石灰在山药贮藏防病中的应用研究

姚甜甜，王 伟，舒 锐，李晓龙，岳林旭，刘少军*

（1. 山东省轻工农副原料研究所，山东 高密 261500；2. 山东省高密市农业技术推广中心，山东 高密 261500）

【研究意义】山药营养价值和药用价值较高，是农民增收创汇的重要蔬菜之一[1-5]。山药生长期长，多数地区一年只种植一茬，难以保证市场平衡稳定的供应[6]。山药收获季节比较集中，价格受供求关系影响较大，在山药收获旺季，价格偏低，直接影响了山药生产者的经济效益[7]。为确保山药常年供应及提高农民经济效益，必须采用适宜的方法对山药进行贮藏。山药皮薄质脆，极易受伤，在山药收获、运输、贮藏和销售的每一个环节都需要轻拿轻放，一旦破皮或折断则极易被腐烂菌感染，造成大量损失[8-10]。若山药贮藏不当，损失率一般为10%～20%，严重的高达50%[11]。引起山药腐烂的主要病害有真菌群（链格孢属、葡萄孢属、镰刀菌属和青霉属）所致的干腐病、青霉病和黑斑病所致的软腐病[12-14]。目前，生产上常采取物理措施与化学药剂相结合的方法来防控山药腐烂，杀菌剂能有效的减少山药贮藏期间的腐烂情况，但随着化学药剂的不断使用，腐烂病菌会逐渐产生抗药性，而且会带来因农药残留造成的食品安全与环境污染问题。因此，探索安全的山药贮藏方法，对山药产业的绿色、健康和可持续发展具有非常重要的意义。【前人研究进展】山药贮藏过程中常采取一些物理措施来减少山药腐烂的发生，如采收时尽量减少机械损伤；贮藏前进行挑选分级，剔除畸形、有病虫害和损伤的山药；控制贮藏期间的温度和湿度等。屠琼芳[15]研究了不同贮藏方式下山药生理指标及品质的变化规律，发现4 ℃贮藏条件下，铁棍山药的贮藏品质最佳，腐烂率和失重率均明显减少。薛婧[16]研究了山药的贮藏技术，发现山药贮藏期间，使用PVC袋包装山药，且保持敞口，在相对湿度80%～85%，温度4 ℃时的贮藏效果最好，且贮藏150 d时，山药的腐烂率为2.1%。然而，单纯依靠物理方法来减少山药贮藏期间的腐烂损失效果是有限的，通常采取与化学药剂相结合的方法，常用的杀菌剂有咪鲜胺、多菌灵、代森锰锌、百菌清等。谢冬娣等[17]通过咪鲜胺添加助剂对淮山冷藏效果的影响试验表明，咪鲜胺稀释350倍和400倍时，淮山药的腐烂指数相对较低，对淮山药的贮藏保鲜效果较佳。【本研究切入点与拟解决的关键问题】随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，人们对环境安全和食品安全的要求也日益提高。生产中有时在山药伤口上蘸石灰粉来进行贮藏[18]。在此基础上，本文研究了石灰与黏土的9个不同配比对青霉菌的抑制活性和冷库贮藏效果，以筛选出防效较好的石灰泥配比。推荐用于山药贮藏，以减少化学农药使用量，促进山药安全生产和农业可持续发展。

1 材料与方法

1.1 试验材料

大和长芋山药：分别于2018年11月3日和2019年11月1日采集自山东省轻工农副原料研究所实验基地，山药大小均匀，无损伤，无病虫害；深层黏土：采集自山东省轻工农副原料研究所实验基地1 m以下的深层黏土；石灰：市售；聚乙烯（PE）塑料袋：市售。

1.2 试验方法

1.2.1培养箱中不同比例石灰泥处理山药腐烂情况的调查比较试验材料的处理：以大和长芋山药为试验材料，选取健康、无损伤、无病虫害的山药运到实验室，清洗干净后充分晾干，截去山药栽子，将剩下的山药块茎切成20 cm左右的块段，每个山药段两端各有一个切口。病原菌产核青霉（Penicillium sclerotigenum）由腐败山药中分离并鉴定[19]。把培养的病原物用无菌水稀释制成菌悬液，将山药段两端切口浸泡在配制好的菌悬液中，取出后放置4 h，使山药切口处晾干。

石灰泥的配制：称取500 g的市售生石灰，加入270 mL水制成熟石灰，将熟石灰和黏土按照一定比例混合后加入适量的水，充分搅拌均匀，成为粘稠的糊状。试验设置10个处理（表1），每个处理使用山药段10块，重复3次。

