懸浮種衣劑中殼聚糖成膜性效果研究

摘要 研究天然高分子材料殼聚糖用于提高懸浮種衣劑的成膜性和有效成分釋放率。采用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，測(cè)試高分子成膜劑影響懸浮種衣劑的理化測(cè)試指標(biāo)，如成膜時(shí)間、包衣均勻度、包衣脫落率、種子表面藥劑浸水脫落率等。結(jié)果表明：1.0%殼聚糖配成膜劑效果最佳，成膜時(shí)間和包衣脫落率均高于現(xiàn)用懸浮種衣劑，并能控制和調(diào)節(jié)懸浮種衣劑膜內(nèi)活性成分釋放速率。

關(guān)鍵詞 殼聚糖；懸浮種衣劑；成膜性；效果

中圖分類號(hào) TQ450.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）24-0107-02

Effect Research on Film Forming Property of Chitosan in Flowable Concentrate for Seed Coating

CHANG Xiao-chun

（Institute of Nuclear and Biological Technologies，Xinjiang Academy of Agricultural Sciences，Urumqi Xinjiang 830091）

Abstract A new natural high molecular material chitosan was used to improve the film-forming ratio and active ingredient release rate of seed coating in the present study.Degree of uniformity，falling off rate，germination rate and film forming ability of seed coating，which used new natural high molecular material were tested by classic normal methods.The results showed that 1.0% chitosan were the best dosage of the new film-forming agent in this research. The film forming time and falling off rate were higher than current flowable concentrate for seed coating，and could control and adjust the active ingredient release rate of flowable concentrate for seed coating.

Key words chitosan；flowable concentrate for seed coating；film-forming property；effect

懸浮種衣劑中成膜劑的主要功能是在種子表面形成有效活性成分的包裹層，該包裹薄膜有一定的緩控釋作用。殼聚糖屬于當(dāng)前使用較為廣泛的甲殼素衍生物。甲殼素又稱為幾丁質(zhì)，在自然界中大量存在[1]，其可食用、安全性高，可以生物降解，對(duì)環(huán)境友好，在各領(lǐng)域中用途廣泛，其優(yōu)良的特性使其成為優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用材料。

懸浮種衣劑主要由農(nóng)藥原藥、潤(rùn)濕劑、成膜劑、乳化劑、增稠劑等相關(guān)助劑加工制成，可包覆在種子表面，從而形成通透性優(yōu)良、具有相應(yīng)強(qiáng)度及保護(hù)性的農(nóng)藥制劑[2]。由于其突出的生態(tài)環(huán)境友好特性，安全性方面顯著優(yōu)于傳統(tǒng)藥劑，也是實(shí)現(xiàn)種子產(chǎn)業(yè)化的有效措施[3-4]。懸浮種衣劑的缺點(diǎn)是藥效維持時(shí)間短，藥效發(fā)揮不均，從而導(dǎo)致大量有效成分流失。本研究開展殼聚糖和棉花懸浮種衣劑劑量配比試驗(yàn)，以期實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)懸浮種衣劑有效成分持效期，減少有效成分的流失，減少懸浮種衣劑中殺蟲劑、殺菌劑的使用量，對(duì)生態(tài)保護(hù)和人體健康起到積極的保護(hù)作用[5-7]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

殼聚糖，90%，100 mPa·s，來源于濰坊海之源生物制品有限公司；18.6%拌·?！ひ覒腋》N衣劑，來源于新疆綠洲興源農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司；試驗(yàn)作物品種為棉花新陸早系列。

供試儀器：BT-2003激光粒度儀，來源于丹東市百特儀器有限公司；電子天平；分光光度計(jì)；D-500高剪切乳化劑；WSDK-201控溫儀，來源于上海佑科儀器儀表有限公司；生化恒溫培養(yǎng)箱、101粘度計(jì)，來源于天津泰斯特儀器有限公司；SW實(shí)驗(yàn)室用砂磨機(jī)，來源于重慶佩特儀器有限責(zé)任公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 確定成膜劑中殼聚糖合理劑量試驗(yàn)。成膜劑混配18.6%拌·福·乙懸浮種衣劑使用實(shí)驗(yàn)室砂磨機(jī)混合砂磨20 min，得出成膜劑中殼聚糖為合理劑量，加入到18.6%拌·?！ひ覒腋》N衣劑。

