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一种绿豆芽菜的气调栽培方法及其装置与流程

花匠小妙招
2025-05-08 02:19

一种绿豆芽菜的气调栽培方法及其装置与流程
本发明属于食品生产领域，具体涉及绿豆芽菜的栽培方法。
背景技术：
：近年来，我国恶性食品安全事件层出不穷，食品安全已成为国家和人民关注的焦点问题。豆芽本是我国老百姓餐桌上的营养美味食品，但是，一些豆芽生产企业和个人为了缩短生产周期和提高产量，在豆芽制发过程中大量添加植物生长激素(如：6一苄基腺嘌呤、4一氯苯氧乙酸钠、赤霉素、乙烯利)和多菌灵、百菌清、福美双、诺氟沙星、青霉素等药物。为了改变变色发黄的豆芽外观又使用漂白剂、连二亚硫酸钠等物质。同时添加了植物生长激素的豆芽可在3—5天内长成。在相当长一段时间里，这些“问题豆芽”曾充斥全国各地市场。由于长期食用这些违法制发的豆芽将会逐渐损害人体健康，“问题豆芽”已引起国家重视。气调法具有改进产品口感，促进发色，杀菌，增产量，改善品质等作用。气调法栽培芽菜是一种安全的生产方法，《农业与技术》2016年第36卷第14期陈文烜等发表了“气调控制绿豆芽生长的影响研究”在恒定的气体条件下研究绿豆芽生长的状态；《北方园艺》2017年第17期张安华等发表了“乙烯、二氧化碳和氮气混合气调绿豆芽外观形态和产量构成的影响”；胡云峰在第5届中国冷冻冷藏技术研讨会上发表了绿豆芽采后预处理气调保鲜技术研究。这些研究为气调绿豆芽菜栽培奠定了基础，但是每一种植物气调促进的方法相差甚远，就算是同一物种不同品种气调生产方法也相差甚远。当然也有很多种芽菜栽培技术中使用生长素，取根剂，定量的化学药品等等栽培技术和专利。不管是前面提到的气调法还是其他栽培技术都在栽培过程中存在安全隐患，长期使用后或过量使用生长素，取根剂，定量的化学药品危害的人体健康和生命安全。技术实现要素：针对现有技术中长期使用后或过量使用生长素，取根剂，定量的化学药品危害的人体健康和生命安全的技术问题，申请人旨在于提供一种黄豆芽菜的气调栽培方法及其装置，通过多年研究和试验，研制出气调法通过栽培豆芽菜的方法，本发明通过不同生长阶段循环气体的组成变化控制芽菜生产从根本上解决使用生长素，取根剂，定量的化学药品等栽培“毒豆芽”的问题，而且能够很好地绿豆进行匹配，保证了绿豆芽的产量提高了其营养价值。为达到上述目的，本发明提供一种绿豆芽菜的气调栽培方法，包括如下步骤：(1)首先，对原料豆子进行严格筛选，剔除坏豆子，无胚芽豆子。(2)烫豆，将筛选后的豆子，投入热水中保持1分钟～2分钟，并进行搅拌。(3)泡豆，将筛选过的豆子在温水中浸泡90分钟～150分钟。(4)泡完豆后沥干水把豆子均匀平铺在培育箱中，培育箱使用高温方式灭菌或100ppm次氯酸钠喷淋方式灭菌。(5)将培育箱搬入无菌培育室进行芽菜气调栽培系统，温度控制在22℃～24℃、间隔循环喷淋水。(6)在栽培的第0～3天，培育期间循环气体的体积分数组成为氧气19.6％～20％，二氧化碳0.030％～0.032％，氮气76％～80％，其余为稀有气体。(7)在栽培的第4～8天，培育期间循环气体的体积分数组成为氧气18.0％～19％，二氧化碳0.020％～0.022％，氮气73％～77％，其余为稀有气体。(8)到第9天绿豆芽菜栽培结束。更加优选的，本发明栽培方法中步骤(2)投入80℃～90℃的热水中保持1分钟～2分钟，并进行搅拌，搅拌速度为30转/分钟～50转/分钟，步骤(3)温水温度为30℃～35℃，浸泡时间120分钟。更加优选的，本发明栽培方法中步骤(4)泡完豆后沥干水把豆子均匀平铺在培育箱中，培育箱使用高温方式灭菌。更加优选的，本发明栽培方法中步骤(5)无菌培育室进行芽菜气调栽培系统培养，温度控制在23℃，全自动喷淋散水每隔4小时自动循环喷淋水的水温为20℃。更加优选的，本发明栽培方法中步骤(4)高温方式灭菌采用100℃以上蒸汽。更加优选的，本发明栽培方法中步骤(6)在栽培的第0～3天，培育期间循环气体的组成为氧气19.8％，二氧化碳0.031％，氮气78％，其余为稀有气体，气体循环量为每小时200立方米。更加优选的，本发明栽培方法中步骤(7)在栽培的第4～8天，培育期间循环气体的组成为氧气18.5％，二氧化碳0.021％，氮气75％，其余为稀有气体，气体循环量为每小时200立方米。本发明绿豆芽菜的气调栽培方法选用专用的气调装置，包括储气机构和气管，气管一端和储气机构连接，气管另外一端和豆芽培养机构连接；储气机构和豆芽培养机构之间的气管设有气体成份检测调节机构，豆芽培养机构和气体成份检测调节机构之间设有回收气管。