改進的用于培養籽苗的方法和設備的制作方法

改進的用于培養籽苗的方法和設備的制作方法
【專利摘要】本發明提供了用于在同一容器中培養和運輸籽苗和微型蔬菜的方法，在運輸的同時生長的方法，其中使用在含有任選的添加的有益物的吸水層中提供的水分，且包括生產籽苗和微型蔬菜的方法，所述籽苗和微型蔬菜用于消費和用于藥物/營養應用，所述方法包括：在準備好零售的容器中培養籽苗，所述容器包含瓊脂介質等的保水層，后者提供生長用水并避免在籽苗生長期間對灌溉的需求。在某些方面，給介質補充有益生物或添加劑諸如益生微生物、維生素(例如，B12)、輔因子、營養物和其它物品(例如，植物化學物質、天然色素和抗氧化劑)，后者促進產品上的有益微生物的生長，和/或變成摻入產品中。在某些方面，選擇添加的有益微生物以競爭/拮抗人病原體諸如李斯特菌屬、沙門氏菌屬、腸出血性大腸桿菌、耶爾森氏菌屬和/或腐敗性生物(例如，歐文氏菌屬、假單胞菌屬和黃單胞菌屬)。
【專利說明】改進的用于培養籽苗的方法和設備
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年10月18日提交的美國臨時專利申請系列號61/548，714和2012年6月01日提交的美國臨時專利申請系列號61/654，571的優先權權益，它們二者通過引用整體并入本文。
【技術領域】
[0003]本發明的具體方面一般地涉及生產籽苗和微型蔬菜(miCTogreen)的衛生方法，所述籽苗和微型蔬菜用于消費(例如，人、寵物和動物消費)，且在具體方面，用于藥物和營養用途，還涉及在容器(例如，準備好零售的/準備好使用的容器)中提供籽苗生長的方法，且優選地，無需在生長過程中另外灌溉。
【背景技術】
[0004]籽苗、微型蔬菜、芽或頂尖(crest)(在本文中被稱作籽苗)是通過使種子暴露于特定條件而生產的食品，所述條件會造成所述種子發芽和生長成微小植株。以前，這已經如下實現:通過不同的方法，諸如浸潰或噴霧，將種子暴露于水分。發芽成為可食用的小植株形式的種子包括、但不限于:得自苜蓿、三葉草、綠豆、蘿卜、芥菜、花莖甘藍、亞麻、青豆、向日葵、玉米、小麥、大豆和其它植物的種子。
[0005]用于發芽目的的種子得自諸如農田等來源，并儲存在諸如農業倉庫等地方，所述地方可能被對健康有害的細菌、真菌或其它生物污染。例如，農田可能受到攜帶微生物病原體(諸如大腸桿菌(E.coli)0157:H7和沙門氏菌屬(Salmonella))的野生生物影響，所述微生物病原體可以傳播至作物并最終傳播至種子。從這樣的田地收獲的種子和從這樣的種子萌發的籽苗可能被污染(例如，被這樣的微生物病原體污染)。
[0006]可能污染發芽種子的其它生物(例如，腐敗性生物)可以影響籽苗的質量，例如，給它們賦予壞的氣味或顏色，或通過減小貯存期限。
[0007]對籽苗的健康度(healthfulness)和質量有害的生物也可能來自除了種子收獲和運輸以外的來源與種子共存。例如，在洗滌和發芽過程中用于浸泡和噴灑種子和籽苗的水可能被污染，加工機械表面和甚至用于發芽室通氣的工藝空氣也可能被污染。此外，在籽苗生產工廠中工作的工作者可能攜帶病原體并將它們通過產品的處理而直接地和/或通過污染生產環境而間接地傳遞給產品。
[0008]在現有技術中，通過包括以下步驟的方法培養籽苗和微型蔬菜:將種子浸泡、消毒，將所述種子放在托盤、圓筒或袋中，以允許生長至可銷售的大小。可替換地，可以將種子放在底部具有灌溉孔的、在泡沫或吸收材料(諸如纖維素)上面的零售容器中，在可以最終于其中將它們遞送給消費者的同一容器中發芽，將所述容器放在托盤上，并從頂部或從底托盤灌溉生長的籽苗，經由容器中的孔定期灌溉種子。在生長周期結束時，將現有技術容器蓋上蓋子，做標記，并在開放灌 溉孔的情況下送至市場，所述灌溉孔會損害產品和它的包裝的衛生條件。前述兩種現有技術方法通常包括，在它們的所有生長階段中灌溉籽苗。例如，在一種滾桶方法中，在圓筒的恒定旋轉和灌溉下，使消毒的種子生長4-6天，隨后進行籽苗的洗滌和手工或自動化包裝。在生長周期結束時，離開圓筒的籽苗通常含有約10，000，OOO至100，000，000個cfu(菌落形成單位)的細菌/克。隨后的洗滌和消毒可能使該細菌負載僅減少10或100倍，但是這種減少會被隨后貯存期間連續的/更多的細菌生長快速地消除。
[0009]就其中在托盤或容器中(例如，在最終的零售容器中)培養籽苗的現有技術方法而言，通常將托盤和容器放在支架上，且通常借助于頂部灌溉或借助于托盤或容器底部的進入點(灌溉水可以從其中進入)灌溉整個生長周期。因此，籽苗和微型蔬菜暴露于與灌溉水一起或與空氣一起進入的污染物，所述空氣經由與灌溉水相同的途徑進入，或者經由提供用于灌溉水的排水孔進入。這樣的用于灌溉水進出的孔允許在整個生長周期中引入微生物污染。
[0010]本領域存在對用于保護籽苗的健康度和質量免于病原性和腐敗性生物的方法/方式的顯著需求，所述方法/方式包括在衛生的、封閉的、準備好零售的容器中生長大部分的生長周期。

【發明內容】

[0011 ] 本發明的方面提供了用于培養籽苗和微型蔬菜的方法，所述方法會減少籽苗中的有害微生物生長的機會。在某些方面，所述方法允許籽苗在準備好零售/消費者使用的包裝中生長它們的生長周期的大部分，首次允許在將產品包裝、裝盒和碼垛堆積時、甚至在運輸過程中進行生長。在某些方面，所述方法允許籽苗加工設備的完全自動化，和/或允許長距離運輸籽苗，同時它們進行生長。所述方法也具有以下優點:由于生長環境的衛生條件和處理后無污染，實現貯存期限的增加。
