基于正交試驗(yàn)法的富硒油葵芽苗菜生產(chǎn)工藝優(yōu)化研究

殷琳毅

（南通科技職業(yè)學(xué)院，江蘇 南通 226007）

油葵（Helianthus annuus L.）芽苗菜是一種新型綠體苗菜，香味濃郁、回味悠長，富含維生素A、D、E和胡蘿卜素等營養(yǎng)物質(zhì)，并含有葉酸、鐵、鉀、鋅等人體必需的營養(yǎng)成分，是發(fā)展前景廣闊的新型芽苗菜[1]。大量研究證明，硒是人體必需的營養(yǎng)元素之一，對人類的健康具有重要生理作用。它不僅是多種酶的構(gòu)成成分，同時(shí)具有抗氧化、調(diào)節(jié)甲狀腺激素水平、維持正常免疫、預(yù)防克山病和大骨節(jié)病等作用，還具有抗腫瘤、維持正常生育功能、保護(hù)視力、拮抗汞中毒等多種生理功能。研究表明，硒在適宜的濃度下能促進(jìn)植物的生長代謝，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，增強(qiáng)植株的抗氧化能力和抗逆能力、抵抗重金屬對植物的毒害等，對植物的生長發(fā)育同樣也起著十分重要的作用[2]。利用硒強(qiáng)化劑生產(chǎn)富硒芽苗菜，在豌豆[2]、香椿[3]、蘿卜[4]、綠豆[5]等多種芽苗菜中均已取得成功，但對油葵芽苗菜生長的影響未見報(bào)道，富硒油葵芽苗菜生產(chǎn)工藝的系統(tǒng)研究更無人涉及。本試驗(yàn)利用氨基酸硒水溶制劑生產(chǎn)富硒油葵芽苗菜，研究生產(chǎn)過程中氨基酸硒水溶制劑浸種濃度、浸種時(shí)間、播種密度、噴淋濃度、環(huán)境溫度等因子的影響，以期優(yōu)化富硒油葵芽苗菜生產(chǎn)過程中的主要工藝參數(shù)，探討最優(yōu)生產(chǎn)工藝條件，為富硒油葵芽苗菜高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試油葵品種為“康地102”，由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育。試驗(yàn)用氨基酸硒水溶制劑（硒含量3%），由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所研發(fā)。試驗(yàn)用塑料苗盤（56 cm×31.5 cm），上海利久塑業(yè)有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 富硒油葵芽苗菜生產(chǎn)工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)

試驗(yàn)于2021年11月—2022年2月在南通科技職業(yè)學(xué)院薛窯基地進(jìn)行。設(shè)置基礎(chǔ)生產(chǎn)工藝參數(shù)（目前生產(chǎn)上最優(yōu)條件）為：氨基酸硒水溶制劑400倍液（75 mg/L）浸種，浸種10 h，播種密度110 g/盤（以干質(zhì)量計(jì)算），氨基酸硒水溶制劑3 000倍液（10 mg/L）噴淋，環(huán)境溫度保持24 ℃。改變其中1個(gè)因素，保持其他因素不變，分別觀察氨基酸硒水溶制劑浸種濃度（500、400、300、200倍液）、浸種時(shí)間（8、10、12、14 h）、噴淋濃度（4 000、3 000、2 000、1 000倍液），播種密度（100、110、120、130 g/盤），環(huán)境溫度（22、24、26、28 ℃）對富硒油葵芽苗菜生產(chǎn)的影響。富硒油葵芽苗菜生產(chǎn)工藝的優(yōu)劣主要體現(xiàn)在產(chǎn)量上，因此本研究以芽苗菜產(chǎn)量作為評價(jià)指標(biāo)，在光照培養(yǎng)箱內(nèi)分別觀察以上5個(gè)單因素的最適范圍。單因素試驗(yàn)均設(shè)3次重復(fù)，數(shù)據(jù)取3次試驗(yàn)的平均值[2]。

1.2.2 富硒油葵芽苗菜生產(chǎn)工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用5因素4水平正交試驗(yàn)對氨基酸硒水溶制劑浸種濃度、浸種時(shí)間、播種密度、噴淋濃度、環(huán)境溫度等5個(gè)因素進(jìn)行正交組合（表1），同樣用富硒油葵芽苗菜產(chǎn)量對生產(chǎn)工藝進(jìn)行評價(jià)。

表1 5因素4水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.3 指標(biāo)測定

硒含量測定參照GB 5009.93—2017《食品中硒的測定》[6]。

產(chǎn)量測定：所有處理均在芽苗長至8～10 cm時(shí)一次性采收。從根部以上2～3 cm處剪下芽苗菜后用電子天平測產(chǎn)。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel軟件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，用SPSS軟件進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 富硒油葵芽苗菜生產(chǎn)工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)

2.1.1 氨基酸硒水溶制劑浸種濃度對富硒油葵芽苗菜產(chǎn)量的影響

隨著浸種濃度的升高，富硒油葵芽苗菜產(chǎn)量總體呈先上升后下降的趨勢。300倍液浸種的芽苗菜產(chǎn)量最高，達(dá)785.9 g/盤，極顯著高于其他3個(gè)處理；其次是200、400倍液，二者差異不顯著；500倍液浸種的芽苗菜產(chǎn)量最低，為689.3 g/盤，極顯著低于200倍液浸種處理，顯著低于400倍液浸種處理（表2）。

