专利名称：一种食品安全生态仪的制作方法
一种食品安全生态仪技术领域
一种食品安全生态仪，该生态仪的商品名暂定为ZC-II食品安全生态仪，具体是研制出了一种对蔬菜、水果等食品中有机磷农药残留的有效降解的食品安全生态仪样机。 本发明属于食品安全技术领域。
背景技术：
农药的大量和不合理使用，造成我国蔬菜普遍存在农药残留问题，特别是有机磷农药残留超标严重。这已成为影响我国蔬菜质量的关键因素。近年来，因蔬菜农药残留超标引发的中毒等食品安全问题不断涌现，威胁着广大消费者的健康。蔬菜中农药残留降解理论、降解新方法与技术受到人们越来越多的关注。
目前，家庭里常常采用洗洁精清洗蔬菜水果等，洗洁精洗水果蔬菜可以洗去一部分农药，不过农药的危害虽然去了一些，却增加了洗洁精的危害，残留洗洁精的毒性比起农药来并不逊色。因为表面活性剂有可以降低表面张力的作用，可以渗入到连水都无法渗人的纤维空隙中，把藏在纤维空隙中的污垢挤出来。而化学洗涤剂则挤在这些空隙之中，水难以清洗它们。同样，表面活性剂也可以渗人人体。沾在皮肤上的洗涤剂大约有0.5%渗入血液，皮肤上若有伤口则渗透力提高10倍以上。进入人体内的化学洗涤剂毒素可使血液中钙离子浓度下降，血液酸化，人容易疲倦。这些毒素还使肝脏的排毒功能降低。使原本该排出体外的毒素淤积在体内积少成多，使人们免疫力下降，肝细胞病变加剧，容易诱发癌症。
应用于蔬菜、水果等食物的清洗及杀菌、消毒的设备通常是在水箱内通入臭氧，在通过水清洗上述食物的同时，由臭氧杀灭在食物表面的细菌和病毒，这种装置仍需手工对食物进行清洗，只能对残留在食物表面的农药、激素和细菌有一定的杀灭作用，而无法对食物的内部的残留农药进行有效降解。
针对上述问题，本发明将先进的技术与实际需求相结合，利用臭氧、超声的协同作用，对蔬菜、水果等食品中的农药残留进行有效降解设计出一种能有效的用于蔬菜、水果等食物清洗及常见农药的降解新型生态仪，解决了便携式水箱内臭氧发生器以及超声作用装置如何协调放置等问题，减少实际生活中人们清洗的工序，同时保障人民身体健康具有重大意义。发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述不足，研制出一种对蔬菜、水果等食品中有机磷农药残留的有效降解的食品安全生态仪样机。
本发明的技术方案ZC_ II食品安全生态仪结构设计以及仪器生产与农药去除率试验如下述。
本发明所述ZC- II食品安全生态仪结构设计包括以下步骤(1)生态仪的总体结构设计；(2)生态仪外部结构设计。
本发明所述的总体结构俯视示意图见附图I。主要由水箱1，臭氧发生器2，超声波清洗装置3，控制面板4，不锈钢网状提篮5，提手6，凹槽7，顶盖8，窗口 9和紫外线光源10 构成。
臭氧发生器2连通于水箱I在水箱I底部，水箱I的侧壁设有超声波清洗装置3， 在水箱I侧壁设有紫外线光源10。
在水箱I内嵌不锈钢网状提篮5，蔬菜和水果等食物可以放在提篮5内，方便清洗、 杀菌、消毒和从水箱I内取出食物。所述不锈钢网状提篮5设有外凸提手6，而在所述水箱 I两边侧壁设有凹槽7，提手6嵌置于凹槽7内，通过提手6可以方便取出提篮5，而提手6 嵌置于凹槽7内，可以避免影响顶盖8对水箱I的封闭。
在水箱I顶部设有顶盖8，该顶盖8枢轴连接于水箱I 一侧的侧壁。在所述顶盖8 上还设有窗口 9，打开窗口 9水箱I内产生的臭氧可以通过窗口 9进入周围空气，对周围环境进行消毒。窗口 9可以为滑动窗，该滑动窗嵌置于顶盖8上部的滑槽(图中未示出)内。 所述窗口也可以为翻盖式窗口及便于封闭顶盖8的其他形式的窗口。
