廖明燕 朱吉興 黃曉杰 馮征祥

佛山市順德區(qū)阿波羅環(huán)保器材有限公司 廣東佛山 528303

1 引言

果蔬農(nóng)藥殘留超標(biāo)、質(zhì)量不合格等安全問(wèn)題，嚴(yán)重危害人們的健康。人們深刻意識(shí)到食品安全的重要性，對(duì)于食用果蔬的潔凈程度要求越來(lái)越高，這也使得果蔬凈化清洗機(jī)受到消費(fèi)者的關(guān)注。

目前市場(chǎng)上果蔬機(jī)凈化清洗技術(shù)分為三類：第一類是利用臭氧的強(qiáng)氧化性達(dá)到凈化效果的“臭氧型”果蔬凈化清洗機(jī)。臭氧型果蔬清洗機(jī)是比較成熟的技術(shù)，專家對(duì)該技術(shù)的性能研究發(fā)現(xiàn)其農(nóng)殘降解效果明顯，甲胺磷農(nóng)藥降解率達(dá)95%，溴氰菊酯農(nóng)藥降解率達(dá)91.4%[1]。而臭氧在其他領(lǐng)域作為一種消毒劑，殺菌能力也十分顯著。但缺點(diǎn)也很突出，臭氧會(huì)刺激人體的呼吸道黏膜，且在高濃度條件下其強(qiáng)氧化性對(duì)物品的損壞嚴(yán)重。由于臭氧對(duì)人體危害較大，市場(chǎng)上果蔬凈化清洗機(jī)逐漸不再采用該技術(shù)。第二類是利用超聲波在液體中傳播產(chǎn)生正負(fù)交變的聲壓，形成射流沖擊果蔬以達(dá)到凈化效果的“超聲波型”果蔬凈化清洗機(jī)，該技術(shù)本身殺菌能力較差，且超聲波功率較大才能起到明顯的農(nóng)殘降解效果[2]，大功率的超聲波技術(shù)噪聲污染大，更適用于菜市場(chǎng)進(jìn)行大批量果蔬的清洗。第三類是電解條件下在水中產(chǎn)生羥基自由基[3]（·OH），并利用其高級(jí)氧化技術(shù)達(dá)到凈化效果的“水羥基型”果蔬凈化清洗機(jī)，該技術(shù)可快速殺菌、高速降解農(nóng)殘、激素等，并且產(chǎn)物是水和水蒸氣，避免了二次污染，是近年來(lái)業(yè)內(nèi)推崇的新技術(shù)方向，但其對(duì)果蔬表面大顆粒臟污的清洗能力較弱，一般需搭配低功率超聲波清洗技術(shù)來(lái)提高果蔬機(jī)清洗能力，加快殺菌、農(nóng)殘降解效果。

根據(jù)市場(chǎng)新技術(shù)方向，本文主要通過(guò)對(duì)比“超聲波技術(shù)”、“水羥基技術(shù)”及“水羥基&超聲波復(fù)合技術(shù)”（以下簡(jiǎn)稱“復(fù)合技術(shù)”）三個(gè)運(yùn)行模式的家用果蔬凈化清洗機(jī)凈化清洗能力，進(jìn)一步驗(yàn)證復(fù)合技術(shù)下的果蔬凈化清洗機(jī)的優(yōu)勢(shì)，為消費(fèi)者購(gòu)買家用果蔬凈化清洗機(jī)提供一些參考。

2 “水羥基&超聲波”復(fù)合技術(shù)家用果蔬凈化清洗機(jī)工作原理

電解羥基發(fā)生技術(shù)是指在一定的電解條件下，在水中產(chǎn)生羥基自由基（·OH）的技術(shù)，原理如下。

第一步：電解水，產(chǎn)生氫氧根（OH-）。

第二步：OH-在一定條件下生成H2O2，并在特定環(huán)境下催化后產(chǎn)生羥基自由基（·OH）。

第三步：羥基自由基（·OH）依托微氣泡將農(nóng)藥或細(xì)菌重重包圍后打開(kāi)農(nóng)藥雙鍵或細(xì)菌分子上的H+，從而達(dá)到降解農(nóng)殘及殺菌效果。