本发明气调装置中，气体成份检测调节机构包括电磁控制阀、氧传感器和二氧化碳传感器，电磁控制阀设置在每个气管上，氧传感器和二氧化碳传感器与电磁控制阀电性连接。本发明气调装置中，储气机构包括氧气罐、二氧化碳气罐和氮气罐，气管包括氧气输气管，二氧化碳输气管和氮气输气管，豆芽培养机构采用密封避光结构。与现有技术相比，本发明具有的优点：1、通过芽菜不同生长阶段循环气体的组成变化控制芽菜生产从根本上解决使用激素及定量的化学药品等栽培“毒豆芽”的问题。2、本发明在芽菜生产全过程中不添加如何添加剂和化学物质，该栽培方法生产的芽菜外形粗细、长短均匀、保持了植物本有的4mm至5mm的豆芽根存在的，口感清爽，比一般豆芽质地脆甜，煮、炒后仍保持原有形状，无异味，营养成份含量高，有毒化学药品残留低，与市场“问题豆芽”常见的“大头豆芽”具有鲜明的区别和成分含量本质的不同。3、本发明的芽菜生产过程中气体实现了回收循环利用，适时定量控制，保证了气体准确性和稳定性，也节约了气体资源，能够有效保障芽菜生产的环境。4、本发明的芽菜生产过程准确的匹配了不同品种对芽菜气调环境和生产工艺的要求，利用和黄豆芽相同的生产时间完成了绿豆芽品种的生产，而且保证了绿豆芽的质量和产量。附图说明图1为本发明无菌培育室控制温度和第一氧气含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图2为本发明无菌培育室控制温度和第一二氧化碳含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图3为本发明无菌培育室控制温度和第一氮气含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图4为本发明无菌培育室控制温度和第二氧气含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图5为本发明无菌培育室控制温度和第二二氧化碳含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图6为本发明烫豆温度和第一氧气含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图7为本发明第一氧气含量和第一二氧化碳含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图8为本发明第一氧气含量和第一氮气含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图9为本发明第一氧气含量和第二氧气含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图10为本发明第一氧气含量和第二二氧化碳含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图11为本发明第一氧气含量和第二氮气含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图12为本发明第一二氧化碳含量和第一氮气含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图13为本发明第一二氧化碳含量和第二氧气含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图14为本发明第一二氧化碳含量和第二二氧化碳含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图15为本发明第一二氧化碳含量和第二氮气含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图16为本发明第一氮气含量和第二氧气含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图17为本发明第一氮气含量和第二二氧化碳含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图18为本发明第一氮气含量和第二氮气含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图19为本发明第二氧气含量和第二二氧化碳含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图20为本发明第二氧气含量和第二氮气含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图21为本发明第二二氧化碳含量和第二氮气含量对绿豆芽菜产量影响的响应面图。