基于正交試驗法的富硒油葵芽苗菜生產工藝優化研究

殷琳毅

（南通科技職業學院，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和胡蘿卜素等營養物質，并含有葉酸、鐵、鉀、鋅等人體必需的營養成分，是發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成成分，同時具有抗氧化、調節甲狀腺激素水平、維持正常免疫、預防克山病和大骨節病等作用，還具有抗腫瘤、維持正常生育功能、保護視力、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植物的生長代謝，提高作物的產量和品質，增強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，對植物的生長發育同樣也起著十分重要的作用[2]。利用硒強化劑生產富硒芽苗菜，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道，富硒油葵芽苗菜生產工藝的系統研究更無人涉及。本試驗利用氨基酸硒水溶制劑生產富硒油葵芽苗菜，研究生產過程中氨基酸硒水溶制劑浸種濃度、浸種時間、播種密度、噴淋濃度、環境溫度等因子的影響，以期優化富硒油葵芽苗菜生產過程中的主要工藝參數，探討最優生產工藝條件，為富硒油葵芽苗菜高效優質生產提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

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

1.2 試驗方法

1.2.1 富硒油葵芽苗菜生產工藝優化單因素試驗

試驗于2021年11月—2022年2月在南通科技職業學院薛窯基地進行。設置基礎生產工藝參數（目前生產上最優條件）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（以干質量計算），氨基酸硒水溶制劑3 000倍液（10 mg/L）噴淋，環境溫度保持24 ℃。改變其中1個因素，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），環境溫度（22、24、26、28 ℃）對富硒油葵芽苗菜生產的影響。富硒油葵芽苗菜生產工藝的優劣主要體現在產量上，因此本研究以芽苗菜產量作為評價指標，在光照培養箱內分別觀察以上5個單因素的最適范圍。單因素試驗均設3次重復，數據取3次試驗的平均值[2]。

1.2.2 富硒油葵芽苗菜生產工藝優化正交試驗

根據單因素試驗結果，采用5因素4水平正交試驗對氨基酸硒水溶制劑浸種濃度、浸種時間、播種密度、噴淋濃度、環境溫度等5個因素進行正交組合（表1），同樣用富硒油葵芽苗菜產量對生產工藝進行評價。

表1 5因素4水平正交試驗設計

1.2.3 指標測定

硒含量測定參照GB 5009.93—2017《食品中硒的測定》[6]。

產量測定：所有處理均在芽苗長至8～10 cm時一次性采收。從根部以上2～3 cm處剪下芽苗菜后用電子天平測產。

1.2.4 數據處理

用Excel軟件統計數據，用SPSS軟件進行正交試驗設計及方差分析。

2 結果與分析

2.1 富硒油葵芽苗菜生產工藝優化單因素試驗

2.1.1 氨基酸硒水溶制劑浸種濃度對富硒油葵芽苗菜產量的影響

隨著浸種濃度的升高，富硒油葵芽苗菜產量總體呈先上升后下降的趨勢。300倍液浸種的芽苗菜產量最高，達785.9 g/盤，極顯著高于其他3個處理；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間對富硒油葵芽苗菜產量的影響

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

表2 單因素對富硒油葵芽苗菜產量的影響

2.1.3 播種密度對富硒油葵芽苗菜產量的影響

隨著播種密度的增加，富硒油葵芽苗菜產量總體呈先上升后下降的趨勢。播種密度110 g/盤的產量最高，為798.6 g/盤，其次是播種密度120 g/盤，2個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個處理，后2個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量的影響

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

2.1.5 環境溫度對富硒油葵芽苗菜產量的影響

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

2.2 富硒油葵芽苗菜生產工藝優化正交試驗

根據表3正交試驗的極差R，5個因素影響富硒油葵芽苗菜產量的次序為浸種濃度＞播種密度＞環境溫度＞噴淋濃度＞浸種時間。根據K值判斷得出，富硒油葵芽苗菜生產條件最優組合為A2B4C2D1E3，即浸種濃度400倍液（75 mg/L），浸種時間14 h，播種密度110 g/盤，噴淋濃度4 000倍液（7.5 mg/L），環境溫度26 ℃（表3）。在此優化工藝下，實際種植出的富硒油葵芽苗菜產量高達945.2 g/盤。

表3 富硒油葵芽苗菜生產工藝優化正交試驗

3 討論與結論

據王佑成等[7]的研究，硒對芽苗菜生長具有雙重效應，低濃度硒制劑能夠促進生長，高濃度硒制劑反而對芽苗菜生長有抑制作用。本試驗驗證了這一結論，富硒油葵芽苗菜工藝優化單因素試驗表明，在適當的氨基酸硒水溶制劑浸種濃度（300倍液）、噴淋濃度（2 000倍液）條件下，芽苗菜產量最高，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。本研究以產量為考查指標，通過單因素試驗、正交試驗優化富硒油葵芽苗菜生產條件最優組合為：浸種濃度400倍液，浸種時間14 h，播種密度110 g/盤，噴淋濃度4 000倍液，環境溫度26 ℃。在此優化工藝下，實際生產出富硒油葵芽苗菜產量達945.2 g/盤，總硒含量為0.39 mg/kg，符合富硒農產品的規定[9]。本試驗旨在生產最高產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品質的影響，需要在今后的試驗中進一步深入探討。

盡管芽苗菜的生產和食用歷史悠久，但目前富硒芽苗菜的研究與生產還處在發展階段，種類不夠豐富，技術還不完善，產量和品質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關系，硒含量過高對人體健康則不利[7,9]；因此，富硒芽苗菜的生產不能依賴于一些經驗數值，需在嚴格試驗的基礎上進行生產和應用。