[0012]在某些方面，本發明提供了用于保護籽苗的健康度和質量免于病原性和腐敗性生物的方式，所述方式包括在衛生的、封閉的、準備好零售的容器中生長大部分的生長周期，由此消除灌溉生長的種子和籽苗的需求。在某些方面，除了允許空氣和氣體的交換以外，在本發明的方法中使用的容器相對于外部環境封閉。另外，在某些方面，本發明的方法會促進保護性的或有益的微生物菌群的添加，所述微生物菌群會與否則可能處于籽苗中或被引入籽苗中的任何有害生物(例如，病原體或腐敗性生物)競爭和壓制后者，這樣的有益微生物菌群會有效地充當生長的籽苗和微型蔬菜的保護性免疫系統。在某些實施方案中，籽苗中有益微生物的添加可以是直接施用于種子和籽苗和/或將這樣的微生物加入到容器中的例如瓊脂和/或其它生長介質中。在其它方面，可以選擇施用的或添加的有益微生物，其輔助固氮作用和/或促進植物生長。在其它方面，也提供和促進有益的益生生物、維生素、營養物、輔因子等(例如，在每種情況下，有益于籽苗的人和動物消費者)的添加，因為本發明的方法避免了灌溉水在籽苗上的應用，而所述灌溉水必然地會起洗掉這樣的有益生物和添加劑的作用。
[0013]根據特定方面，將種子或生長的籽苗消毒，從而減少或消除任何病原體。要替換的壞菌群包括、但不限于沙門氏菌屬(Salmonella)、李斯特菌屬(Listeria)、腸出血性大腸桿菌(enterohemorrhagic Escherichia coli, EHEC),和腐敗性生物諸如假單胞菌屬(Psuedomonas)。然后，將所述種子或籽苗放入消毒的容器中，所述容器含有至少一種選自以下 的組合物:巴氏消毒的/滅菌的瓊脂，瓊脂，海藻，藻類，藻提取物，諸如纖維素的植物衍生聚酯，甲殼質，果膠，吸水的天然纖維，泡沫，海綿，和吸水的聚合物，或可以保留水并使這樣的水可被籽苗利用的其它吸水的組合物。由于如此給籽苗提供在容器中的水供給，并且所述水足以完成它們生長至可銷售的大小，所以不需要通過灌溉向容器中引入額外水一由此消除了一種污染途徑，并且也允許籽苗在從加工設備至最終消費者的途中在容器中生長。在某些方面，也可以給所述介質提供有益微生物，所述有益微生物可以例如生產天然的抗微生物物質，所述物質將輔助抑制污染性生物。額外地或可替換地，也可以給所述介質提供生產維生素(例如，B12)的其它微生物，所述維生素給籽苗產品添加營養價值。在某些方面，添加的有益生物也可以與有害生物競爭并從而控制有害生物的生長。可以迅速地從包裝設備運輸含有介質層的容器中的種子或籽苗，然后允許在運輸期間和在儲存架上等待購買期間生長。用于運輸的車輛優選地具有溫度控制，以維持對于籽苗生長和/或以后的貯存而言適當的溫度。可以將籽苗容器(不需要額外輸入水)密封，優選地不密封以下裝置:諸如可滲透的塑料或纖維素層，其允許氣體交換，同時阻斷微生物和其它污染物的進入。
[0014]在特定方面，本發明涉及一種生產籽苗和微型蔬菜的衛生方法，所述籽苗和微型蔬菜用于人、寵物和動物消費和用于藥物和營養用途。本發明的優選實施方案提供了籽苗在衛生的準備好零售的或準備好使用的容器中的生長，無需額外灌溉。在一個實施方案中，所述容器包括瓊脂等的底部保水層，其提供生長所需的水，從而避免在生長過程中對籽苗灌溉的需求。在某些方面，可以給所述介質補充有益的添加劑諸如益生微生物、維生素、輔因子、營養物和其它物品，其促進產品上的有益微生物的生長或者變成摻入產品中。優選地，有益的添加劑可以包括維生素B12、植物化學物質、天然色素和抗氧化劑。優選地，選擇添加的有益微生物，以提供對人病原體諸如李斯特菌屬、沙門氏菌屬、腸出血性大腸桿菌、耶爾森氏菌屬(Yersinia)和/或腐敗性生物(例如，歐文氏菌屬(Erwinia)、假單胞菌屬(Pseudomonas)和黃單胞菌屬(Xanthomonas))的拮抗作用。
[0015]本發明的一個特定實施方案包括以下步驟:a)將消毒的、無毒的、優選地可食用的、吸水的介質放入容器中，所述介質含有足夠籽苗生長至它們預期的完全大小的水，所述容器可以是準備好零售的或準備好使用的容器，所述介質的含水量足以支持籽苗的生長，無需灌溉山)將種子或籽苗放在所述介質上；c)任選地提供有益的或益生的生物或營養因子；d)給所述容器提供適合于促進籽苗在容器中生長的溫度條件；e)任選地將所述容器放在溫度受控的運輸容器等中進行運輸，同時進行步驟d)的生長；和f)任選地，一旦籽苗生長已經完成至適當程度，將所述容器的溫度轉換至適合于貯存和延長的貯存期限的較低溫度。在生長步驟d)中提供的溫度可以優選地是在15-27°C (60-80° F)的范圍內，且在貯存步驟f)中提供的溫度可以優選地是在約0-7°C (32-45° F)的范圍內。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是根據本發明的某些方面在籽苗生產中使用的示例性容器的簡圖。
[0017]圖2是根據本發明的某些方面的籽苗生產方法生產的程序框圖。
[0018]圖3是根據本發明的某些方面，圖2的籽苗生產方法生產的詳細程序框圖。