图22为本发明绿豆芽菜的气调栽培方法中气调装置结构示意图。图22中，1-气体成份检测调节机构、2-氧气罐、3-二氧化碳气罐、4-氮气罐、5-豆芽培养机构、6-氧传感器、7-二氧化碳传感器、8-电磁控制阀、9-回收气管、10-气管。具体实施方式下面结合附图1至附图22和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，但本发明装置不限于下述实施例。本发明中，下述实施例中气管10、氧传感器6、二氧化碳传感器7、氧气罐2、二氧化碳气罐3和氮气罐4都属于本领域技术人员通过市场购买选用或者定制，属于常见的器件，不限制本发明的实施。实施例一：本发明气调法生产豆芽本发明提供一种绿豆芽菜的气调栽培方法，包括如下步骤：(1)首先，对原料豆子进行严格筛选，剔除坏豆子，无胚芽豆子。(2)烫豆，将筛选后的豆子，投入热水中保持1分钟～2分钟，并进行搅拌。(3)泡豆，将筛选过的豆子在温水中浸泡90分钟～150分钟。(4)泡完豆后沥干水把豆子均匀平铺在培育箱中，培育箱使用高温方式灭菌或100ppm次氯酸钠喷淋方式灭菌。(5)将培育箱搬入无菌培育室进行芽菜气调栽培系统，温度控制在22℃～24℃、间隔循环喷淋水。(6)在栽培的第0～3天，培育期间循环气体的体积分数组成为氧气19.6％～20％，二氧化碳0.030％～0.032％，氮气76％～80％，其余为稀有气体。(7)在栽培的第4～8天，培育期间循环气体的体积分数组成为氧气18.0％～19％，二氧化碳0.020％～0.022％，氮气73％～77％，其余为稀有气体。(8)到第9天绿豆芽菜栽培结束。实施例二：室外温度25℃～35℃气调法生产豆芽首先，对原料50kg绿豆进行严格筛选，将筛选过的豆子投入80℃热水中保持1分钟～2分钟，并进行搅拌，搅拌速度为30转/分钟～50转/分钟，再在30℃～35℃温水中浸泡90分钟，豆子和水比率1：4。泡完豆后沥干水把豆子均匀平铺在培育箱中，培育箱使用100℃以上蒸汽高温方式灭菌。将培育箱搬入无菌培育室进行芽菜气调栽培系统，温度控制在23℃，全自动喷淋散水每隔4小时自动循环喷淋水的水温为20℃。在栽培的第0～3天，培育期间循环气体的体积分数组成为氧气19.8％，二氧化碳0.031％，氮气78％，其余为稀有气体，气体循环量为每小时200立方米。在栽培的第4～8天，培育期间循环气体的体积分数组成为氧气18.5％，二氧化碳0.021％，氮气75％，其余为稀有气体，气体循环量为每小时200立方米。到第9天栽培结束得到515kg绿豆芽。实施例三：室外温度25℃～35℃气调法生产豆芽对严格筛选的50kg绿豆，将筛选过的豆子投入90℃热水中保持1分钟～2分钟，并进行搅拌，搅拌速度为30转/分钟～50转/分钟，再在33℃温水中浸泡90分钟，泡完豆后沥干水把豆子均匀平铺在培育箱中，培育箱使用100ppm次氯酸钠喷淋方式灭菌。将培育箱搬入无菌培育室进行芽菜气调栽培系统，温度控制在22℃全自动喷淋散水每隔4小时自动循环喷淋水的水温为20℃。在栽培的第0～3天，培育期间循环气体的体积分数组成为氧气19.6％，二氧化碳0.030％，氮气76％，其余为稀有气体，气体循环量为每小时200立方米。在栽培的第4～8天，培育期间循环气体的体积分数组成为氧气18.0％，二氧化碳0.020％，氮气73％，其余为稀有气体，气体循环量为每小时200立方米。到第9天绿豆芽菜栽培结束获得绿豆芽485kg。实施例四：室外温度-10℃～15℃气调法步骤：在室外寒冷情况下，对严格筛选的豆子，将筛选过的豆子投入95℃热水中保持1分钟～2分钟，并进行搅拌，搅拌速度为30转/分钟～50转/分钟，再在35℃温水中浸泡150分钟，泡完豆后沥干水把豆子均匀平铺在培育箱中，培育箱采用100℃以上蒸汽灭菌。将培育箱搬入无菌培育室进行芽菜气调栽培系统，温度控制在24℃全自动喷淋散水每隔4小时自动循环喷淋水的水温为20℃。在栽培的第0～3天，培育期间循环气体的体积分数组成为氧气20％，二氧化碳0.032％，氮气76％，其余为稀有气体，气体循环量为每小时200立方米。在栽培的第4～8天，培育期间循环气体的体积分数组成为氧气19.0％，二氧化碳0.022％，氮气77％，其余为稀有气体，气体循环量为每小时200立方米。到第9天绿豆芽菜栽培结束获得绿豆芽471kg。实施例五：室外温度15℃～25℃气调法步骤：在室外寒冷情况下，对严格筛选的豆子，将筛选过的豆子在33℃温水中浸泡120分钟，泡完豆后沥干水把豆子均匀平铺在培育箱中，使用高温灭菌。温度控制在22℃全自动喷淋散水每隔4小时自动循环喷淋水的水温为20℃。