本发明所述的生态仪外部构造设计，主要是在生态仪外部控制面板(4)上设置了开/关、进/出、取水、排水按钮，开/关按钮控制该生态仪的电源，进/出按钮控制样品放进或取出时的锁定作用；还设置了不同样品的选项按钮蔬菜水果、肉禽蛋、水产品、谷物、 干果熟食、液体食物、餐具消毒、干处理的选项按钮，能够方便日常生活中对不同品种的食物进行选择操作。该发明设计生态仪由于在水箱内既设置了臭氧发生器，又设置了超声波清洗装置，可以在对蔬菜、水果中残留的农药进行去除的同时对蔬菜水果进行超声波清洗， 大大减轻了操作人员的劳动强度，其结构也比较简单。可以根据需要，控制面板可以选择， 使用方便。
所述的食品安全生态仪的应用，用于降解蔬菜水果、大米及肉类残留农药(1)超声功率的选择额定功率选择在120w ；(2)臭氧发生功率的选择臭氧发生器的额定功率选择在400mg/h。
用于降解蔬菜水果、大米及肉类残留农药，pH条件均不受限制。
用于降解蔬菜水果的残留农药，选择处理时间为20 min。
用于降解肉类的残留农药，选择处理时间为20 min。
用于降解大米的残留农药，选择处理时间为5 min。
本发明所述仪器生产与农药去除率试验包括以下步骤(1)样品的前处理；(2)生态仪样机优化条件处理及处理后农药残留量测定；(3)农药去除率计算。
本发明所述的样品前处理包括以下特征步骤样品处理取可食部分样品约3. 5kg,在通风橱平铺,将150 mL标准溶液(0.5 mg/mL, 16种，丙酮配制，其中包含有机磷、有机氯、菊酯类)的农药分5次装入喷药瓶，用氮气作为动力，均匀喷射在样品表面，翻动，反复喷洒。同时不断翻动以保证均匀，待喷洒液挥干后， 进行下一次喷洒，如此重复多次，喷完后，静置24 h，分成两组，其中一组不经任何处理，用作对照；实验组进行生态仪去除处理。将(处理或未处理的)样品制成匀浆后，称取5g于50 mL离心试管中，(大米样品加入5mL水),2g无水硫酸钠，10 mL乙酸乙酯,快速振荡3min,离心，用尖嘴吸管将有机层移入25mL容量瓶中，余下的下层加入10 mL乙酸乙酯再提取一次， 合并提取液，用乙酸乙酯定容至刻度，摇匀，装入进样小瓶供色谱分析。
注每次优化实验平行3次。
本发明所述的农药残留量测定所采用的具体的条件如下(1)气相色谱条件色谱柱DB-1701 (30mX0. 32mmXl. Oum)载气N2,1. 5mL/min 进样口温度250°C柱温100°C保温 lmin，20°C /min 加温至 150°C、保温 2min，10°C /min 加温至 280°C、保温 IOmin检测器温度250°CH2 流速75mL/min,空气流速100mL/min 尾吹气N2, 30mL/min 进样方式不分流，0. 75分钟后开阀进样量luL(2)GC-MS 条件仪器Shimadzu GCMS-QP 2010 Plus 色谱柱DB-5 MS (30 mX0.25 mmX0.25iim)进样口温度280°C柱温10(TC (Imin) 8°C /min 300°C (IOmin)接口温度280°C 载气He, I mL/min 进样方式不分流进样量luL 电尚源EI源，250 C 溶剂切除时间5min 扫描方式选择离子模式(SIM)农药去除率计算按SN 0334-1995 (有机磷)、GB/T 5009. 19-2008 (有机氯)、SN/T 1117-2008(菊酯类)中规定的方法检测各样品的农药残留量，按以下公式计算去除率n。n --------各农药组分的降解率，单位为％mO--------未处理样品中各农药组分的含量。