【具體實施方式】[0019]根據特定示例性方面，在容器(諸如塑料“蛤殼”或其它形式的基于塑料或聚合物的包裝)內的介質層上培養籽苗。其它可用的容器是，例如，玻璃罐、陶瓷罐、具有蓋的塑料管和具有蓋的生長托盤。所述介質可以是或包含許多類型中的任一種，所述類型具有吸水和在結構上支持可以放在附近的種子或籽苗的共同特征。瓊脂和其它類型的凝膠是合適的，但是本發明可以用其它吸水材料諸如纖維素纖維(例如，至少一種選自以下的組合物:巴氏消毒的/滅菌的瓊脂，瓊脂，海藻，藻類，藻提取物，植物衍生的聚酯諸如纖維素，甲殼質，果膠，吸水的天然纖維，泡沫，海綿，和吸水的聚合物，或可以保留水并使這樣的水可被籽苗利用的其它吸水的組合物)實施。
[0020]參考圖1，本發明的用于培養籽苗的方法的實施方案如下:優選地首先通過施加過氧化氫、乙醇、紫外線、蒸汽或其它適當的消毒劑，將要容納籽苗的容器101消毒。
[0021]然后，將層102放入容器101中，所述層102為無菌的/巴氏消毒的介質，其含有適當量的水以完成生長周期。如果選擇的介質是瓊脂，那么該放置可以如下完成:將加熱的液體瓊脂溶液倒入所述容器中，并使它冷卻。可以任選地給層102接種如在本文中公開的有益微生物，且另外可以添加營養物以促進有益生物的生長。層102的其它添加劑可以包括抗氧化劑、維生素、天然顏料、諸如藻類和海藻的有機材料，和植物營養物，以促進萌芽的生長發芽以及種子和籽苗的生長。
[0022]使種子或籽苗與水接觸并讓其吸收水，并且也消毒。當將高密度的種子施加于凝膠層的頂部時，由于以下2個原因，該步驟是重要的:首先，如果施加足夠的種子使得存在超過一層種子，那么在上層中的種子不會與凝膠直接接觸，并且不會具有直接的水源來促進發芽。在該情況下，已經吸收水的預浸泡過的種子可以依賴于內部水分來支持發芽和初生根向下生長進含水凝膠中。其次，如果將高密度的種子放在凝膠層上，那么在這些種子附近的凝膠傾向于隨著水分被吸收進許多附近的種子中而耗盡水。所述耗盡的凝膠不能供給足夠的水來允許種子的適當發芽。該問題在本文中被稱作“凝膠頂層脫水”。
[0023]優選地，允許種子在浸泡過程中吸收占它們的干重的至少約40%的水，且甚至更優選地，它們的干重的80%或更多。
[0024]使消毒的種子或籽苗103與層102接觸，使得它們可以借助于在層102中含有的水而生長。優選地封閉容器101以避免微生物污染，例如，通過將蓋子104放在容器的頂部上。優選地，蓋子104可以包含允許氣體(諸如植物呼吸產生的廢氣)交換的塑料或其它膜材料的一部分或片。更優選地，所述蓋子材料可以進一步允許水蒸氣穿過，從而可以避免在容器中的過度凝結。任選地，可以在容器的某個其它位置(除了蓋子以外)提供氣體交換膜，或者可以通過除了膜以外的裝置來提供氣體交換，諸如通過允許蓋子輕微打開，但是仍然就位，從而阻止微生物進入，其操作方式與普通培養皿蓋相同。關鍵點是，為氣體和水蒸氣的交換提供裝置，其不會提供微生物的進入點。本發明的關鍵概念是，維持層102和種子103處于與外部空氣和水分離的狀態，但是所述空氣和水例如可能穿過膜或用于排除污染性微生物(其可能存在于容器101的外面)的其它裝置。
[0025]用于實施本發明的一個優選實施方案如下，且參考圖2。從分銷商得到種子，例如苜蓿種子(200)。如下將這些種子消毒(201):在有或沒有預浸泡的情況下，將它們浸泡在溶液中，所述溶液包含例如至少一種選自以下的試劑:漂白劑、過氧化氫、有機酸和/或其它適當的消毒劑，含有或不含不 起泡的表面活性劑。可替換地，例如，通過短暫地暴露于熱水，可以將種子快速巴氏消毒。然后用水沖洗種子，所述水可以含有適當的殘余消毒劑水平。盡管可以將所述種子立即放在介質層上和密封在容器中，最好浸泡種子使得它們吸收水。優選地，允許種子在浸泡過程中吸收占它們的干重的至少約40%的水，且甚至更優選地，它們的干重的80%或更多。已經吸水的種子傾向于發芽和較好地扎根在介質中。因而，將種子浸泡和排干(202)。并且，可以任選地在冰箱中貯存弄濕的種子一段時間用于以后使用。
[0026]任選的冷凍時期(如果有的話)以后，用適當濃度的消毒劑將種子再次消毒適當的時間，以在不影響發芽的情況下減少附著于種子的微生物的生物負荷量。任選地，然后可以通過將所述種子放入發芽室中發芽1-2天來使種子預發芽，或者可以將所述種子直接放成與將在其中運輸它們的同一容器中的瓊脂層203接觸。在使種子預發芽的情況下，可以對它們進行第三次洗滌和消毒操作，其后將它們放入容器中(步驟203)。所述種子在容器中發芽和繼續生長(204)。該生長可以在以下時間進行:當容器處于生產設備的保存區時，和/或當它在向消費者運輸時，和/或當所述產品在儲存架上等待消費者購買時。
[0027]在容器底部上的介質層可以具有任意合適的厚度，提供剛好足夠體積的水來維持籽苗充分生長使得籽苗充滿容器的層會最佳地服務于本發明的目的。瓊脂的最適量將使得所述瓊脂層在籽苗生長幾天以后大致上被完全吸收，且所述容器顯得僅含有籽苗。
[0028]重要的是強調，在其上面放置種子的任何凝膠介質必須適合于人消費(即，可食用的，且優選地可口的)，因為凝膠顆粒可能與產品一起存在。優選地，這意味著，不可以向所述介質中添加不可食用的殺菌劑或其它化學物質。
[0029]另外，通過多種方式可以增強通過本發明的方法生產的食物產品。如上面關于圖2所述，優選地首先通過在消毒溶液諸如漂白劑(例如，在不超過20，OOOppm次氯酸鈣或次氯酸鈉的濃度)中洗滌，將種子消毒(201)。該浸泡可以持續例如5-15分鐘左右的時間段，如此使得任何細菌的數目減小，但是種子保持能育。隨后在低得多的消毒劑稀釋液中進行水合種子的消毒，以確保它們在不影響發芽的情況下減少微生物負荷量。因而，隨后的洗滌可以例如在50-2000ppm的次氯酸鈣或次氯酸鈉中進行。在某些方面，已經發現，如果要用適當籽苗生產所需的高密度種子得到適當的發芽率和根在瓊脂中的透入，在將種子放在瓊脂或其它凝膠介質頂上之前必須使種子水合。