表1 不同配比石灰泥的试验设计

山药段两端的切口接种晾干后，均匀的蘸上处理和对照配置的糊状物，以糊状物完全封住山药切口为标准。将处理好的山药段分装在聚乙烯塑料盒中封盖保存，保持塑料盒内潮湿。2018年11月20日将塑料盒放入25 ℃培养箱中，于12月4日观察山药的腐烂情况，计算腐烂率、腐烂指数和防治效果。观察山药腐烂情况时，先观察山药切口处石灰泥表面的生霉情况，将山药切口处的石灰泥清洗干净，观察统计山药切口表面变黑的面积，纵切后观察山药内部是否腐烂，计算腐烂率、腐烂指数。

腐烂指数统计法：

贮藏结束时，根据山药表面的腐烂程度分为0～4级：0级，表面没有腐烂的现象；1级，表面腐烂的面积在0～1/10；2级，表面腐烂的面积在1/10～1/4；3级，表面腐烂的面积在1/4～1/2；4级，表面腐烂的面积在1/2～1。

1.2.2冷库中不同比例石灰泥处理山药腐烂情况的调查比较大和长芋山药的挑选处理方法及石灰泥的配置方法同1.2.1。以清水与泥的混合物作为对照，一共设置10个处理和对照，每个处理和对照使用山药块茎20块，每个山药块茎有一个切口，重复3次。将山药块茎的切口均匀蘸上处理和对照配置的糊状物，以糊状物完全封住山药切口为标准。准备好聚乙烯塑料筐，在筐内套上聚乙烯塑料袋，铺满筐的底部和四周，并在筐的敞口处留一部分用来封口，将处理好的山药块茎摆放到聚乙烯塑料筐中，装满20根山药后，将聚乙烯塑料袋的敞口处交叉折叠。将冷库预先调到4 ℃，上下浮动1 ℃，相对湿度80%～85%，静置稳定。2018年11月20日将纸箱放入冷库。于2019年2月20日观察山药的腐烂情况，计算腐烂率、腐烂指数和防治效果。观察时，先观察山药切口处石灰泥表面的生霉情况，再将山药切口处的石灰泥清洗干净，观察统计山药切口表面的变化，纵切后观察山药内部是否腐烂。腐烂率、腐烂指数的计算方法同1.2.1。

1.2.3在冷库中石灰泥处理山药的中试试验将采收后的大和长芋山药运到试验区域，剔除有病虫害侵染和因运输、采收时不慎造成机械损伤的山药，对山药进行挑选并分级。将挑选出来的山药截去山药栽子，余下的山药块茎作为试验材料。将生石灰加入适量的水制成熟石灰，将准备好的熟石灰和深层黏土按照2﹕5的比例混合，加入适量水后不断搅拌成粘稠的糊状，即为石灰泥。将每根山药的切口均匀的蘸上配置好的石灰泥，使石灰泥完全封住山药切口。使用聚乙烯塑料筐进行贮藏，在筐内套上聚乙烯塑料袋，使塑料袋铺满筐的底部和四周，并在敞口处留出一部分用来封口。将处理好的山药一层层的摆到塑料筐内，最上面一层山药摆放的高度要略低于筐的高度。在装筐的整个过程中注意轻拿轻放，避免碰伤山药。待山药摆放完毕，将塑料袋的敞口处交叉折叠，盖住山药。每个塑料筐能装30 kg左右山药，将装好山药的塑料筐一层层摆放到冷库中，叠放3层。本试验一共贮藏了1 000 kg山药，共30个塑料筐。将冷库预先调到4 ℃，上下浮动1 ℃，相对湿度80%～85%，静置稳定。2019年12月26日将处理好的30筐山药放入冷库，于2020年3月26日出库，观察统计山药的腐烂情况。

2 结果与分析

2.1 培养箱中不同比例石灰泥处理山药腐烂情况的比较分析

根据试验调查不同比例的石灰泥处理山药切口的生霉腐烂情况，利用DPS软件对各处理14 d时山药切口的腐烂率和腐烂指数进行统计分析，结果见图1和图2。

图1 不同比例石灰泥处理14 d时山药切口的腐烂率

图2 不同比例石灰泥处理山药切口14 d时腐烂指数

由图1可知，处理1～4的腐烂率和对照相比没有差异，均为100%，即山药切口全部腐烂。处理5～9的腐烂率与对照相比有显著差异（P<0.05）。处理5～8随着熟石灰与黏土比例的升高山药的腐烂率逐渐降低，处理9（熟石灰﹕黏土=1﹕2）比处理8（熟石灰﹕黏土=2﹕5）的腐烂率高。处理8的山药切口的腐烂率最低，为16.67%，即熟石灰﹕黏土=2﹕5的比例处理山药的效果最好。

由图2可知，处理1～2的腐烂指数和对照相比没有显著差异（P<0.05），处理1与对照的腐烂指数相同，均为100%，即山药切口表面生霉的面积均达到了50%以上。处理3～9的腐烂指数与对照相比有显著差异（P<0.05）。处理1～8随着熟石灰与黏土比例的升高山药的腐烂指数逐渐降低，处理9（熟石灰﹕黏土=1﹕2）比处理8（熟石灰﹕黏土=2﹕5）的腐烂指数高。处理8的腐烂指数最低，为15.00%，即熟石灰﹕黏土=2﹕5的比例处理山药的效果最好。