在栽培的第0～3天，培育期间循环气体的体积分数组成为氧气19.8％，二氧化碳0.031％，氮气78％，其余为稀有气体，气体循环量为每小时200立方米。在栽培的第4～8天，培育期间循环气体的体积分数组成为氧气18.5％，二氧化碳0.021％，氮气75％，其余为稀有气体，气体循环量为每小时200立方米。到第9天绿豆芽菜栽培结束获得绿豆芽512kg。实施例六：本发明绿豆芽菜气调栽培方法对应的气调装置参见附图22所示，本发明绿豆芽菜的气调栽培方法对应的气调装置，包括储气机构和气管10，气管10一端和储气机构连接，气管另外一端和豆芽培养机构5连接；储气机构和和豆芽培养机构5之间气管10上设有气体成份检测调节机构1，豆芽培养机构5和气体成份检测调节机构1之间设有回收气管9。本发明气调装置中，气体成份检测调节机构1包括电磁控制阀8、氧传感器6和二氧化碳传感器7，电磁控制阀8设置在每个气管上，氧传感器6和二氧化碳传感器7与电磁控制阀8电性连接。本发明气调装置中，储气机构包括氧气罐2、二氧化碳气罐3和氮气罐4，气管10包括氧气输气管，二氧化碳输气管和氮气输气管，豆芽培养机构采用密封避光结构，本发明所述的豆芽培养机构是密封的培养车间，或者生豆芽机、豆芽生长桶等。实施例七：本发明绿豆芽菜的气调栽培方法工艺优化试验采用box－behnken试验设计，在外界温度-10℃～15℃时，分别采用50kg绿豆进行试验，探究无菌培育室控制温度、烫豆水温、在栽培的第0～3天第一氧气含量、在栽培的第0～3天第一二氧化碳含量、在栽培的第0～3天第一氮气含量和在栽培的第4～8天对应的第二氮气含量、第二氧气含量、第二二氧化碳含量对绿豆芽菜产量的影响，并建立工艺中各成分因素与绿豆芽菜产量的关系的响应面数学模型，响应面试验因素与水平表见表1，box-bohnken试验设计与结果见表2。表1：响应面试验因素水平表组成单位最小值最大值无菌培育室控制温度℃2224烫豆水温℃8090第一氧气％19.620第一二氧化碳％0.0300.032第一氮气％7680第二氧气％1819第二二氧化碳％0.0200.022第二氮气％7377绿豆芽菜产量kg391547表2：box-bohnken实验设计结果通过designexpert8.0.6对表2的实验数据进行拟合，得到相同时间获得对应的绿豆芽菜的试验结果，得出无菌培育室控制温度、烫豆水温、在栽培的第0～3天第一氧气含量、在栽培的第0～3天第一二氧化碳含量、在栽培的第0～3天第一氮气含量和在栽培的第4～8天对应的第二氮气含量、第二氧气含量、第二二氧化碳含量对绿豆芽菜产量的影响模型，模型中各因素交互作用的响应面参见附图1至附图21。由box－behnken试验优化出本发明工艺中的最佳无菌培育室温度控制在23℃，烫豆水温控制85℃、在栽培的第0～3天，培育期间循环气体的体积分数组成为氧气19.8％，二氧化碳0.031％，氮气78％，其余为稀有气体，在栽培的第4～8天，培育期间循环气体的体积分数组成为氧气18.5％，二氧化碳0.021％，氮气75％，其余为稀有气体，而且也说明了外界环境对气调法生产绿豆芽产量和质量影响较小，而气体比例对产量影响巨大，不同阶段需要不同的气体比例才能获得更高产量的绿豆芽，另外气调环境中稀有气体不能缺少，缺少后产量急剧降低，说明气调方法中各气体浓度才是决定最终产量的决定因素。实施例七：本发明栽培方法生产的绿豆芽和市场绿豆芽质量对比供试材料：采用实施例二到五获得绿豆芽混合均匀后取1kg作为试验组，从市场采购三次，每次2kg，采购后混合均匀取1kg作为对照组，分别测试每组绿豆芽的成份。测试指标：氨基酸含量、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、vc含量、fe3+含量、可溶性蛋白质含量、总黄酮含量、4-氯苯氧乙酸含量、2,4-d含量、β-萘乙酸含量、吲哚乙酸含量、吲哚丁酸含量、赤霉素和6-苄基腺嘌呤。试验设计：利用高效液相色谱串联质谱法测定豆芽中有害成分，根据食品营养成分测量标准测试各营养成分，各平行测试三组取平均值。表3：对照组和试验组绿豆芽成分比较从上述实验数据可以看出，本发明提供的绿豆芽菜百分之百不含有生长素等成份，而市售的绿豆芽中含生长素等成份例较高，这与其培养方法完全相关，如果不加入对应的成份，都有烂根率较高，市场接受度差，如果人工剔除生产成本较高。从营养成份含，本发明生产方法获得绿豆芽营养成份含量较高，这是因为本发明采用两阶段持续稳定气调培养，使得豆子营养成份有效保留和调动。如上所述，即可较好地实现本发明，上述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。当前第1页12