ml--------生态仪处理后样品中各农药组分的含量。
由于将未处理样作为参照样，其各农药组分的含量值定为100，即m0=100，以未处理样校正处理样中各农药组分的含量得到ml，再根据以上公式计算出相应的降解率。
本发明的有益效果I、本发明技术创新，采用物理原理。发挥臭氧强氧化作用以及超声波的空化作用等，在短时间内去除果蔬上残留农药。
2、本发明的另一特点是使用方便。水箱为便携式，可以根据需要，控制面板可以选择使用臭氧发生器或超声波装置，使用方便。
3、该发明应用范围广。只要在有水、电的地方即可使用。它还可用于餐具消毒、室内空气杀菌清新。
图I生态仪总体结构俯视示意图。I、水箱，2、臭氧发生器，3、超声波清洗装置，4、 控制面板，5、不锈钢网状提篮，6、提手，7、凹槽，8、顶盖，9、窗口，10、紫外线光源。
图2ZC- II食品安全生态仪样机俯视图。
图3生态仪对蔬菜中不同种类农药的去除率。
图4超声功率对蔬菜中农药去除率的影响。
图5臭氧功率对去除率的影响。
图6PH对大米有机磷农药残留的影响。
图7处理时间对猪肉中有机磷农药的去除率。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例I (蔬菜类)生态仪对蔬菜残留农药的降解效果试验，包括以下步骤配置含有机磷、有机氯、菊酯类农药的标样，按照说明书样品处理方法对蔬菜进行处理五组样品，其中一组不经任何处理，用作对照，其它四组放入生态仪中，分别按I、蔬菜水果模式(15 min) 2、鱼肉模式(20 min) ;3、蔬菜水果模式X 2 (30 min) ;4、鱼肉模式X 3 (60 min)进行处理,其中超声功率为50 w,臭氧200 mg/h。不同的时间内生态仪对不同种类农药的去除率见图3所示，可以看出，有机氯农药和菊酯类农药降解率较低；对于有机磷农药而g，去除率较闻。
对蔬菜类的生态仪优化条件处理作用探讨了超声和臭氧功率的影响为了考察超声功率的影响，我们选择30、60、90、120W的超声功率来进行研究，其他条件为作用时间为5 min,臭氧为300 mg/h。超声的频率的影响是一个较复杂的过程。根据超声化学的基本理论，只有当输入到反应溶液中的功率大于空化阀时，才可能发生空化效应，农药的降解才能实现。一般情况下，当超声波频率和变幅杆直径一定时，随着输出电功率增加，农药的降解率明显提闻。但是过闻的功率有时反而不利于超声空化反应，在闻的超声功率作用下，空化气泡会在声波稀疏(膨胀)阶段长得过大，在随后的声波压缩阶段不能瞬间完全崩溃，致使系统利用超声能效率降低。同时超声功率过大，对于生态仪中超声装置的安放难度提高，采用超声装置，比较了 150w与120w下的超声功率对有机磷农药的降解率发现，在超声功率为150w时的降解率与120w时的降解率增加幅度较小，超声的噪音污染比较明显，因此，在考察超声功率的影响时，最大的功率选择在120w。20种有机磷的去除率如图4所示。
图4结果表明当超声功率为120W时，蔬菜中的有机磷的去除率最高。
