基于正交试验法的富硒油葵芽苗菜生产工艺优化研究

殷琳毅

（南通科技职业学院，江苏 南通 226007）

油葵（Helianthus annuus L.）芽苗菜是一种新型绿体苗菜，香味浓郁、回味悠长，富含维生素A、D、E和胡萝卜素等营养物质，并含有叶酸、铁、钾、锌等人体必需的营养成分，是发展前景广阔的新型芽苗菜[1]。大量研究证明，硒是人体必需的营养元素之一，对人类的健康具有重要生理作用。它不仅是多种酶的构成成分，同时具有抗氧化、调节甲状腺激素水平、维持正常免疫、预防克山病和大骨节病等作用，还具有抗肿瘤、维持正常生育功能、保护视力、拮抗汞中毒等多种生理功能。研究表明，硒在适宜的浓度下能促进植物的生长代谢，提高作物的产量和品质，增强植株的抗氧化能力和抗逆能力、抵抗重金属对植物的毒害等，对植物的生长发育同样也起着十分重要的作用[2]。利用硒强化剂生产富硒芽苗菜，在豌豆[2]、香椿[3]、萝卜[4]、绿豆[5]等多种芽苗菜中均已取得成功，但对油葵芽苗菜生长的影响未见报道，富硒油葵芽苗菜生产工艺的系统研究更无人涉及。本试验利用氨基酸硒水溶制剂生产富硒油葵芽苗菜，研究生产过程中氨基酸硒水溶制剂浸种浓度、浸种时间、播种密度、喷淋浓度、环境温度等因子的影响，以期优化富硒油葵芽苗菜生产过程中的主要工艺参数，探讨最优生产工艺条件，为富硒油葵芽苗菜高效优质生产提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试油葵品种为“康地102”，由山西省农业科学研究院选育。试验用氨基酸硒水溶制剂（硒含量3%），由中国农业科学院果树研究所研发。试验用塑料苗盘（56 cm×31.5 cm），上海利久塑业有限公司生产。

1.2 试验方法

1.2.1 富硒油葵芽苗菜生产工艺优化单因素试验

试验于2021年11月—2022年2月在南通科技职业学院薛窑基地进行。设置基础生产工艺参数（目前生产上最优条件）为：氨基酸硒水溶制剂400倍液（75 mg/L）浸种，浸种10 h，播种密度110 g/盘（以干质量计算），氨基酸硒水溶制剂3 000倍液（10 mg/L）喷淋，环境温度保持24 ℃。改变其中1个因素，保持其他因素不变，分别观察氨基酸硒水溶制剂浸种浓度（500、400、300、200倍液）、浸种时间（8、10、12、14 h）、喷淋浓度（4 000、3 000、2 000、1 000倍液），播种密度（100、110、120、130 g/盘），环境温度（22、24、26、28 ℃）对富硒油葵芽苗菜生产的影响。富硒油葵芽苗菜生产工艺的优劣主要体现在产量上，因此本研究以芽苗菜产量作为评价指标，在光照培养箱内分别观察以上5个单因素的最适范围。单因素试验均设3次重复，数据取3次试验的平均值[2]。

1.2.2 富硒油葵芽苗菜生产工艺优化正交试验

根据单因素试验结果，采用5因素4水平正交试验对氨基酸硒水溶制剂浸种浓度、浸种时间、播种密度、喷淋浓度、环境温度等5个因素进行正交组合（表1），同样用富硒油葵芽苗菜产量对生产工艺进行评价。

表1 5因素4水平正交试验设计

1.2.3 指标测定

硒含量测定参照GB 5009.93—2017《食品中硒的测定》[6]。

产量测定：所有处理均在芽苗长至8～10 cm时一次性采收。从根部以上2～3 cm处剪下芽苗菜后用电子天平测产。

1.2.4 数据处理

用Excel软件统计数据，用SPSS软件进行正交试验设计及方差分析。

2 结果与分析

2.1 富硒油葵芽苗菜生产工艺优化单因素试验

2.1.1 氨基酸硒水溶制剂浸种浓度对富硒油葵芽苗菜产量的影响

随着浸种浓度的升高，富硒油葵芽苗菜产量总体呈先上升后下降的趋势。300倍液浸种的芽苗菜产量最高，达785.9 g/盘，极显著高于其他3个处理；其次是200、400倍液，二者差异不显著；500倍液浸种的芽苗菜产量最低，为689.3 g/盘，极显著低于200倍液浸种处理，显著低于400倍液浸种处理（表2）。