[0030]在初次消毒處理和洗滌以除去殘余物以后，優選地可以將種子排干和冷藏，并可以添加有益微生物的培養物。這些可能包括提供維生素B12的酵母或其它微生物，和拮抗人病原體、植物病原體和腐敗性生物的共生微生物。添加的有益微生物可以由一種生物組成，或者包含為了多種任務而摻合的微生物混合物，所述任務例如:生產抗微生物的代謝物；生產維生素、輔因子、酶；和與病原體和/或腐敗性生物競爭營養物。鑒于種子的天然菌群在侵襲性消毒中被破壞，然后被有益生物(例如，嗜溫的和適冷的(psychrotrophic)/嗜冷的(psychrophilic)有益生物的適當混合物)替換，添加的有益微生物菌群會提供替換菌群。例如，當在步驟203中將種子放在瓊脂上時，可以將有益生物噴灑接種在種子上，使得它們傾向于形成與種子的粘結并附著于種子。除了在該階段添加有益物(例如，給滅菌的種子)以外，在制備瓊脂時或者在將瓊脂放入容器中以后，可以給所述瓊脂接種。
[0031]“有益的”生物包括，且在某些方面被定義為，無害的、可食用的微生物，其可以生產有益于人類健康的維生素、酶或輔因子，或者其增加籽苗和微型蔬菜的營養價值。在某些方面，有益生物也可以如下抑制病原體和腐敗性生物生長:借助于對空間和營養物的競爭，且有時也通過抑制生長的代謝物的產生。可以選擇這樣的有益生物，以在嗜溫的生長溫度范圍內競爭性地生長，所述范圍也傾向于成為籽苗發芽和生長的最佳范圍。可替換地，可以選擇這樣的生物，以在更冷的嗜冷范圍內生長，在籽苗生長已經完成并采用較冷溫度來增強貯存和貯存期限以后，所述范圍會在以后的運輸和貯存階段中提供最佳生長。
[0032]“有益微生物”或“有益物”包括活生物諸如細菌、噬菌體、酵母、病毒、真菌等，其具有抑制病原性的或在其它方面有害的生物的生長的作用。在本說明書中使用的術語有益物也包括由益生生物產生和分泌的天然抗生素物質，所述物質傾向于抑制有害生物的生長，例如，良性細菌素；并且它也包括攻擊病原性細胞的良性噬菌體和病毒。
[0033]應當理解，除了單一物種或單一物質以外，本文中的術語有益微生物或有益物也可以表示多種益生物種和多種物質的混合物。在本文中使用的“有益物”也可以具有遞送針對不希望的病原體的拮抗性能的能力，所述病原體否則可能存在于籽苗發芽和生長所用的液體中。
[0034]根據本發明的微生物一個優選集合包括產生乳酸的微生物，其通過競爭底物和產生無益的酸性環境來抑制病原體。產生乳酸的微生物的拮抗性能可以額外地源自其它代謝物，如酶(例如，乳過氧化物酶)、病原體特異性的毒素、二氧化碳、過氧化物或抗生素諸如細菌素。
[0035]有益物還可以包括形成孢子的生物諸如凝結芽孢桿菌(B.coagulans)、克勞氏芽孢桿菌(Bacillus clausii)、短小芽孢桿菌(Bacillus pumilus)和其它不產生毒素的、非病原性的芽孢桿菌屬菌株。這些可以具有針對目標生物的抗微生物作用，且在人類中具有潛在有益效果，例如，作為免疫刺激劑。這些微生物具有非常快速地產生不適合病原體生長的環境的能力。這是由于這樣的微生物與其它產生乳酸的細菌(如嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus))相比的快速生長、高產率和再現性。與不形成孢子的微生物相比，形成孢子的微生物能夠更久地存活和繁殖自身。
[0036]在本文中使用的示例性的合適的有益因子/生物是產生乳酸的微生物。在本文中使用的示例性的合適的產生乳酸的微生物是這樣的微生物:其通過釋放其它代謝物、乳酸而表現出對不希望的微生物菌株的拮抗性能。
[0037]在本文中使用的示例性的合適的產生乳酸的細菌包括選自乳桿菌屬(Lactobacillus)(該組的同型發酵成員)、乳球菌屬(Lactococcus)、片球菌屬(Pedioccocus)和/或明串珠菌屬(Leuconostoc)的至少一種，且優選以下種:嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)、彎曲乳桿菌(Lactobacillus curvatus)、植物乳桿菌(Lactobacillus pi ant arum) > 詹氏乳桿菌(Lactobacillus jenseni)、干釀乳桿菌(Lactobacillus casei)、發酵乳桿菌(Lactobacillus fermentum)、乳乳球菌(Lactococcus Iactis)、乳酸片球菌(Pedioccocus acidilacti)、戍糖片球菌(Pedioccocus pentosaceus)、尿道片球菌(Pedioccocus urinae)和 / 或腸膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)。
[0038]本發明的方面允許用快速生長的嗜溫生物集合替換在種子表面上存在的原始微生物，所述嗜溫生物可以競爭 勝過和可能殺死已經度過消毒過程的殘余靶病原體和腐敗性生物，并且也允許一起或依次引入嗜溫和適冷有益物的混合液，以允許適冷菌在冷藏貯存期間生長和保護產品，并且嗜溫生物以前已經在發芽期和生長期中保護產品。
