據(jù)《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2009年12月報(bào)道,在對農(nóng)藥殘留超標(biāo)的蘋果進(jìn)行超聲波處理后,可以有效的去除蘋果中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留的含量,并且超聲波處理后的蘋果主要品質(zhì)不會(huì)超過國家標(biāo)準(zhǔn)及主要出口國蘋果標(biāo)準(zhǔn)的要求。超聲波處理簡單快速,能有效去除蘋果中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留,極大提高蘋果的安全性,同時(shí)這種技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景極為廣闊。
此研究報(bào)告刊登于《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2009年第12期,題為《蘋果中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留的超聲波去除條件優(yōu)化》,第一作者為西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院岳田利教授。
蘋果是中國的第一大水果,面積和產(chǎn)量均居世界首位。蘋果成為中國入世后最具有國際競爭力的農(nóng)產(chǎn)品之一。目前,國際上對蘋果中農(nóng)藥殘留檢測種類越來越多,檢測限量越來越嚴(yán),已成為非關(guān)稅貿(mào)易壁壘的重要手段。蘋果中農(nóng)藥殘留已納入美國、日本及歐共體各國的食品安全監(jiān)測計(jì)劃,年年進(jìn)行例行監(jiān)測。而中國是世界蘋果生產(chǎn)第一大國,但不是蘋果強(qiáng)國,其主要原因就是蘋果的質(zhì)量安全性嚴(yán)重制約了蘋果的出口,其中農(nóng)藥殘留超標(biāo)是主要原因之一,為了確保蘋果生產(chǎn)的質(zhì)量安全,提高蘋果在國際市場的競爭力,加強(qiáng)對蘋果中農(nóng)藥殘留檢測分析、農(nóng)藥殘留標(biāo)準(zhǔn)及農(nóng)藥殘留控制技術(shù)的研究顯得尤為重要。目前國內(nèi)外對農(nóng)藥殘留的去除方法很多。常用的有生物、物理和化學(xué)降解去除法,這些方法對農(nóng)殘都有不同程度的降解去除,且主要集中在對土壤和環(huán)境中農(nóng)藥殘留的降解去除。而尋求一種能直接有效安全的去除蘋果中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留,又不會(huì)對蘋果的安全性造成影響、且對蘋果本身品質(zhì)影響很小的去除方法是當(dāng)前鮮果產(chǎn)業(yè)急需。目前,國內(nèi)外應(yīng)用超聲波技術(shù)去除有機(jī)物都有大量的報(bào)道,并且認(rèn)為超聲波去除有機(jī)物主要依靠其機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)和自由基效應(yīng)等。但是這種超聲波技術(shù)卻沒有在食品行業(yè)安全控制方面得以應(yīng)用,相關(guān)研究也很少。
為了建立一種安全有效的超聲波去除蘋果鮮果中的有機(jī)氯農(nóng)藥殘留的技術(shù)方法,研究者利用超聲波技術(shù)處理農(nóng)藥殘留超標(biāo)的蘋果,通過研究達(dá)到有效安全去除蘋果中的有機(jī)氯農(nóng)藥殘留的目的,并且保證這種安全控制技術(shù)對蘋果鮮果品質(zhì)影響最小。
研究者利用響應(yīng)曲面法這種數(shù)學(xué)處理方法對影響超聲波去除蘋果中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留的關(guān)鍵因子及相互作用進(jìn)行了分析,結(jié)果顯示超聲波處理?xiàng)l件對去除率影響依次為:功率、溫度和時(shí)間,并且在超聲波功率為609.16瓦,時(shí)間為70.46分鐘,溫度為15.45℃的條件下,超聲波處理對蘋果中有機(jī)氯農(nóng)藥殘留的理論去除率可達(dá)64.32%。通過實(shí)際驗(yàn)證試驗(yàn),有機(jī)氯類農(nóng)藥殘留的去除率達(dá)到了59.24%,有效的去除了蘋果中有機(jī)氯農(nóng)藥的殘留,同時(shí)極大提高了蘋果的安全性。在對超聲波技術(shù)處理農(nóng)藥殘留超標(biāo)的蘋果過程中,同時(shí)對超聲波技術(shù)對蘋果主要品質(zhì)的影響也做了相關(guān)的評價(jià)研究,研究結(jié)果表明,超聲波處理雖然對蘋果的總糖、總酸具有一定的影響,但沒有超出國家標(biāo)準(zhǔn)及主要出口國蘋果標(biāo)準(zhǔn)的要求。
因?yàn)槌暡ㄌ幚砑夹g(shù)簡單快速,很容易和現(xiàn)有鮮果清洗、分級、打蠟生產(chǎn)線耦合鏈接,因此利用超聲波處理技術(shù)可以很好的確保蘋果及其他農(nóng)產(chǎn)品的安全性,同時(shí)這種技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景極為廣闊。超聲波處理技術(shù)對蘋果中農(nóng)藥殘留去除的研究,促進(jìn)了我國在蘋果及相關(guān)鮮果產(chǎn)業(yè)中安全控制技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)對保證我國鮮果產(chǎn)業(yè)食品安全起了重要作用,具有極大的推廣價(jià)值。
延伸閱讀——超聲波
什么是超聲波
超聲波是頻率高于20000赫茲的聲波,它方向性好,穿透能力強(qiáng),易于獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠(yuǎn),可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌、消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。