超聲波技術(shù)參與羥基自由基從產(chǎn)生到殺菌、降解農(nóng)殘的全過(guò)程，利用傳播時(shí)產(chǎn)生正負(fù)交變的聲壓沖擊果蔬，超聲空化在固體和液體界面產(chǎn)生高速的微射流，增加了攪拌、擴(kuò)散作用，使復(fù)合技術(shù)凈化能力更加快速、有效。

3 實(shí)驗(yàn)研究

參考SB/T 11190—2017果蔬凈化清洗機(jī)[4]標(biāo)準(zhǔn)，采用容積為6 L，超聲功率為60 W的家用果蔬凈化清洗機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

3.1 水中殺菌

3.1.1 實(shí)驗(yàn)方法

（1）含菌水樣制備

將1 mL濃度為3×107CFU/mL的大腸菌群菌液溶于一倍以上設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)容積的滅菌后的自來(lái)水中，配制成含菌水樣，將制備好的樣品分為兩組，一組取樣500 mL作為未凈化含菌水樣，一組按設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)容積取樣作為待凈化水樣，備用。

（2）凈化清洗方法

將含菌待凈化水樣放入凈化機(jī)進(jìn)行凈化，在“超聲波技術(shù)”“水羥基技術(shù)”“復(fù)合技術(shù)”三種不同的運(yùn)行模式下開(kāi)機(jī)凈化5 min、10 min、15 min、20 min，采集對(duì)應(yīng)運(yùn)行時(shí)間下的水樣進(jìn)行培養(yǎng)。

（3）按公式（1）計(jì)算水中殺菌率

式中，

η0：水中殺菌率，單位：%；

C0：初始濃度，單位：CFU/mL；

Ct：終止?jié)舛龋瑔挝唬篊FU/mL。

3.1.2 實(shí)驗(yàn)效果

水中殺菌試驗(yàn)效果如圖1所示。

圖1 水中殺菌效果圖

3.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從圖2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，“超聲波”技術(shù)運(yùn)行模式下因功率較低，超聲波在水中傳播產(chǎn)生的射流沖擊力不足，殺菌效果不理想，即使延長(zhǎng)超聲波沖擊細(xì)菌的時(shí)間，性能提升也不明顯[5]；而“水羥基技術(shù)”及“復(fù)合技術(shù)”殺菌效果顯著，在充足的運(yùn)行時(shí)間下，兩項(xiàng)技術(shù)的殺菌效果不相上下。圖2中顯示“水羥基技術(shù)”作用5 min殺菌率即可達(dá)到90%，這足以看出該技術(shù)殺菌效果較好[6]，而“復(fù)合技術(shù)”的殺菌效果更勝一籌則歸功于“超聲波技術(shù)”的助力，其原理是在“水羥基”技術(shù)下可以產(chǎn)生大量的羥基自由基，羥基自由基通過(guò)超聲波的擴(kuò)散，能夠更快更充分的包圍細(xì)菌，破壞其細(xì)胞壁，從而使細(xì)菌失去活性。使用“復(fù)合技術(shù)模式”運(yùn)行5 min，其殺菌率可超95%。

圖2 果蔬凈化清洗機(jī)的殺菌率

3.2 農(nóng)殘及激素降解[6]

3.2.1 實(shí)驗(yàn)方法

（1）按表1配置參數(shù)配置農(nóng)藥浸泡液；

表1 農(nóng)藥浸泡液配置參數(shù)

（2）制備農(nóng)藥殘留（激素）果蔬樣品。將被測(cè)果蔬稱取約1 kg放入農(nóng)藥（激素）浸泡液中，樣品需全部浸沒(méi)在農(nóng)藥（激素）浸泡液中。浸泡4 h后取出，置于室溫下晾干至表面無(wú)明顯水漬；

（3）將有農(nóng)藥（激素）殘留果蔬分成2份，一份作為初始值測(cè)定，另一份放置在果蔬清洗機(jī)內(nèi)開(kāi)清洗，按設(shè)備標(biāo)稱的凈化時(shí)間完成一個(gè)凈化過(guò)程（凈化時(shí)間為20 min）；

（4）將果蔬撈出，瀝干（物理干燥）、搗碎、離心，取上清液萃取，分析含量；

（5）按公式（2）計(jì)算果蔬農(nóng)殘（激素）降解率。

式中，

η1：表示降解率，單位為%；

C1：表示初始濃度，單位為mg/kg；

Ct1：表示終止?jié)舛?，單位為mg/kg。

3.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)選取了敵敵畏、樂(lè)果及利谷隆三種農(nóng)藥以及雌酮激素，驗(yàn)證果蔬機(jī)不同凈化清洗技術(shù)下的降解效果。