[0039]在一個優選的實施方案中，表征使用的每種有益菌株，以確保它不含人類的致病因子，且不會拮抗混合液的其它成員或要放置成與種子或瓊脂接觸的生物。
[0040]當種子和籽苗與水分接觸時，會提供病原性的或其它有害的生物為存活和生長目的利用該水分的機會。根據本發明，加入有益物來替代和競爭勝過有害菌群并阻止有害生長的發生。
[0041]根據用于發芽和培養籽苗的設備和方法，可以以不同的方式使有益物與籽苗接觸。就本發明而言，在已經將種子消毒和破壞它們的正常菌群以后，可以加入有益物。也可以將有益物加入到瓊脂溶液中。
[0042]在本發明的特定方面，可以在發芽過程的任意時點加入有益物，從直接施用于干燥種子至以后施用于停留在瓊脂層上的種子，或者通過在倒入容器中時與瓊脂層混合。
[0043]在本發明的一個優選實施方案中，將兩組有益物加入到介質中，其中將一組選擇為在中等溫度(例如，15-27°C (60-80° F))最適生長，且將另一組選擇為在較冷溫度(例如，0-7°C (32-45° F))生長。本領域稱作“嗜溫菌”的第一組將在種子發芽和生長所需的中等溫和溫度(例如，15-27°C (60-80° F))最佳地生長。被稱作“嗜冷菌”或“適冷菌”的第二組在較冷溫度(例如，0_7°C (32-45° F))最佳地生長，所述較冷溫度例如在已經完成發芽期和生長期以后儲存籽苗容器的那些溫度。
[0044]例如，如果用于種子發芽的最佳溫度是29_30°C (85° F)，那么選擇的有益物將是偏好在該溫度或附近生長的那些。甚至更優選地，如果計劃允許籽苗生長大約3天、然后放入在大約TC (45° F)的冷藏貯存中，那么為該溫度選擇的額外有益物也可以加入到介質中。該概念是，第一組有益物將在籽苗發芽時保護籽苗，而當將容器冷卻至TC (45° F)時，在較高溫度保持大致上休眠的第二組將繁殖和接任該角色。
[0045]本發明的一個區別特征是，它促進籽苗產品從生產設備的迅速運輸，而不同于現有技術系統:其中在籽苗的整個生長期中所述籽苗保持在設備中，通常在用水連續灌溉的轉筒中。相比而言，利用本發明，在將籽苗放置在容器內的介質層上以后，可以立即運輸籽苗。
[0046]可以將多個容器放在例如托盤上，然后將所述托盤放在例如用于運輸的貨車或軌道車上。裝備所述貨車或軌道車，以給碼垛堆積的容器提供熱或冷卻，從而在運輸過程中維持籽苗的最適生長條件。例如，如果將籽苗容器放在軌道車中，可以將軌道車上的熱泵單元編程，以提供籽苗生長的最佳溫度。例如，如果特定類型的籽苗的最佳溫度譜是21°C (70° F)保持3天，然后將籽苗放入7-8°C (45° F)的冷貯存中，那么將軌道車熱泵系統編程以提供該譜。例如，可能指定將籽苗遞送給馬薩諸塞州波士頓的消費者，即從它們的包裝地(例如，在華盛頓州斯波坎)算起5天軌道行程。在該情況下，在第I天將種子放入含有介質和有益物的容器中。將容器密封，放在托盤中，并裝載到軌道車上，在此處將它們保持在21°C (70° F)進行在第1、2和3天的發芽和生長。在第4天，籽苗將完成它們所需的生長，所以，將軌道車溫度降低至貯存模式溫度，這將是7-8°C (45° F)。在第4和5天，以冷貯存溫度在軌道車中將籽苗容器送至波士頓。
[0047]前述內容不同于通過軌道或貨車遞送籽苗的現有技術，在后者中，籽苗必須在生產場所處達到期望的大小，然后才能裝載進行運輸。在這樣的系統中，籽苗不能在運輸過程中生長，而是僅僅在貯存中，所以要從產品的貯存期限中直接減去運輸時間。現有技術的最終結果是，遞送至波士頓的籽苗的新鮮度低了幾天。
[0048]本發明的特定方法的區別特征是，它們允許在運輸車輛中以可變的溫度譜運輸籽苗，在所述溫度譜中，最初的生長期溫度之后是貯存期溫度。給運輸車輛(其也可能是控溫的運輸容器或軌道車或貨車)提供多階段時間-溫度譜，其包括:具有適合于籽苗生長的溫度的第一階段，和具有適合于籽苗貯存的溫度的第二階段。例如，所述溫度譜可以由包括實時時鐘和溫度控制器的自動控制系統實現，或者它可以如下實現:根據與籽苗運輸一起提供給駕駛員的說明書，手工設置車輛溫度控制。
[0049]本發明具有多個優選的方面和/或優點，包括以下的:
[0050]A.在沒有灌溉和沒有排水孔的準備好零售的包裝中生長。特定方面允許首先將種子和介質輸入要遞送給消費者的最終零售包裝中，無需以后通過灌溉來輸入水或營養物。這意味著，所述容器不需要具有用于輸入灌溉水的孔或用于排出這樣的水的孔。這些輸入和它們所需的孔的缺失意味著，所述容器可能保持密封以防止污染，從而提供更衛生的和更健康的產品，確保免于病原體污染。
[0051]B.在保留水的介質(諸如瓊脂、纖維素、海藻、藻類、藻膠、其它復合多糖或蛋白或聚合物)上生長。瓊脂是在其上面放置種子的保水層的合適介質。但是，其它保留水的、食品安全的基體材料適合與本發明一起使用，且這些材料可以包括，例如，多種形式的瓊脂、纖維素、海藻、藻類、藻膠、其它復合多糖或親水蛋白或聚合物、海綿、紡織纖維和本領域普通技術人員考慮到本公開內容會明白的其它合適的材料。
