果蔬清洗机功率对杀菌降农残性能的影响研究

李嘉辰

（吉林化工学院机电工程学院，吉林吉林 132022）

众所周知，蔬菜和水果是人们日常健康饮食的重要组成部分，果蔬中的维生素、矿物质、碳水化合物和无机盐等营养成分，为人体补充营养和能量。但在农作物种植过程中，会通过喷洒化学农药来避免粮食、果蔬等作物受到病虫、草害和疾病的影响。目前使用的农药按照化学结构主要分为：有机磷类、有机氯类、氨基甲酸酯类和拟除虫菊酯类农药[1]。

农药的大量使用可能会导致农产品中的农药残留量超标，这会让很多消费者在购买时担心果蔬的安全食用问题。果蔬中的农药残留物质如果进入人体血液，会对人体的免疫机能、大脑神经和生长发育造成危害，影响人体健康。传统的去除果蔬农药残留的方法有去皮法、碱水浸泡法以及专用果蔬洗涤剂洗涤等，但这些方法对果蔬中农药残留的去除效果不够彻底。

当下，果蔬清洗机等一系列带有清洁功能的家电产品层出不穷。针对如何最大限度地降解果蔬中农残量的问题，成为健康家电行业研究的热点。研究人员通过物理方法和化学方法来去除果蔬表面的微生物和农药残留，现有的降农残技术主要分为电解水技术、超声波去除、臭氧降解等方法[2]。相比传统的去农残方法，新的降农残方法去除果蔬农药残留的效果更显著，具有更大的商业应用价值。本文针对使用电解水技术的果蔬清洗机，研究验证电解水功率对产品杀菌、降农残等性能的影响，以选择与高杀菌率和高农残降解率相匹配的产品功率。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

材料：新鲜圣女果，冷藏备用；大肠杆菌、金黄色葡萄球菌；乐果、敌敌畏农药；氯化钠、营养琼脂、蛋白胨、牛肉浸膏、丙酮等化学试剂。

仪器：精密电子天平（型号：FA2204）；灭菌锅（型号：BXW-50VE）；无菌操作台（型号：SW-CJ-2D）；气相色谱仪（型号：GC-2014）等。

1.2 试验方法

1.2.1 果蔬清洗机结构与原理

果蔬清洗机的结构如图1 所示，主要包括：外壳与底壳等外观塑料件、控制板、电池、金属电极片、防水上盖与防水下盖等部分。其中金属电极片的材料为金属钛，其表面镀上钌铱涂层。电解水指自来水经过电解之后生成的水，电解之后所生成的酸性水具有杀菌的作用，依据电解水化学反应，通电后电极表面的水分子在电场作用下电解，产生原子态的氢和活性氧，并与水分子结合成氢氧根离子，具有杀菌、降解农药分子的作用。

图1 果蔬清洗机结构图

1.2.2 杀菌试验

以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌为研究对象，细菌用营养肉汤培养基活化24 h，取5 mL 菌悬液加入到2 L 蒸馏水中，作为试验样品。对照组不做任何处理，试验组分别用不同功率的果蔬清洗机（15 W、30 W、45 W）清洗30 min，然后涂布到培养基表面培养，测定菌落总数。测定方法参照GB 4789.2-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》规定的方法进行。

1.2.3 农药降解试验

选用有机磷农药（乐果、敌敌畏）为研究对象，配置成浓度为1 g/L 的农药溶液，然后将新鲜圣女果放于农药溶液中浸泡10 min，取出作为待测样品。取50 g 浸泡过农药的圣女果样品放入2 L 水中，对照组静置30 min，试验组分别用不同功率配置的果蔬清洗机（15 W、30 W、45 W）清洗30 min，然后测定对照组和试验组圣女果中的农药含量。农残含量参照GB 5009.20-2003《食品中有机磷农药残留量的测定》规定的方法进行。其农残降解率计算公式如下：

2 结果与分析

电解水技术作为一种新型的消毒杀菌技术，通过电解装置来电解水或电解质溶液，在农业领域和洗菜机中被广泛应用[3]。通过电解水分子生成氢分子、活性氧和羟基自由基，具有强氧化性的离子和自由基可以破坏细菌的细胞膜、氧化降解农药分子，从而起到杀菌、降农残的效果[4]。电解水技术具有高效杀菌、无残留毒性、对环境无污染的优点，在果蔬保鲜与杀菌方面具有广泛的应用价值。

2.1 果蔬清洗机杀菌效果分析

以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为研究对象，分别用功率为15 W、30 W、45 W 的果蔬清洗机清洗30 min 后，测定杀菌效果，如图2 所示。结果表明，随着产品功率的增大，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的杀菌效果逐渐增强。表1 结果显示，针对大肠杆菌，对照组菌落总数为1.64×104CFU，分别用15 W、30 W、45 W 的果蔬清洗机清洗30 min 时间后，与对照组相比，大肠杆菌除菌率分别为70.12%、94.53%、99.51%。表2 结果显示，针对金黄色葡萄球菌，对照组菌落总数为3.24×104CFU，分别用15 W、30 W、45 W 的果蔬清洗机清洗30 min 后，果蔬清洗机对金黄色葡萄球菌除菌率分别为79.48%、94.82%、99.94%。结果表明，果蔬清洗机功率为45 W 时，具有显著的杀菌效果。研究人员以次氯酸钠、二氧化氯和酸性电解水处理鲜切西兰花并在4℃下贮藏，酸性电解水杀菌效果最好，能最大程度地延缓营养物质的流失和微生物生长繁殖，从而延长鲜切西兰花货架期[5]。

图2 不同功率的果蔬清洗机处理组菌落生长情况

表1 不同功率大小对大肠杆菌杀菌率的影响

表2 不同功率大小对金黄色葡萄球菌杀菌率的影响

2.2 果蔬清洗机降农残效果分析

近年来，电解水清洗被证明能不同程度地降低果蔬中的农药残留。研究表明西兰花通过电解水浸泡处理，可以有效降解西兰花中的辛硫磷农药残留[6]。如图3 所示，随着果蔬清洗机产品功率的增加，对圣女果中乐果和敌敌畏的降解率逐渐提升。表3 中的结果显示，未用果蔬清洗机处理的对照组，乐果和敌敌畏的含量分别为45.81 mg/g、30.24 mg/g，通过功率为45 W的果蔬清洗机清洗30 min 后，乐果和敌敌畏的降解率分别可达到89.72%、82.41%。结果表明，使用电解水技术的果蔬清洗机，降农残效果显著。

图3 不同功率大小对乐果、敌敌畏降解率的影响对比

3 结论

研究表明，选择果蔬清洗机的电解水功率为45 W 时，具有显著的杀菌、降农残效果。当清洗达到30 min 时，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌除菌率分别为99.51%、99.94%，对乐果、敌敌畏的降解率分别为89.72%、82.41%，这是由于大功率对电解水产生的离子或活性物质增多。加之，电解水技术具有制备简单、杀菌高效、无残留毒性、对人体无害、对环境无污染等特点，也值得在果蔬净化产品中应用与推广。

表3 不同功率大小对乐果、敌敌畏降解率的影响