14 d时观察不同处理的山药切口处的石灰泥表面均有霉层。对照和处理1～2的山药切口表面的生霉现象最严重。处理3～4的山药切口表面的霉层比处理1～2的少一些，处理5～9的山药切口表面只有少量的霉层，通过比较发现，处理8的山药切口的表面霉层最少。用清水将山药切口覆盖的石灰泥清洗干净，发现处理1～8随着石灰与黏土比例的升高山药切口表面变黑的面积逐渐减小，其中处理8的山药切口表面发红，只有很少的部分发黑。

2.2 冷库中不同比例石灰泥处理山药腐烂情况的比较分析

根据试验调查冷库中贮藏3个月时不同比例的石灰泥处理山药切口的生霉腐烂情况，利用DPS软件对各处理山药切口3个月时的腐烂率和腐烂指数进行统计分析，结果见图3和图4。

图3 不同比例石灰泥处理山药切口3 m时的腐烂率

图4 不同比例石灰泥处理山药切口3 m时的腐烂指数

从图3可以看出，处理1和处理2的腐烂率相同，且与对照之间没有显著差异（P<0.05）；处理3和处理4的腐烂率相同，处理3～9与对照之间有显著差异（P<0.05）。使用7～9的比例的石灰泥处理山药切口后贮藏3 m的腐烂率为0，即山药切口处没有生霉腐烂的现象。

从图4可以看出，处理1和处理2的腐烂指数相同，处理1、2和3的腐烂指数和对照之间没有显著差异（P<0.05）；处理4～9和对照之间有显著差异（P<0.05）。处理3～6随着熟石灰与黏土比例的升高山药的腐烂指数逐渐降低，处理7～9的山药腐烂指数为0，即山药切口处没有生霉腐烂的现象。

3个月时观察对照和处理1～4的山药切口处的石灰泥表面都有白色的真菌，处理5～6的表面有少量的白色真菌，处理7～9的表面没有白色真菌。用清水将石灰泥清洗干净后，发现对照和处理1～2的山药切口表面有较少面积的变红；处理3的山药切口表面有大面积的变红，处理4的山药切口表面几乎全部变红；处理5～9的山药切口表面全部变红。

根据培养箱中和冷库中不同比例的石灰（市售）泥处理山药切口的腐烂情况发现，处理8，即熟石灰﹕黏土=2﹕5的比例处理山药的效果最好，在培养箱中调查统计的腐烂率和腐烂指数最低，在冷库中的腐烂率和腐烂指数都为0，因此后续的山药贮藏中试试验确定使用处理8来处理山药进行冷库贮藏。

2.3 石灰泥处理山药的冷库中试试验

通过观察发现，山药切口处的石灰泥已经变的很坚硬，完全包裹住切口。经过统计30筐山药的切口处没有生霉腐烂的情况，这种处理方法可以解决山药贮藏期间腐烂霉变的问题。由于人们在购买山药时喜欢挑选切口处呈白色且新鲜的山药，因此在供应超市或市场前需要将贮藏的山药切口处再切掉一部分，使得每根山药的切口平整且新鲜。通过试验发现，使用此方法贮藏山药能有效抑制山药贮藏期间的霉变腐烂，但涂抹石灰泥的山药切口处需要切掉2～3 cm的厚度，才会出现白色的新鲜切口，可能是由于石灰对山药有一定的损伤作用。

3 讨论与结论

冷库中贮藏的山药切口处虽然有霉菌，但是扩展速率较慢，说明低温在一定程度上抑制了霉菌的生长，这与苏建红[21]研究的洋葱贮藏期青霉病病原菌的试验结果一致，4种青霉菌在5～40 ℃内均可生长，在5 ℃和40 ℃下生长比较缓慢。

目前，生产上普遍使用咪鲜胺处理山药伤口，使用400倍左右的咪鲜胺处理山药后放入冷库中，能有效解决贮藏期霉变腐烂的问题，山药出库供应市场时，将山药切口处切掉0.5～1 cm左右的厚度便会出现白色的新鲜切口。咪鲜胺是国家允许在食品加工领域使用的保鲜剂，我国农药最大残留限量标准规定了咪鲜胺在黄瓜、大蒜、辣椒中的最高残留限量[22]，但尚未制定山药中咪鲜胺残留量的限量要求。

生产中，通常采用消石灰封住山药伤口的方法来贮藏种茎或进行短期贮藏[23]。本研究筛选出贮藏效果好的石灰泥配比，即熟石灰和深层黏土按照2﹕5比例处理山药切口来进行冷库贮藏中试试验，结果表明，贮藏的山药没有生霉腐烂的情况，但是山药切口处需要切掉2～3 cm的厚度才会出现白色的新鲜切口。因此，后续试验还需要继续探索安全高效的山药贮藏方法。