[0052]C.具有微孔或小孔的生長容器，所述微孔或小孔允許氣體和水蒸氣的交換，而不允許污染物進入。在其中放置種子和介質的容器應當阻擋微生物污染物從外部進入。這可以以機械方式用借助于例如重力以培養皿蓋的方式保持蓋在容器口上的蓋子來實現。其它布置可以涉及具有小孔和擋板的容器，所述擋板傾向于阻擋較大顆粒(諸如空氣傳播的細菌)的進入，同時允許水蒸氣、空氣和呼吸氣體與外部交換。有些塑料、紡織材料和其它材料允許氣體和水蒸氣交換，同時也阻擋微生物污染物。醫用紗布是可能用于在容器(其在別處由不能透過的材料制成)中提供防污染的蒸汽交換孔的這類材料的一個例子。多種合成的薄層材料適合用于提供氣體交換，同時防止微生物污染。這樣的材料的一個例子是10密耳(mil)天然聚乙烯膜,如在 Kordan, Applied Microbiology,第 13 卷，第 5 期(1965)中所述。其它合適的膜可能是血庫操作中使用的那些塑料，其允許細胞氣體交換，同時阻止液體的通過，并當然阻止微生物的通過。合適的塑料材料的討論給出在Christopher, BloodBanking and Transfusion Medicine,第 183-187 頁(Elsevier Health Sciences, 2007)。圖3顯示了整合在容器蓋子中的氣體交換材料片310。
[0053]D.播種和生長，在運輸中部分或完全生長。本發明的特定方面的一個重要優點是，提供在運輸時籽苗生長的機會(例如，沒有病原體生長)。在將介質和種子放入容器中以后，將容器密封，且無 需另外輸入水或其它材料。這意味著，所述種子可以立即離開生產設備，并開始在運輸時在貨車、軌道車上或在運輸容器中生長。優選地，這些運輸模式將提供為生長的籽苗的需要定制的溫度控制(即，溫暖溫度(例如，在前幾天(在其中開始生長然后結束)的15-27。。(60-80。F))，和此后較冷溫度(例如，0_7°C (32-45。F))以延長貯存期限)。這是解決籽苗生長領域的一個重大問題的重大進步，因為它消除了對籽苗生長、旋轉箱或其它機器所需的廣闊工廠地面空間的需求；并且，它也允許籽苗在生長結束并開始運行貯存期限的時鐘時更靠近它們的最終目的地幾天，并進一步允許就潛在病原體和腐敗性生物而言高得多的安全性水平。對于現有技術，在工廠中包裝以后，籽苗立即開始老化和縮短貯存期限。但是，對于本發明，籽苗可以在生長期中度過它們的運輸時間的大部分或全部，因而直到幾天以后，才會開始耗費貯存期限和進入腐爛期，從而提供重大安全性和財務/商業優點。
[0054]E.在特定容器中運輸，所述容器保持生長溫度并在達到期望的生長以后轉換至冷卻。本發明的特定方面的一個重要元素是，控溫運輸裝置(諸如冷藏/加熱運輸容器、軌道車、貨車等)的應用。為了最佳地利用本發明，應當給充滿籽苗的容器提供具有最佳地促進最初籽苗生長的溫度，然后在已經達到最適生長以后，具有最佳地促進貯存的較低溫度的運輸或展示櫥窗。因而，本發明的特定方面會提供和/或包含特定運輸模式的應用:所述運輸模式會在最初幾小時和幾天中提供適合于籽苗生長的溫度控制直到籽苗達到成熟，然后優選地，其提供向最佳地適合延長貯存期限的溫度控制(如在冷貯存中)的轉換。與運輸容器上的冷卻/加熱單元連接的計算機控制的恒溫器是這樣的模式的一個例子，特別是如果計算機控制也實現這樣的實時時鐘:當籽苗已經生長足夠的時間并因而需要維持在不同的、通常較低的溫度用于貯存目的時，所述實時時鐘可以改變溫度。在運輸距離不大的情況下，在籽苗到達要銷售它們的商店的時間之前，所述籽苗可能沒有完成生長。在該情況下，可以給所述商店本身提供溫度受控的展示櫥窗，優選地編程為在適當時間從生長期溫度轉換至貯存期溫度。還優選的是，給離開工廠的每批籽苗提供可遠程讀取的數據記錄裝置，其可以被接受商店展示櫥窗借助于無線數據鏈路等讀取，使得所述接受商店櫥窗可以計算使溫度從最適生長期溫度轉換至貯存期溫度的正確時間。
[0055]F.遞送有益微生物的方 法，其中種子的微生物菌群在消毒過程中被破壞并被有益生物替換。本發明的特定方面的一個重要元素是，它提供在籽苗的生長期和運輸期中使用益生生物保護籽苗免于污染的機會。包含灌溉的現有技術方法會阻止益生生物和籽苗之間發生持久接觸，因為噴灑的灌溉水固有地會洗掉以前可能已經施加的任何有益物。但是，對于本發明，可以將有益物從開始摻入介質層中，或者與施加于介質層的種子混合。由于然后密封容器，不存在會洗掉有益物的進入的灌溉或噴灑水。此外，可以給介質提供適合益生生物生長的營養物。優選的是，在使用之前將種子、容器和介質進行消毒，從而消除或減少有害的微生物。然后，將重劑量(例如，與可能的病原體相比，足夠有效競爭/拮抗目的的劑量)的有益生物加入容器中，使得這些有益生物獲得良好的生長開始，無需與壞生物競爭。
[0056]G.用于遞送有益微生物的方法。如本文所討論的，有益微生物可以是或包括:拮抗病原體和腐敗性生物的微生物；被認為是人類的有益物的微生物；和產生維生素和輔因子諸如維生素B12、抗氧化劑、抗致癌原、抗致畸原、免疫刺激劑和有益油的微生物。這些微生物可以包括在所述方法的早期階段加給消毒的種子和早期階段籽苗的嗜溫微生物，以允許與病原體和腐敗性生物競爭。第二組嗜冷的或適冷的有益微生物可以同時添加，或者在生長周期結束時添加。該第二組的成員在較低溫度生長，并因而在籽苗達到可銷售的大小以后在用于延長產品的貯存期限的低溫給產品提供保護。本發明的特定方面的一個重要方面是，產品的兩階段生長的概念:用于籽苗發芽和發育至可銷售的大小的第一階段，其通常在有助于植物生長的溫暖溫度完成；和第二階段，其中使籽苗處于不同的、通常較冷的溫度，從而可以改善成熟的產品的貯存期限。該雙溫度階段方面不僅對于運輸安排而言是重要的(如上所述)，而且從選擇最佳益生生物的觀點也是重要的。