2.1.2 氨基酸硒水溶制劑浸種時(shí)間對富硒油葵芽苗菜產(chǎn)量的影響

隨著浸種時(shí)間的增加，富硒油葵芽苗菜產(chǎn)量總體呈先上升后下降的趨勢。浸種時(shí)間12 h的產(chǎn)量最高，為751.2 g/盤，其次是浸種10、8 h，浸種14 h的產(chǎn)量最低，4個(gè)處理間差異不顯著（表2）。

表2 單因素對富硒油葵芽苗菜產(chǎn)量的影響

2.1.3 播種密度對富硒油葵芽苗菜產(chǎn)量的影響

隨著播種密度的增加，富硒油葵芽苗菜產(chǎn)量總體呈先上升后下降的趨勢。播種密度110 g/盤的產(chǎn)量最高，為798.6 g/盤，其次是播種密度120 g/盤，2個(gè)處理之間差異不顯著，但均極顯著高于播種密度100、130 g/盤2個(gè)處理，后2個(gè)處理之間差異也不顯著（表2）。

2.1.4 氨基酸硒水溶制劑噴淋濃度對富硒油葵芽苗菜產(chǎn)量的影響

隨著噴淋濃度的增加，富硒油葵芽苗菜產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢。2 000倍液噴淋的產(chǎn)量最高，為766.1 g/盤，其與1 000倍液噴淋的產(chǎn)量差異不顯著，但顯著高于3 000、4 000倍液噴淋2個(gè)處理（表2）。

2.1.5 環(huán)境溫度對富硒油葵芽苗菜產(chǎn)量的影響

隨著環(huán)境溫度的增加，富硒油葵芽苗菜產(chǎn)量也呈先增加后降低的趨勢。環(huán)境溫度為24 ℃時(shí)富硒油葵芽苗菜產(chǎn)量最高，為762.2 g/盤，顯著高于與其他3個(gè)處理；環(huán)境溫度為28 ℃時(shí)產(chǎn)量最低，為711.4 g/盤，與22、26 ℃2個(gè)處理之間差異不顯著（表2）。

2.2 富硒油葵芽苗菜生產(chǎn)工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)

根據(jù)表3正交試驗(yàn)的極差R，5個(gè)因素影響富硒油葵芽苗菜產(chǎn)量的次序?yàn)榻N濃度＞播種密度＞環(huán)境溫度＞噴淋濃度＞浸種時(shí)間。根據(jù)K值判斷得出，富硒油葵芽苗菜生產(chǎn)條件最優(yōu)組合為A2B4C2D1E3，即浸種濃度400倍液（75 mg/L），浸種時(shí)間14 h，播種密度110 g/盤，噴淋濃度4 000倍液（7.5 mg/L），環(huán)境溫度26 ℃（表3）。在此優(yōu)化工藝下，實(shí)際種植出的富硒油葵芽苗菜產(chǎn)量高達(dá)945.2 g/盤。

表3 富硒油葵芽苗菜生產(chǎn)工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)

3 討論與結(jié)論

據(jù)王佑成等[7]的研究，硒對芽苗菜生長具有雙重效應(yīng)，低濃度硒制劑能夠促進(jìn)生長，高濃度硒制劑反而對芽苗菜生長有抑制作用。本試驗(yàn)驗(yàn)證了這一結(jié)論，富硒油葵芽苗菜工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)表明，在適當(dāng)?shù)陌被嵛苤苿┙N濃度（300倍液）、噴淋濃度（2 000倍液）條件下，芽苗菜產(chǎn)量最高，浸種、噴淋濃度過低或過高的效果均不理想。

萇淑敏等[8]研究表明，芽苗菜的生產(chǎn)受到多種因素的影響，且這些因素之間有相互作用。本研究以產(chǎn)量為考查指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)優(yōu)化富硒油葵芽苗菜生產(chǎn)條件最優(yōu)組合為：浸種濃度400倍液，浸種時(shí)間14 h，播種密度110 g/盤，噴淋濃度4 000倍液，環(huán)境溫度26 ℃。在此優(yōu)化工藝下，實(shí)際生產(chǎn)出富硒油葵芽苗菜產(chǎn)量達(dá)945.2 g/盤，總硒含量為0.39 mg/kg，符合富硒農(nóng)產(chǎn)品的規(guī)定[9]。本試驗(yàn)旨在生產(chǎn)最高產(chǎn)量的富硒油葵芽苗菜，沒有考慮氨基酸硒水溶制劑對油葵芽苗菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響，需要在今后的試驗(yàn)中進(jìn)一步深入探討。

盡管芽苗菜的生產(chǎn)和食用歷史悠久，但目前富硒芽苗菜的研究與生產(chǎn)還處在發(fā)展階段，種類不夠豐富，技術(shù)還不完善，產(chǎn)量和品質(zhì)難以滿足市場的需求[3]。芽苗菜硒含量與施硒濃度之間呈正相關(guān)關(guān)系，硒含量過高對人體健康則不利[7,9]；因此，富硒芽苗菜的生產(chǎn)不能依賴于一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，需在嚴(yán)格試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行生產(chǎn)和應(yīng)用。