超聲波簡介
科學(xué)家們將每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)稱為聲音的頻率,它的單位是赫茲。我們?nèi)祟惗淠苈牭降穆暡l率為20~2000赫茲。當(dāng)聲波的振動(dòng)頻率大于20000赫茲或小于20赫茲時(shí),我們便聽不見了。因此,我們把頻率高于20000赫茲的聲波稱為“超聲波”。通常用于醫(yī)學(xué)診斷的超聲波頻率為1-5兆赫茲。
理論研究表明:在振幅相同的條件下。一個(gè)物體振動(dòng)的能量與振動(dòng)頻率成正比。超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí),介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率很高,因而能量很大。在我國北方干燥的冬季,如果把超聲波通入水罐中,劇烈的振動(dòng)會(huì)使罐中的水破碎成許多小霧滴,再用小風(fēng)扇把霧滴吹入室內(nèi),就可以增加室內(nèi)空氣濕度,這就是超聲波加濕器的原理。利用加濕器的原理,把藥液霧化,讓病人吸入,能夠提高療效。利用超聲波巨大的能量還可以使人體內(nèi)的結(jié)石做劇烈的受迫振動(dòng)而破碎,從而減緩病痛,達(dá)到治愈的目的。超聲波在醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用非常廣泛,像現(xiàn)在的彩超、B超、碎石(例如膽結(jié)石、腎結(jié)石)等。
超聲波的特點(diǎn)
1 超聲波在傳播時(shí),方向性強(qiáng),能量易于集中。
2 超聲波能在各種不同媒質(zhì)中傳播,且可傳播足夠遠(yuǎn)的距離。
3 超聲波與傳聲媒質(zhì)的相互作用適中,易于攜帶有關(guān)傳聲媒質(zhì)狀態(tài)的信息(診斷或?qū)髀暶劫|(zhì)產(chǎn)生效應(yīng))。
超聲波是一種波動(dòng)形式,它可以作為探測與負(fù)載信息的載體或媒介(如B超等用作診斷);超聲波同時(shí)又是一種能量形式,當(dāng)其強(qiáng)度超過一定值時(shí),它就可以通過與傳播超聲波的媒質(zhì)的相互作用,去影響、改變以致破壞后者的狀態(tài)、性質(zhì)及結(jié)構(gòu)(用作治療)。
超聲波的作用
1 超聲波清洗
清洗的超聲波應(yīng)用原理是由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號,通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì),清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射。使液體流動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬計(jì)的微小氣泡,存在于液體中的微小氣泡在聲場的作用下振動(dòng),當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)。氣泡迅速增長,然后突然閉合,在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波,在其周圍產(chǎn)生上千個(gè)大氣壓力,破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中,當(dāng)團(tuán)體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時(shí),油被乳化,固體粒子即脫離,從而達(dá)到清洗件表面凈化的目的。
2 醫(yī)學(xué)診斷
醫(yī)學(xué)超聲波檢查的工作原理與聲吶有一定的相似性,即將超聲波發(fā)射到人體內(nèi),當(dāng)它在體內(nèi)遇到界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射及折射,并且在人體組織中可能被吸收而衰減。因?yàn)槿梭w各種組織的形態(tài)與結(jié)構(gòu)是不相同的,因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同,醫(yī)生們正是通過儀器所反映出的波形、曲線,或影像的特征來辨別它們。此外再結(jié)合解剖學(xué)知識、正常與病理的改變,便可診斷所檢查的器官是否有病。
3 超聲學(xué)
研究超聲波的產(chǎn)生、傳播、接收,以及各種超聲效應(yīng)和應(yīng)用的聲學(xué)分支叫超聲學(xué)。產(chǎn)生超聲波的裝置有機(jī)械型超聲發(fā)生器(例如氣哨、汽笛和液哨等)、利用電磁感應(yīng)和電磁作用原理制成的電動(dòng)超聲發(fā)生器,以及利用壓電晶體的電致伸縮效應(yīng)和鐵磁物質(zhì)的磁致伸縮效應(yīng)制成的電聲換能器等。
超聲波的實(shí)際應(yīng)用
在全球,超聲波廣泛運(yùn)用于診斷學(xué)、治療學(xué)、工程學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域。
(1)工程學(xué)方面的應(yīng)用:水下定位與通訊、地下資源勘查等。
(2)生物學(xué)方面的應(yīng)用:剪切大分子、生物工程及處理種子等。
(3)診斷學(xué)方面的應(yīng)用:A型、B型、M型、D型、雙功及彩超等。
(4)治療學(xué)方面的應(yīng)用:理療、治癌、外科、體外碎石、牙科等。
此外。超聲波還可以進(jìn)行雷達(dá)探測;清洗較為精細(xì)的物品,如鐘表;可以利用超聲波來擊碎病人體內(nèi)膽結(jié)石:還可以用于電阻焊的焊點(diǎn)強(qiáng)度的檢