從圖3可以看出，“超聲波技術(shù)”下農(nóng)殘及雌酮降解率達(dá)80%左右，這與農(nóng)藥物質(zhì)本身的水解能力有關(guān)，加上超聲波的沖擊，加強(qiáng)了水解能力，但在低功率的超聲波條件下性能很難得到提高?！八u基技術(shù)”是通過(guò)電解水生成大量羥基自由基，利用其氧化技術(shù)，將農(nóng)藥及雌酮的雙鍵進(jìn)行破壞，從而達(dá)到降解目的?！皬?fù)合技術(shù)”則是在“超聲波”技術(shù)的助力下，疊加雙重效果，農(nóng)殘及激素降解效果更佳顯著，可達(dá)90%以上。

圖3 “超聲波技術(shù)”、“水羥基技術(shù)”及“復(fù)合技術(shù)”三種技術(shù)模式下農(nóng)殘降解率

3.3 凈化清洗能力

凈化清洗能力是指果蔬凈化清洗機(jī)每升水每小時(shí)可凈化清洗果蔬的重量。實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)葉類蔬菜及非葉類果蔬進(jìn)行清洗。

3.3.1 實(shí)驗(yàn)方法

（1）將葉類蔬菜放置在凈化水槽中（非葉類果蔬按照設(shè)備的有效體積最大限度放置），不能擠壓，更不能壓實(shí)，將凈化水槽注入自來(lái)水至水槽的額定水位，葉類蔬菜或非類果蔬應(yīng)完全浸入水中，開(kāi)啟凈化機(jī)，按設(shè)備標(biāo)稱的凈化時(shí)間完成一個(gè)凈化過(guò)程，凈化時(shí)間為20 min；

（2）將被測(cè)果蔬撈出、瀝干，用電子稱秤稱取重量m；

（3）按公式（3）計(jì)算被測(cè)果蔬的凈化能力WA測(cè)：

式中，

WA測(cè)：實(shí)測(cè)的凈化能力，單位為kg/（L·h）；

m：果蔬質(zhì)量，單位為kg；

V：凈化水槽有效容積，單位為L(zhǎng)；

t：凈化時(shí)間，單位為h。

3.3.2 實(shí)驗(yàn)效果

葉類蔬菜及非葉類果蔬清洗試驗(yàn)效果如表2、表3所示。

表2 葉類蔬菜清洗效果

表3 非葉類果蔬清洗效果

3.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

如圖4實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，“超聲波技術(shù)”和“復(fù)合技術(shù)”對(duì)果蔬的清洗效果最佳，主要原因是利用超聲空化在固體和液體界面產(chǎn)生高速的微射流沖擊果蔬，達(dá)到清潔表面臟污的效果，甚至可以將果蔬中細(xì)小的雜物清洗出來(lái)，既可以保證果蔬不被損壞，也不影響口感。特別是成串的葡萄，人工無(wú)法清洗縫隙中的臟污也能通過(guò)該技術(shù)達(dá)到清洗效果。而僅僅在“水羥基技術(shù)”下清洗果蔬，在無(wú)其它外力攪拌的作用下則無(wú)法徹底清潔表面大顆粒臟污，這也是該技術(shù)的弱點(diǎn)所在。

圖4 “超聲波技術(shù)”“水羥基技術(shù)”“復(fù)合技術(shù)”三種技術(shù)模式下清洗能力對(duì)比

3.4 自清潔

果蔬凈化清洗機(jī)自清潔效果驗(yàn)證主要考察其對(duì)肉類食材清洗后的油脂清潔效果。

3.4.1 實(shí)驗(yàn)方法

（1）內(nèi)膽清潔運(yùn)行5 min；

（2）排凈內(nèi)膽水，清除大顆?？梢?jiàn)臟污；

（3）再向內(nèi)膽中加入潔凈自來(lái)水，并加入1～2勺食用鹽和少量洗潔精，啟動(dòng)清潔功能；

（4）清潔功能運(yùn)行完畢后，自來(lái)水沖洗1～2遍，沖洗掉殘留的洗潔精。

3.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

選用豬肉放置在果蔬凈化清洗機(jī)中，經(jīng)過(guò)清洗后會(huì)看到果蔬機(jī)的內(nèi)膽均沾上一層油污，簡(jiǎn)單的清洗無(wú)法除掉，甚至“水羥基”模塊內(nèi)置也會(huì)出現(xiàn)臟污。針對(duì)這類情況，只需要加上廚房必備品洗潔精，少量鹽和醋酸，就可以從外到內(nèi)進(jìn)行清洗干凈。這是果蔬機(jī)的一個(gè)附加功能，讓消費(fèi)者在購(gòu)買后用于不同食材的凈化清洗，而并不局限于果蔬的凈化清潔。

