加，趋于稳定，腐烂率为83.33%；T2在30 d时腐烂率为0，45 d时腐烂率为3.33%，60~90 d腐烂率不再增加，趋于稳定，腐烂率为10%；T3和T4在0~90 d腐烂率为0。由此可知，1%壳聚糖溶液能降低‘伊势芋’山药切口的腐烂速度，1%壳聚糖与那他霉素组合使用可明显延缓‘伊势芋’山药切口的腐烂速度，其中1%壳聚糖+1.0 g/L纳他霉素和1%壳聚糖+2.0 g/L纳他霉素对‘伊势芋’山药切口防腐烂效果最好。

对于‘大筒早生’（图2），CK1、CK2在前30 d腐烂速度比较快，其中，15 d之后腐烂速度明显加快，30 d后腐烂率达到100%；T1在15 d时腐烂率为3.33%，15~30 d腐烂速度明显加快，之后腐烂速度变缓，30~45 d腐烂速度变缓，60~90 d腐烂率不再增加，趋于稳定，腐烂率为86.67%；T2在15 d之前腐烂率为0，15~75 d腐烂率缓慢上升，75~90 d之间腐烂率不再增加，趋于稳定，腐烂率为23.33%；T3和T4在0~90 d腐烂率为0。由此可知，1%壳聚糖溶液能降低‘大筒早生’山药切口的腐烂速度，1%壳聚糖与那他霉素组合使用可明显延缓‘大筒早生’山药切口的腐烂速度，其中1%壳聚糖+1.0 g/L纳他霉素和1%壳聚糖+2.0 g/L纳他霉素对‘大筒早生’山药切口防腐烂效果最好。

图1 壳聚糖和纳他霉素对‘伊势芋’腐烂速度的影响

图2 壳聚糖和纳他霉素对‘大筒早生’腐烂速度的影响

2.3 壳聚糖和纳他霉素对山药切口的抑菌效果

由表2可以看出，壳聚糖和纳他霉素对‘伊势芋’和‘大筒早生’山药切口均具有一定的抑菌效果。CK1和CK2对‘伊势芋’和‘大筒早生’山药切口抑菌率为0，T1对‘伊势芋’和‘大筒早生’山药切口具有一定的愈合效果，抑菌率0级分别为16.67%和13.33%，抑菌率1级分别为3.33%和13.33%；T2的抑菌率0级分别为90%和76.67%，抑菌率1级分别为10%和23.33%；T3和T4的抑菌率0级均达到了100%。由此可知，T3和T4抑菌效果最好。

表2 不同浓度处理对山药切口的抑菌效果影响

3 结论与讨论

壳聚糖由于具有较好的成膜性、保鲜性等作用，在果蔬和食品保鲜中应用较多[10-11]。纳他霉素对真菌的抑制效果较好，是一种被广泛应用的食品防腐剂和抗菌添加剂[12-13]。王娟慧等[14]研究认为1%壳聚糖涂膜保鲜效果较好，苏新国等[15]研究得出，1.0%和1.5%壳聚糖可显著减少豆荚的腐烂，李慧芸等[16]研究发现1%壳聚糖+1.0 g/L纳他霉素可显著抑制鲜食核桃霉变。本研究得出：1%壳聚糖对山药切口的愈合具有一定的影响，同时具有一定的抑菌作用，单独使用效果较差，壳聚糖和那他霉素组合使用效果较好，其中1%壳聚糖+1.0 g/L纳他霉素和1%壳聚糖+2.0 g/L纳他霉素对‘伊势芋’和‘大筒早生’山药切口愈合效果较好，抑菌率达到100%，从经济、安全方面考虑，1%壳聚糖+1.0 g/L纳他霉素是两种山药切口愈合的最佳组合。

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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

山东省农业科学院农业科技创新工程项目（CXGC2018E23）

许念芳（1985—），女，硕士，农艺师，主要从事山药栽培与育种研究，xunianfang2009@163.com；*通信作者：臧传江，高级农艺师，651114zcj@163.com。

许念芳, 宋计平, 孙胜楠, 等. 壳聚糖和纳他霉素对山药切口愈合效果的影响[J]. 生物灾害科学, 2021, 44(1):100-103.