多種益生生物可能具有不同的溫度偏好來進行它們自己的繁殖和生長。有些生物是“嗜溫菌”，其喜歡較溫暖的溫度諸如室溫，或可能更高諸如4-5°C至7-8°C (40-45° F)。這些生物最適合在發芽期和生長期中保護籽苗產品，此時籽苗也在溫暖溫度最好地發育。但是，當籽苗達到銷售大小且需要進入較冷的貯存環境以維持貯存期限時，那么嗜溫有益物可能不會保持有效。在此時，需要喜歡冷的、嗜冷益生生物。可以如下提供這些生物:將它們包括在有益物向本發明介質中的最初輸入中。這些生物將在產品的最初溫暖階段中保持休眠，但是，當施加貯存期溫度時，它們將恢復生命和繁殖，以在貯存過程中同樣提供益生保護和益處。優選的方面會在有益物的最初輸入中提供益生生物的混合物，其含有嗜溫的/喜歡溫暖的生物和嗜冷的/喜歡寒冷的生物。
[0057]H.本發明的另一個有益方面是，在所述方法的多個階段施加安全性和質量試驗的能力。在某些方面，本發明包含籽苗和微型蔬菜產品，其中用下述步驟中的一個或多個來評估產品的安全性:
[0058]a.針對包括沙門氏菌屬、李斯特菌屬和EHEC在內的多種病原體，對每批種子進行統計上顯著的取樣和試驗；
[0059]b.在發芽1-2天后，對發芽的籽苗進行相同生物的二次試驗；
[0060]c.在將成品釋放進市場中之前，使用成品試驗程序來試驗成品，所述程序采用統計上顯著的取樣計劃；和
[0061]d.一種進行成品取樣的方法，其中給準備好零售的容器播種，取樣，并放入含有介質的較大容器中，其將在相同溫度或優選地更高溫度進行生長以加速生長，然后在批次釋放之前進行試驗。
[0062]1.將促進微生物生長的營養物加入瓊脂中以促進益生生物的生長。為了促進益生生物在本發明的實施方案的介質層中的生長，可以加入增強益生生物生長的營養物，諸如在DIFCO? MRS培養基中發現的那些，所述培養基的配方如下:
[0063]DIFC0?乳酸桿菌瓊脂AOAC
[0064]每升的近似配方*
[0065]胨化乳.........................................................15.0g
[0066]酵母浸出物..................................................5.0g
[0067]右旋糖..........................................................10.0g
[0068]番茄汁(得自IOOmL).................................5.0g
[0069]磷酸一鉀......................................................2.0g
[0070]聚山梨酯80................................................1.0g
[0071]瓊脂............................................................10.0g
[0072] 申請人:還已經發現，加入氮和礦物質源可以促進生長。例如，當將一片干燥的海帶加在瓊脂層下面時，觀察到增強的生長。
[0073]為了在零售包裝中提供適當數目的籽苗，優選的是，將足夠的籽苗放置在容器內的瓊脂層上，使得該層的至少一部分被雙層籽苗覆蓋。更優選的是，所述層被2層籽苗完全覆蓋，且在某些情況下，被3層籽苗完全覆蓋。為了給籽苗發育提供氧源，已經發現有益的是，向吸水層中添加產生過氧化氫的微生物。
[0074]在以下權利要求中，術語“籽苗”包括籽苗、芽和微型蔬菜。在食品商業中將微型蔬菜定義為這樣的蔬菜、生菜和草本:其在非常嫩時被收獲，通常在它們為大約I英寸高時。術語籽苗也包括新發芽的種子以及從不涉及種子的組織培養或無性生產方法產生的小植株。在本發明的特定實施方案中，籽苗也包括用于籽苗產生的經過浸泡的種子，所述經過浸泡的種子在本發明的方法中放置在吸水層上。
[0075]實施例1
[0076](給N0.1305100mL PYREX玻璃容器準備約IOml0.5%瓊脂溶液)
[0077]給N0.1305100mL PYREX玻璃容器準備約IOml0.5% (重量％ )瓊脂溶液。在一些實驗以后選擇該濃度為最適的，因為發現，細菌學應用常見的0.7% (重量％)溶液過硬不易于根透入和籽苗嵌入，而0.4% (重量％ )溶液提供的凝膠過軟，使得一些較大的種子或籽苗沉落至瓊脂層的底部。所述層的優選稠度是，盡可能地軟，但是仍然足夠硬以支持在所述層上面的種子(例如，0.4% (重量％ )至0.7% (重量％ ),優選地0.45% (重量％ )至0.6% (重量％)，或0.45% (重量％)至0.55% (重量％))。用0.5g瓊脂粉在100mL水中制備0.5% (重量％)瓊脂儲備溶液。除了瓊脂以外，可以替換其它保水材料，例如，海藻酸鹽、復雜的天然多糖、棉花纖維、木纖維、紙、蛋白凝膠等。可以保留足夠種子生長的水的任意物質是一種候選物，前提是，它不可容易地生物降解或者被種子的微生物菌群或引入的有益微生物菌群代謝。瓊脂是一種優選的物質，因為它是食品級，且是海藻的天然產品。瓊脂也是優選的，因為它隨著包含的水被吸收進籽苗中而變得基本上不可見，使得在生長幾天以后，層102 (參見圖1)基本上消失，且在它的地方僅看到大量根。 [0078]實施例2