2.1.2 氨基酸硒水溶制剂浸种时间对富硒油葵芽苗菜产量的影响

随着浸种时间的增加，富硒油葵芽苗菜产量总体呈先上升后下降的趋势。浸种时间12 h的产量最高，为751.2 g/盘，其次是浸种10、8 h，浸种14 h的产量最低，4个处理间差异不显著（表2）。

表2 单因素对富硒油葵芽苗菜产量的影响

2.1.3 播种密度对富硒油葵芽苗菜产量的影响

随着播种密度的增加，富硒油葵芽苗菜产量总体呈先上升后下降的趋势。播种密度110 g/盘的产量最高，为798.6 g/盘，其次是播种密度120 g/盘，2个处理之间差异不显著，但均极显著高于播种密度100、130 g/盘2个处理，后2个处理之间差异也不显著（表2）。

2.1.4 氨基酸硒水溶制剂喷淋浓度对富硒油葵芽苗菜产量的影响

随着喷淋浓度的增加，富硒油葵芽苗菜产量呈先增加后降低的趋势。2 000倍液喷淋的产量最高，为766.1 g/盘，其与1 000倍液喷淋的产量差异不显著，但显著高于3 000、4 000倍液喷淋2个处理（表2）。

2.1.5 环境温度对富硒油葵芽苗菜产量的影响

随着环境温度的增加，富硒油葵芽苗菜产量也呈先增加后降低的趋势。环境温度为24 ℃时富硒油葵芽苗菜产量最高，为762.2 g/盘，显著高于与其他3个处理；环境温度为28 ℃时产量最低，为711.4 g/盘，与22、26 ℃2个处理之间差异不显著（表2）。

2.2 富硒油葵芽苗菜生产工艺优化正交试验

根据表3正交试验的极差R，5个因素影响富硒油葵芽苗菜产量的次序为浸种浓度＞播种密度＞环境温度＞喷淋浓度＞浸种时间。根据K值判断得出，富硒油葵芽苗菜生产条件最优组合为A2B4C2D1E3，即浸种浓度400倍液（75 mg/L），浸种时间14 h，播种密度110 g/盘，喷淋浓度4 000倍液（7.5 mg/L），环境温度26 ℃（表3）。在此优化工艺下，实际种植出的富硒油葵芽苗菜产量高达945.2 g/盘。

表3 富硒油葵芽苗菜生产工艺优化正交试验

3 讨论与结论

据王佑成等[7]的研究，硒对芽苗菜生长具有双重效应，低浓度硒制剂能够促进生长，高浓度硒制剂反而对芽苗菜生长有抑制作用。本试验验证了这一结论，富硒油葵芽苗菜工艺优化单因素试验表明，在适当的氨基酸硒水溶制剂浸种浓度（300倍液）、喷淋浓度（2 000倍液）条件下，芽苗菜产量最高，浸种、喷淋浓度过低或过高的效果均不理想。

苌淑敏等[8]研究表明，芽苗菜的生产受到多种因素的影响，且这些因素之间有相互作用。本研究以产量为考查指标，通过单因素试验、正交试验优化富硒油葵芽苗菜生产条件最优组合为：浸种浓度400倍液，浸种时间14 h，播种密度110 g/盘，喷淋浓度4 000倍液，环境温度26 ℃。在此优化工艺下，实际生产出富硒油葵芽苗菜产量达945.2 g/盘，总硒含量为0.39 mg/kg，符合富硒农产品的规定[9]。本试验旨在生产最高产量的富硒油葵芽苗菜，没有考虑氨基酸硒水溶制剂对油葵芽苗菜营养品质的影响，需要在今后的试验中进一步深入探讨。

尽管芽苗菜的生产和食用历史悠久，但目前富硒芽苗菜的研究与生产还处在发展阶段，种类不够丰富，技术还不完善，产量和品质难以满足市场的需求[3]。芽苗菜硒含量与施硒浓度之间呈正相关关系，硒含量过高对人体健康则不利[7,9]；因此，富硒芽苗菜的生产不能依赖于一些经验数值，需在严格试验的基础上进行生产和应用。