果蔬清洗機功率對殺菌降農(nóng)殘性能的影響研究

李嘉辰

（吉林化工學院機電工程學院，吉林吉林 132022）

眾所周知，蔬菜和水果是人們?nèi)粘＝】碉嬍车闹匾M成部分，果蔬中的維生素、礦物質、碳水化合物和無機鹽等營養(yǎng)成分，為人體補充營養(yǎng)和能量。但在農(nóng)作物種植過程中，會通過噴灑化學農(nóng)藥來避免糧食、果蔬等作物受到病蟲、草害和疾病的影響。目前使用的農(nóng)藥按照化學結構主要分為：有機磷類、有機氯類、氨基甲酸酯類和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥[1]。

農(nóng)藥的大量使用可能會導致農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留量超標，這會讓很多消費者在購買時擔心果蔬的安全食用問題。果蔬中的農(nóng)藥殘留物質如果進入人體血液，會對人體的免疫機能、大腦神經(jīng)和生長發(fā)育造成危害，影響人體健康。傳統(tǒng)的去除果蔬農(nóng)藥殘留的方法有去皮法、堿水浸泡法以及專用果蔬洗滌劑洗滌等，但這些方法對果蔬中農(nóng)藥殘留的去除效果不夠徹底。

當下，果蔬清洗機等一系列帶有清潔功能的家電產(chǎn)品層出不窮。針對如何最大限度地降解果蔬中農(nóng)殘量的問題，成為健康家電行業(yè)研究的熱點。研究人員通過物理方法和化學方法來去除果蔬表面的微生物和農(nóng)藥殘留，現(xiàn)有的降農(nóng)殘技術主要分為電解水技術、超聲波去除、臭氧降解等方法[2]。相比傳統(tǒng)的去農(nóng)殘方法，新的降農(nóng)殘方法去除果蔬農(nóng)藥殘留的效果更顯著，具有更大的商業(yè)應用價值。本文針對使用電解水技術的果蔬清洗機，研究驗證電解水功率對產(chǎn)品殺菌、降農(nóng)殘等性能的影響，以選擇與高殺菌率和高農(nóng)殘降解率相匹配的產(chǎn)品功率。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

材料：新鮮圣女果，冷藏備用；大腸桿菌、金黃色葡萄球菌；樂果、敵敵畏農(nóng)藥；氯化鈉、營養(yǎng)瓊脂、蛋白胨、牛肉浸膏、丙酮等化學試劑。

儀器：精密電子天平（型號：FA2204）；滅菌鍋（型號：BXW-50VE）；無菌操作臺（型號：SW-CJ-2D）；氣相色譜儀（型號：GC-2014）等。

1.2 試驗方法

1.2.1 果蔬清洗機結構與原理

果蔬清洗機的結構如圖1 所示，主要包括：外殼與底殼等外觀塑料件、控制板、電池、金屬電極片、防水上蓋與防水下蓋等部分。其中金屬電極片的材料為金屬鈦，其表面鍍上釕銥涂層。電解水指自來水經(jīng)過電解之后生成的水，電解之后所生成的酸性水具有殺菌的作用，依據(jù)電解水化學反應，通電后電極表面的水分子在電場作用下電解，產(chǎn)生原子態(tài)的氫和活性氧，并與水分子結合成氫氧根離子，具有殺菌、降解農(nóng)藥分子的作用。

圖1 果蔬清洗機結構圖

1.2.2 殺菌試驗

以大腸桿菌、金黃色葡萄球菌為研究對象，細菌用營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基活化24 h，取5 mL 菌懸液加入到2 L 蒸餾水中，作為試驗樣品。對照組不做任何處理，試驗組分別用不同功率的果蔬清洗機（15 W、30 W、45 W）清洗30 min，然后涂布到培養(yǎng)基表面培養(yǎng)，測定菌落總數(shù)。測定方法參照GB 4789.2-2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數(shù)測定》規(guī)定的方法進行。