1.2.2 種衣劑包衣試驗(yàn)方法。稱取棉花種子50 g置于培養(yǎng)皿中，加入1 g成膜劑的懸浮種衣劑，手動(dòng)攪拌包衣，種子包衣均勻后倒出。

1.2.3 成膜時(shí)間的測(cè)定。取適量試樣與棉花種子于三角瓶中，使二者充分混合，再將包衣后的棉花種子倒在紙面上，觀察樣品在棉花種子上的成膜效果，同時(shí)計(jì)算成膜時(shí)間。

1.2.4 種子包衣脫落率測(cè)試。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法，測(cè)定含有不同比例殼聚糖的成膜劑的種子包衣脫落率。

2 結(jié)果與分析

2.1 殼聚糖成膜劑的理化指標(biāo)

殼聚糖成膜劑的成膜性良好，包衣均勻度較高，外觀良好，經(jīng)過熱貯和冷貯試驗(yàn)，外觀無明顯變化，說明穩(wěn)定性優(yōu)良，基本達(dá)標(biāo)。

2.2 殼聚糖成膜劑對(duì)懸浮種衣劑理化性能的影響

2.2.1 成膜時(shí)間。將不同劑量配比的殼聚糖成膜劑加入到2種懸浮種衣劑中，對(duì)棉花種子進(jìn)行包衣，得到包衣成膜時(shí)間為2.2～3.9 min（表1）。所測(cè)得的包衣成膜時(shí)間符合種衣劑有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，表明該劑型成膜時(shí)間較短，成膜性良好。經(jīng)試驗(yàn)得出，含有1.0%殼聚糖的成膜劑的成膜時(shí)間最短。

2.2.2 種子包衣脫落率測(cè)試結(jié)果。殼聚糖復(fù)配不同劑量的種子，藥物脫落率分別為2.3%、0.9%、1.7%、1.9%、2.8%（表2），均低于8%，符合種衣劑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。由此得出，含有1.0%殼聚糖的成膜劑包衣具有良好的黏結(jié)性，包裹能力強(qiáng)，種子表面的有效成分不易于脫落，能較好地承受外界物理作用力。

3 結(jié)論與討論

經(jīng)以上試驗(yàn)得出，殼聚糖成膜劑具有成膜時(shí)間短、外觀良好、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。該劑型包衣成膜時(shí)間短，一般為2.2～3.9 min。包衣后種子的脫落率低于2.8%，包衣均勻度達(dá)96%。對(duì)加入1.0%殼聚糖的18.6%拌·福·乙懸浮種衣劑進(jìn)行棉花種子拌種，拌種4 d后種子的發(fā)芽勢(shì)試驗(yàn)以及7 d后的發(fā)芽率試驗(yàn)結(jié)果表明，殼聚糖成膜劑即使過量使用安全性也較高。因此，殼聚糖成膜劑包衣均勻度高、脫落率低，透水、成膜性能優(yōu)良，透氣性較佳，并具有緩釋性[8-9]。殼聚糖成膜劑能夠?qū)崿F(xiàn)藥物的緩慢釋放，適宜在懸浮種衣劑中應(yīng)用[10]。