3.5 小龍蝦清洗[7]

小龍蝦腹部及步行足極易污染，針對(duì)該問(wèn)題，驗(yàn)證具有復(fù)合技術(shù)模式的果蔬凈化清洗機(jī)的清洗效果。

3.5.1 實(shí)驗(yàn)方法

（1）市場(chǎng)采購(gòu)較為臟污的小龍蝦，果蔬凈化清洗機(jī)復(fù)合技術(shù)模式下采用自來(lái)水清洗5 min，將附著在小龍蝦的大顆粒臟污清洗出來(lái)；

（2）加入少量食用鹽（Nacl，1 g左右），清洗5 min；

（3）加入少量醋，清洗5 min；

（4）用自來(lái)水做最后5 min的清洗。

3.5.2 實(shí)驗(yàn)效果

小龍蝦清洗效果如表4所示。

表4 耗電量測(cè)試結(jié)果

表4 小龍蝦清洗效果

3.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)表明，將小龍蝦直接放在果蔬凈化清洗機(jī)中復(fù)合技術(shù)模式清洗20 min，便可看到清水變得渾濁，小龍蝦被污水遮擋若隱若現(xiàn)。清洗過(guò)后的小龍蝦潔凈度提高了不少，但是仍達(dá)不到直接蒸煮進(jìn)食的程度。然而稍稍增加廚房中隨處可見(jiàn)的食用鹽和食醋，清洗效果立即顯著提升，可達(dá)到蒸煮進(jìn)食狀態(tài)。市場(chǎng)上洗蝦粉多用于大批量的蝦蟹清洗，相較于購(gòu)買洗蝦粉放置于廚房備用，直接利用廚房必需品食用鹽和食醋，就可以更便捷地解決小龍蝦的清洗難題。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)比家用果蔬凈化清洗機(jī)在“超聲波技術(shù)”、“水羥基技術(shù)”及“復(fù)合技術(shù)”三個(gè)運(yùn)行模式下表面臟污清洗、殺菌、降解農(nóng)藥殘留的效果，得到結(jié)論如下：

（1）“超聲波技術(shù)”利用水中傳播時(shí)產(chǎn)生高速的微射流沖擊果蔬，其優(yōu)勢(shì)在于可清洗果蔬表面大顆粒臟污，使清洗效果達(dá)到最佳，但因家用果蔬凈化清洗機(jī)超聲功率較小，殺菌、降解農(nóng)殘的凈化能力較弱；

（2）“水羥基技術(shù)”利用水電解產(chǎn)生的具有氧化性的羥基自由基，破環(huán)細(xì)菌細(xì)胞壁、農(nóng)藥物質(zhì)的雙鍵等，具有很好的凈化效果，但對(duì)果蔬的表面臟污清洗能力較弱；

（3）結(jié)合以上兩組技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)，“復(fù)合技術(shù)”使家用果蔬凈化清洗機(jī)從殺菌，降解農(nóng)殘、激素以及果蔬表面大顆粒臟污的清洗等能力達(dá)到了很大的提高，殺菌率、農(nóng)殘降解率達(dá)90%以上，果蔬清洗能力滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求；

（4）自清潔及小龍蝦清洗作為一個(gè)附加功能，使得“復(fù)合技術(shù)”下的家用果蔬凈化清洗機(jī)更能滿足消費(fèi)者的需求。

本文通過(guò)一系列的驗(yàn)證，希望能給消費(fèi)者購(gòu)買家用果蔬凈化清洗機(jī)提供一些參考。同時(shí)家用果蔬凈化清洗機(jī)關(guān)于肉類物質(zhì)內(nèi)部激素的降解率效果，實(shí)驗(yàn)方法需要結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)，這也是后續(xù)需要開(kāi)展驗(yàn)證的方向。