《Journal of Stored Products Research》：Effects of chitosan/cinnamaldehyde-based coatings on the quality preservation of peanut seed from fungal contamination
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花生种子在常温储存中易受真菌和虫害影响，导致品质下降、发芽率降低及黄曲霉毒素B1超标。本研究采用壳聚糖/肉桂醛（CS/CA）复合涂层，经12个月储存实验验证，CS/0.5%CA涂层组真菌增殖减少至2.0 log CFU/g（对照组5.9），虫害损伤率降至1.9%（对照组4.6%），发芽率维持82%（对照组61%），黄曲霉毒素B1含量降至7.0μg/kg（远低于20μg/kg国际标准）。研究证实，0.5%肉桂醛与壳聚糖复合涂层能协同抑制真菌、虫害及氧化损伤，有效延长花生种子常温保存周期。
吴胜军|朱颖|李成轩
江苏海洋大学海洋生物资源与环境重点实验室/海洋生物技术重点实验室，中国海州市222005
摘要
花生种子在常温储存过程中极易受到真菌污染和昆虫侵害，导致品质下降、发芽率降低以及有害的黄曲霉毒素B1（AFB1）积累。 本研究评估了壳聚糖/肉桂醛（CS/CA）复合涂层在12个月储存期间对花生种子的保护效果。壳聚糖（具有抗菌成膜作用的聚合物）和肉桂醛（具有抗真菌/抗氧化特性的精油成分）的协同作用提供了对生物性和氧化性损害的双重保护。 与未经处理的对照组相比，涂有CS/0.5% CA的种子在12个月的储存期内表现出显著降低的真菌繁殖（最终计数分别为2.0 log CFU/g和5.9 log CFU/g）、减少的昆虫损害（1.9% vs 4.6%），以及保持较高的发芽能力（82% vs 61%）。研究表明，壳聚糖/肉桂醛（CS/CA）复合涂层能够有效保护花生种子。抗生素成膜聚合物壳聚糖和抗真菌/抗氧化精油肉桂醛共同减少了生物性和氧化性损害。未经处理的种子受到更多的真菌和昆虫损害。0.5%和1.0%浓度的肉桂醛配方有效抑制了黄曲霉的生长和AFB1的积累，其最终含量分别为7.0 μg/kg和6.0 μg/kg，远低于全球规定的20 μg/kg的安全限值。此外，肉桂醛还改善了种子的活力指标，如发芽势和正常幼苗率。结果表明，0.5%的CS/CA涂层在延长种子存活期、确保安全性和保持发芽性能方面特别有效。
引言
花生（Arachis hypogaea Linn.）是一种全球重要的油料作物，在中国、印度、尼日利亚、美国和苏丹等主要生产国广泛种植（Liu等人，2020年）。2021年，中国生产了约1830万吨花生，占全球总产量的40%（FAO，2022年）。由于其营养价值和经济价值，花生种子被广泛用于食品和植物油生产。Liu等人（2020年）报告称，花生种子含有40%–50%的脂肪油、20%–25%的蛋白质、5%–15%的淀粉以及多种矿物质。真菌和昆虫会降低花生在室温下的品质、发芽率以及AFB1的产生量（Girardi等人，2017年）。
利用基于生物的可食用涂层进行采后种子保存为解决这些问题提供了一种可能的方法。这些涂层通过在种子表面形成半透性屏障来控制水分和气体（氧气和二氧化碳）的交换，同时限制溶质的传输，从而减缓生理降解和代谢过程（Elsawy等人，2023年）。除了物理屏障作用外，将生物活性化合物（如抗氧化剂、抗菌剂和精油）加入涂层基质中可以有效地抑制微生物生长、驱赶昆虫并减轻氧化损伤，从而增强可食用薄膜的保护效果（Xie等人，2024年）。除了可食用涂层外，还出现了新的种子保存技术，包括先进的纳米涂层和封装技术，这些技术能够更好地调控活性化学物质的释放并提高环境耐久性（Elsawy等人，2023年）。
壳聚糖是一种成膜、可生物降解、具有抗真菌和驱虫特性的阳离子多糖，被广泛应用于各种生物聚合物中（Lee等人，2016年）。该聚合物的正电荷使其能够与带负电荷的微生物细胞膜相互作用，导致内部成分释放并抑制菌丝生长（Wardana等人，2024年）。
基于壳聚糖的涂层通过抑制微生物分解来延长猪肉、鸡蛋、鱼类、水果和乳制品的保质期（Pei等人，2022年；Sun等人，2021年；Yu等人，2021年）。壳聚糖的成膜和抗菌特性使其具有高度的多样性。
精油或活性化合物可以增强壳聚糖薄膜的生物功能性。肉桂醛（CA）是肉桂皮油的主要成分，因其抗菌和抗氧化特性而被广泛研究。肉桂醛通过影响活性氧、细胞内ATP合成以及微生物细胞膜的结构完整性来发挥抗菌作用（Wang等人，2019年）。Zhang等人（2024年）发现肉桂能够抑制黄曲霉的生长和AFB1的生成。
最新研究表明，壳聚糖和肉桂醛共同作用可以保护食物品质。Qiu等人（2025年）发现，壳聚糖-肉桂醛复合涂层能够防止牛肉制品中的微生物变质和脂质氧化，同时保持感官质量。然而，复合涂层可能无法完全防止种子受到真菌和黄曲霉毒素的侵害（Zhang等人，2024年）。
我们设计并测试了一种壳聚糖/肉桂醛（CS/CA）复合可食用涂层，以在常温储存期间保护花生种子的品质。我们研究了CS/CA涂层对黄曲霉生长、AFB1积累、昆虫侵害、发芽率和幼苗活力的影响，持续时间为12个月。研究认为，涂有肉桂醛的种子在抵御真菌和昆虫方面比仅涂有壳聚糖的种子更有效。
材料
实验所用花生种子（Arachis hypogaea Linn.，品种为Huayu 22，这是一种高油含量且易受黄曲霉毒素影响的品种，在江苏省广泛种植）来自中国连云港市的海洲当地农产品市场，种子无明显的机械损伤或霉变。壳聚糖（脱乙酰度：93.7%；分子量：41 kDa）由河南伊利生物技术有限公司提供。肉桂醛（纯度≥98%）由上海阿拉丁生物化学技术有限公司提供。此外，还使用了冻干孢子作为实验材料。
黄曲霉的生长
在12个月的储存期间，不同处理组中黄曲霉的数量动态存在显著差异（图1）。在对照组中，黄曲霉的数量从2.1 log CFU/g显著增加到5.9 log CFU/g（P < 0.05），表明在常温条件下真菌生长旺盛。同样，但程度较轻，涂有壳聚糖的种子数量也略有增加，最高达到4.6 log CFU/g（P < 0.05 vs 对照组），表明壳聚糖对真菌生长有一定的抑制作用。
结论
本研究表明，壳聚糖/肉桂醛（CS/CA）复合涂层能够有效保护储存的花生种子，显著抑制黄曲霉的生长，将黄曲霉毒素B1的水平控制在安全范围内，减少昆虫损害，并在12个月的常温储存期间保持种子的发芽能力和幼苗活力。
0.5%浓度的肉桂醛配方在抗真菌效果和保持种子生理品质方面达到了最佳平衡。
作者贡献声明
吴胜军：负责撰写、审稿与编辑、监督、资源协调、项目管理、方法设计、资金申请和概念构思。朱颖：负责撰写初稿、实验设计、数据分析与整理。李成轩：负责撰写初稿、数据可视化处理、结果验证和软件应用。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了江苏省高等学校优先学术发展计划（PAPD）项目的资助。