成膜劑是懸浮種衣劑中重要的助劑之一，對(duì)懸浮種衣劑中的理化性能指標(biāo)有一定影響，如均勻度、脫落率、發(fā)芽率，是保證懸浮種衣劑包衣膜牢度及均勻附著在種子表面的必要條件[11]，將藥物和高分子載體以物理方式相結(jié)合，能很好地控制和調(diào)節(jié)包衣膜內(nèi)活性成分釋放速率，通過控釋方式長(zhǎng)時(shí)間保持所需的藥物濃度，從而充分發(fā)揮藥物功效[12-15]。近年來，國(guó)外開始對(duì)成膜劑及相關(guān)配方等實(shí)行專利保護(hù)[16-19]，目前最新研究成果是高分子材料，能夠改善種子生理功能的高分子化合物成膜劑成為國(guó)內(nèi)外藥劑領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。國(guó)內(nèi)關(guān)于成膜劑的研究與國(guó)外仍有差距，應(yīng)不斷通過殼聚糖成膜劑試驗(yàn)，篩選出成膜性能優(yōu)良的配方，為懸浮種衣劑的推廣奠定基礎(chǔ)[20]。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 常曉春，雷斌，張波，等.黃腐酸對(duì)懸浮種衣劑持效期影響的研究[J].腐植酸，2012（1）：14-17.

[2] 蔣小姝，莫海濤，蘇海佳，等.甲殼素及殼聚糖在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域方面的應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29（6）：170-174.

[3] 馮元琦.腐植酸類農(nóng)藥的近況和前景[J].腐植酸，2002（1）：7-8.

[4] 盧林綱.黃腐酸及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2001（5）：23-25.

[5] 竇森，李忠，王麗娟，等.FA復(fù)合種衣劑的研制與性狀測(cè)定[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，24（4）：76-79.

[6] 王恩文.鮑瑩.殼聚糖在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2012（10）：24-25..

[7] 李洋，李超，鞠光秀，等.種子包衣用成膜劑syfm001的應(yīng)用性[J].農(nóng)藥，2011，50（9）：649-651.

[8] 常曉春，雷斌，段俊杰.殼聚糖對(duì)懸浮種衣劑中理化指標(biāo)改變與持效期關(guān)聯(lián)的研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014（13）：21-23.

[9] 吳學(xué)宏，劉西莉，王紅梅，等.我國(guó)種衣劑的研究進(jìn)展[J].農(nóng)藥，2003，42（5）：1-5.

[10] 李承明，黃雅欽.明膠殼聚糖共混膜的制備[J].明膠科學(xué)與技術(shù)，2004，24（1）：24-28.

[11] 林寶鳳.殼聚糖成膜劑特性的研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，1997，24（1）：18-20.

[12] 熊遠(yuǎn)福，文祝友，江巨鰲，等.農(nóng)作物種衣劑研究進(jìn)展[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，30（2）：187-192.

[13] 劉梅，毛致富，江小平，等.殼聚糖成膜溶液及其膜相關(guān)性質(zhì)研究[J].食品科學(xué)，2014（9）：11-15.

[14] 楊蕾，葉非.農(nóng)藥緩釋劑的研究進(jìn)展[J].農(nóng)藥科學(xué)與管理，2009，30（10）：36-39.

[15] 李習(xí)賓，郭素娟.殼聚糖成膜劑包衣性能及對(duì)油松種子萌發(fā)的影響[J].種子，2012，31（4）：33-36.

[16] 蔣小姝，莫海濤，蘇海佳，等.殼聚糖對(duì)棉花種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29（15）：56-59.

[17] 宋淑淑，朱啟忠，王蓉，等.殼聚糖對(duì)棉花種子萌發(fā)及相關(guān)酶活性的影響[J].種子，2012，31（4）：40-42.

[18] 陸龍.幾種合成膜作為種衣劑成膜劑的性能研究[J].農(nóng)林科技，2010，39（3）：68-70.

[19] 趙興紅，張俊華，奚啟新，等.農(nóng)藥緩釋劑研究進(jìn)展概述[J].中國(guó)瓜菜，2011（6）：45-47.

[20] 劉鵬飛，劉西莉，張文華，等.殼聚糖作為種衣劑成膜劑應(yīng)用效果研究[J].農(nóng)藥，2004（7）：312-314.