超声清洗的主要原理是利用超声空化效应。关于空化效应,大家可以这么理解:
在液体中,超声波的传递是按照正弦曲线纵向传播的,即一强一弱依次传递,这样就带来了拉伸和压缩的形变。弱的声波信号作用于液体时(即拉伸作用),强大的拉力会将液体“撕开”,形成空洞,空洞内可能有溶于液体的气体,也可能什么都没有,即真空,在拉力的作用下,这个空洞会不断变大;而当弱的声波信号过去,强的声波信号到来的时候,此时的空洞突然受到了压缩力的作用,周围液体涌入空洞导致其破灭,破灭的过程产生的冲击压力和局部高温能使脏东西剥离,散落到液体中,甚至还会被击碎,从而达到清洗目的。
从上述超声清洗原理可以看出,只要超声清洗机提供的作用力足够强大,那么农药残留在超声仪中是可能被击碎降解的。而超声清洗机能提供的作用力又与超声波的功率相关,功率越高,作用力越大。
目前国内国外研究超声降解农药残留的课题组挺多的,不可否认的是,超声处理的确可以降解农药残留。随便举个例子,比如在岳田利的研究中,在15℃下用600W功率的超声清洗器作用于苹果上的有机氯农药残留70min,农药残留的降解率在60%左右。这里提到的降解率指的是因农药的化学结构发生改变而导致的降解,而非仅仅从果蔬表面剥离。
然而实际情况下,用于果蔬清洗的超声清洗机,功率却达不到能将农药残留完全降解的程度,因为若达到那样大的功率,不仅发出的噪声大,而且果蔬估计也可能被打烂了。有兴趣的同学可以查一查市售的超声清洗机的功率有多大,一般不超过100W。再者,在很多研究中,想要有效地降解农残,仅仅依靠超声波是不行的,还需要光照、臭氧、催化剂的共同作用才行。
因此,假如某款果蔬超声清洗机的农残去除原理仅仅是超声作用的话,那么它是不会“降解”农残的。
虽然超声清洗机不能降解农残,但在一定程度上确实能够去除农残,原因就在于基于超声波的作用,农药残留会从果蔬表面剥离,进入清洗液,相当于把果蔬上的农残转移到了清洗液中。平时做农药残留检测有时也会用超声提取,而且功率并不小,目的就是帮助农残从果蔬脱离,充分溶到提取溶剂中。
一定大小的大功率超声波(并不是越大越好)的确可以使农药分子的化学结构发生变化,但市售的超声清洗机却难以达到这样的条件。尽管如此,超声清洗机在一定程度上的确能够去除农残,只不过效果没有商家宣传的那么夸张。
补充一句,由于家用超声清洗机的频率基本上是固定的,所以在这里不讨论它对农残降解的影响。
参考资料:
1.Soleiman Mosleh, Mahmood Reza Rahimi. Intensification of abamectin pesticide degradation using the combination of ultrasonic cavitation and visible-light driven photocatalytic process: Synergistic effect and optimization study[J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2017, 35.
2.岳田利, 周郑坤, 袁亚宏等. 苹果中有机氯农药残留的超声波去除条件优化[J]. 农业工程学报, 2009, 25(12).
超声波是不是真的那么神?真的可以完全清除果蔬的农药残留吗?
一.什么是超声波
超声波是一种声波,但是它的20000赫兹的振动频率已经超出了我们人类能听见的范围。一个物体的振动能量是和振动频率成正比的,超声波在有固体作为传播媒介时振动的频率很高,所以产生的能量很大。
二.超声波果蔬清洗机的工作原理
简单来说超声波果蔬清洗机就是利用超声波的振动能量让果蔬在剧烈的震动下把污物给分散出来,从原理来说,这种“震动”是实实在在的,也确实能够分离污物。超声波果蔬清洗机的清洗效果和清洗时候的水温、时间、清洗物是什么都有密切联系,因为在不同的条件下效果不一样。
三.是不是真的可以清除97%或98%的农药残留?
为什么广告上有胆子写“权威认证”或者“专家认证”呢?因为实际上农业机械化研究所确实做过超声波果蔬清洗机的设计和实验,研究表明超声波果蔬清洗机确实有清洗污物的效果,但它对去污、杀菌的效果比降解农药残留物要强多了。在考虑去掉很多影响因素的实验室里,超声波果蔬清洗机降解农残的最好效果是去掉85%,很多次实验都是维持在80%左右,在实验室里的数据结果也就这样,所以现在市面上卖的效果能达60~70%就已经很不错了。哪里来的百分之九十几?纯属扯淡。
四.关于清洗果蔬的耿直建议
(1)如果你真的对超声波果蔬清洗机情有独钟无法割舍,那么请注意你要洗的东西是什么,正如上文所说,超声波清洗机对于洗不同的东西效果不一样,它对于草莓的农残降解可能比较好,而对于苹果、茄子、青椒等农药吸附较深的蔬果效果就一般。另外,清洗时间不能过长,实验室里面尚且最多也只能洗20分钟,现实中你洗个二十多分钟的话,青菜叶子多半也烂得差不多了,小龙虾浑身都是伤也不奇怪。
(2)我们日常生活中用清水浸泡果蔬一定时长然后再加以手动清洗的方式其实效果是很可观的,如果你认真一点,基本上可以清楚60%的农药残留。再加上现在国家对果蔬低毒高效农药的门槛限制,农残危害对我们的影响已经降低了很多,如果你还不死心,烹饪是杀毒的最佳方法。
个人认为现在的食品安全问题搞得人人自危,如果你对上述方法都持不信的态度,最后一个建议:自己种来自己吃。