1.2.3 農(nóng)藥降解試驗

選用有機磷農(nóng)藥（樂果、敵敵畏）為研究對象，配置成濃度為1 g/L 的農(nóng)藥溶液，然后將新鮮圣女果放于農(nóng)藥溶液中浸泡10 min，取出作為待測樣品。取50 g 浸泡過農(nóng)藥的圣女果樣品放入2 L 水中，對照組靜置30 min，試驗組分別用不同功率配置的果蔬清洗機（15 W、30 W、45 W）清洗30 min，然后測定對照組和試驗組圣女果中的農(nóng)藥含量。農(nóng)殘含量參照GB 5009.20-2003《食品中有機磷農(nóng)藥殘留量的測定》規(guī)定的方法進行。其農(nóng)殘降解率計算公式如下：

2 結果與分析

電解水技術作為一種新型的消毒殺菌技術，通過電解裝置來電解水或電解質溶液，在農(nóng)業(yè)領域和洗菜機中被廣泛應用[3]。通過電解水分子生成氫分子、活性氧和羥基自由基，具有強氧化性的離子和自由基可以破壞細菌的細胞膜、氧化降解農(nóng)藥分子，從而起到殺菌、降農(nóng)殘的效果[4]。電解水技術具有高效殺菌、無殘留毒性、對環(huán)境無污染的優(yōu)點，在果蔬保鮮與殺菌方面具有廣泛的應用價值。

2.1 果蔬清洗機殺菌效果分析

以大腸桿菌和金黃色葡萄球菌為研究對象，分別用功率為15 W、30 W、45 W 的果蔬清洗機清洗30 min 后，測定殺菌效果，如圖2 所示。結果表明，隨著產(chǎn)品功率的增大，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的殺菌效果逐漸增強。表1 結果顯示，針對大腸桿菌，對照組菌落總數(shù)為1.64×104CFU，分別用15 W、30 W、45 W 的果蔬清洗機清洗30 min 時間后，與對照組相比，大腸桿菌除菌率分別為70.12%、94.53%、99.51%。表2 結果顯示，針對金黃色葡萄球菌，對照組菌落總數(shù)為3.24×104CFU，分別用15 W、30 W、45 W 的果蔬清洗機清洗30 min 后，果蔬清洗機對金黃色葡萄球菌除菌率分別為79.48%、94.82%、99.94%。結果表明，果蔬清洗機功率為45 W 時，具有顯著的殺菌效果。研究人員以次氯酸鈉、二氧化氯和酸性電解水處理鮮切西蘭花并在4℃下貯藏，酸性電解水殺菌效果最好，能最大程度地延緩營養(yǎng)物質的流失和微生物生長繁殖，從而延長鮮切西蘭花貨架期[5]。

圖2 不同功率的果蔬清洗機處理組菌落生長情況

表1 不同功率大小對大腸桿菌殺菌率的影響

表2 不同功率大小對金黃色葡萄球菌殺菌率的影響

2.2 果蔬清洗機降農(nóng)殘效果分析

近年來，電解水清洗被證明能不同程度地降低果蔬中的農(nóng)藥殘留。研究表明西蘭花通過電解水浸泡處理，可以有效降解西蘭花中的辛硫磷農(nóng)藥殘留[6]。如圖3 所示，隨著果蔬清洗機產(chǎn)品功率的增加，對圣女果中樂果和敵敵畏的降解率逐漸提升。表3 中的結果顯示，未用果蔬清洗機處理的對照組，樂果和敵敵畏的含量分別為45.81 mg/g、30.24 mg/g，通過功率為45 W的果蔬清洗機清洗30 min 后，樂果和敵敵畏的降解率分別可達到89.72%、82.41%。結果表明，使用電解水技術的果蔬清洗機，降農(nóng)殘效果顯著。

圖3 不同功率大小對樂果、敵敵畏降解率的影響對比

3 結論

研究表明，選擇果蔬清洗機的電解水功率為45 W 時，具有顯著的殺菌、降農(nóng)殘效果。當清洗達到30 min 時，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌除菌率分別為99.51%、99.94%，對樂果、敵敵畏的降解率分別為89.72%、82.41%，這是由于大功率對電解水產(chǎn)生的離子或活性物質增多。加之，電解水技術具有制備簡單、殺菌高效、無殘留毒性、對人體無害、對環(huán)境無污染等特點，也值得在果蔬凈化產(chǎn)品中應用與推廣。

表3 不同功率大小對樂果、敵敵畏降解率的影響