[0079](將籽苗種子滅菌、沖洗、浸泡，放在用允許氣體交換的帽密封的容器內的介質層上，并提供在容器中的生長，甚至在運輸期間和在儲存架上展示期間)
[0080]圖3僅僅解釋了本發明的一個實施方案，其可以用多種種子、洗滌方法、容器和益生菌添加來實現。圖3描繪了本發明的用于培養籽苗的方法的另一個實施方案。將籽苗種子300放在袋子301中，并浸泡在含有漂白劑溶液304的容器303中。通過用水沖洗所述袋子，從種子除去漂白劑溶液殘余物。然后，將所述種子放入任選地含有有益物的浸泡溶液306中。在合適的浸泡階段(其通常可以是6-48小時)以后，種子要么接近發芽要么已經發芽。在此時，將種子300放入無菌容器307中在該容器底部的介質層308的上面，并用帽309密封容器。所述帽可以以與培養皿蓋相同的方式通過重力保持就位，從而提供物理屏障來防止微生物滲入，同時也允許氣體交換。任選地，可以將容器帽緊密密封，但是給其提供透性膜部分或片310，后者為氣體可滲透的塑料或其它合適的材料的片，其允許氣體交換發生，同時不會提供細菌細胞大小(例如，1-2微米)的物體的通道。根據特定方面，可以使用gortex-型材料(聚四氟乙烯，特氟隆TM的化學組分，其具有以通過纖絲互連的結點為特征的微結構)。
[0081]該方案的一個巨大優點是，允許籽苗在容器307中生長，即使在運輸期間和在儲存架上展示期間。這意味著，從生產設備的運輸可以在一旦將籽苗放入容器中就發生，不需要額外生長幾天，所述額外生長在現有技術中在生產場所處在圓筒或類似設備中進行。這會極大地減少對設備地面空間的要求，并且也意味著，籽苗在運輸階段完成生長以后立即可供消費。這導致增加的產品貯存期限和消費者可得到的更新鮮、更安全的籽苗。
[0082]應當指出，本發明的種子和籽苗優選地在介質表面上形成稠密的植株生長，其根最終從介質層308吸收水，從而造成該層收縮或消失。在此時，容器307的體積幾乎完全由籽苗組成。
[0083]在本發明的方法的實踐中，瓊脂樣材料或其它保水材料可以替換瓊脂。瓊脂(或其它合適材料)的 作用是，以限定的形式保留水分，并提供可以在其上面放置籽苗的結構支持。也可以使用也會在結構基體中保留水的物質諸如動物蛋白明膠等。也可使用海綿或紡織品或其它吸水材料的層，以給種子提供支持和水。這是次優選的，因為消費者在打開并使用產品以后將需要除去底層和拋棄它。
【權利要求】
1.一種用于培養和遞送籽苗的方法，所述方法包括下述步驟: 得到從種子萌發的籽苗； 將所述籽苗放置在容器內的含水材料層上，其中所述容器任選地被構造成提供氣體和水蒸氣的交換，同時阻止污染物的進入，且其中所述含水材料層含有足夠的水以提供所述籽苗的生長，不需要在運輸期間的額外水輸入；和 在使得所述籽苗在運輸期間繼續生長的溫度條件下，運輸所述容器。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述含水材料層包含瓊脂和水。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述瓊脂被分成塊，從而提供與所述籽苗的更好接觸。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述含水材料層含有足夠的水以使所述籽苗生長至可銷售的大小，不需要額外水輸入。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述含水材料層含有足夠的水以提供所述籽苗的生長，不需要在運輸期間或銷售之前的額外水輸入。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述籽苗在放置之前源自這樣的種子:所述種子在浸泡過程中充分浸泡以吸收占它們干重的至少約40%的水。
7.根據權利要 求1所述的方法，其中所述籽苗在放置之前源自這樣的種子:所述種子在有益微生物存在下進行浸泡。
8.根據權利要求1所述的方法，其中將所述容器密封以防止液體水的引入。
9.根據權利要求1所述的方法，其中所述容器是準備好零售的容器，其被密封以防止液體水的引入。
10.根據權利要求1所述的方法，所述方法包括以下另外的步驟:將所述容器的溫度降低至適合于籽苗貯存的溫度，其中所述較低溫度低于籽苗生長溫度。
11.根據權利要求1-10中的任一項所述的方法，其中所述吸水層包含至少一種選自以下的添加劑:有益微生物、益生微生物、植物營養物和人營養物。
12.根據權利要求9所述的方法，其中所述選擇的添加劑包含能夠產生過氧化氫的微生物。
13.根據權利要求11所述的方法，其中所述有益生物是選自嗜溫微生物和適冷或嗜冷微生物的至少一種。
14.根據權利要求13所述的方法，其中所述添加的有益微生物包含嗜溫微生物和適冷或嗜冷微生物。
15.根據權利要求14所述的方法，其中在所述方法的早期階段將所述嗜溫微生物加給消毒的種子和/或早期階段籽苗，且其中在稍后階段加入所述適冷或嗜冷微生物，在每種情況下，所述微生物是足量的，以允許在各個階段與病原體和腐敗性生物競爭。
【文檔編號】A01C1/02GK103917082SQ201280052727
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年10月18日 優先權日:2011年10月18日
【發明者】曼蘇爾·薩馬德普爾 申請人:環境健康協會公司