臭氧的稳定性(半衰期)很容易受pH值、紫外光、臭氧浓度和水质等诸多因素的影响，本研究在常温下进行研究。为了考察臭氧功率的影响，采用动态清洗法，在将蔬菜、水果浸泡期间，不断通人一定浓度的臭氧水，以保证水中臭氧浓度不变。我们选择200、300、 400 mg/h臭氧水功率来进行研究，作用时间为5 min，超声功率为120 W，20种有机磷的去除率如图5所示。
图5结果表明不同臭氧浓度水溶液的清洗效果表明，随着水中臭氧浓度的增加， 有机磷农药的降解率都有所增加。由于规定臭氧的最大发生功率为400 mg/h，因此，没有考虑增大臭氧发生器的功率。
实施例2 (大米)生态仪对大米残留农药的降解效果试验，包括以下步骤大米的处理步骤和蔬菜的处理步骤一致，样品分成五份，一份不作处理，用作对照， 其余四份用生态仪处理，生态仪的水中分别加入无水碳酸钠0. Og (pH=7. 24),0.2 g (pH=8. 13),0. 5 g (pH=9. 27),5.0 g (pH=10. 32)。处理 10 min 后用自来水冲洗，滤干，粉碎，分析农药含量，计算去除率。结果见图6。
结果表明在选定的pH范围内，pH对农药的去除率影响不明显。
实施例3 (肉类)生态仪对肉类残留农药的降解效果试验，包括以下步骤肉的处理步骤和蔬菜的处理步骤一致，肉样分成5组，其中一组不经任何处理，其它4 组用生态仪分别处理5，10，15和20 min后，用自来水冲洗，滤干，制成匀浆，分析农药含量， 计算去除率。结果见图7。
从图7中可知，当处理时间从5min增加到20 min时,大多数有机磷的去除率是随着时间的增加而增大。
权利要求
1.一种食品安全生态仪，其特征在于所述生态仪由水箱(1)，臭氧发生器(2)，超声波清洗装置(3)，控制面板(4)，不锈钢网状提篮(5)，提手(6)，凹槽(7)，顶盖(8)，窗口(9)， 和紫外线光源(10)构成；臭氧发生器(2 )连通于水箱(I)在水箱(I)底部，水箱(I)的侧壁设有超声波清洗装置(3),在水箱(I)侧壁设有紫外线光源(10);在水箱(I)内嵌不锈钢网状提篮(5)，供摆放食物，方便清洗、杀菌、消毒和从水箱(I) 内取出食物；所述不锈钢网状提篮(5)设有外凸提手(6)，而在所述水箱(I)两边侧壁设有凹槽(7)，供提手(6)嵌置于凹槽(7)内，通过提手(6)便于取出提篮(5)，而提手(6)嵌置于凹槽(7)内，避免影响顶盖(8)对水箱(I)的封闭；在水箱(I)顶部设有顶盖(8)，该顶盖(8)枢轴连接于水箱(I) 一侧的侧壁；在所述顶盖(8)上还设有窗口(9)，打开窗口(9)水箱(I)内产生的臭氧通过窗口(9)进入周围空气， 对周围环境进行消毒；窗口(9)为滑动窗，该滑动窗嵌置于顶盖(8)上部的滑槽内，或为翻盖式窗口及便于封闭顶盖(8)的其他形式的窗口 ；在控制面板(4)上设置了开/关、进/出、取水、排水按钮，开/关按钮控制该生态仪的电源，进/出按钮控制样品放进或取出时的锁定作用；还设置了不同样品的选项按钮蔬菜水果、肉禽蛋、水产品、谷物、干果熟食、液体食物、餐具消毒、干处理的选项按钮，能够方便日常生活中对不同品种的食物进行选择操作。
2.权利书要求I所述的食品安全生态仪的应用，其特征在于降解蔬菜水果、大米及肉类残留农药(1)超声功率的选择额定功率选择在120w ；(2)臭氧发生功率的选择臭氧发生器的额定功率选择在400mg/h。
3.权利书要求I所述的食品安全生态仪的应用，其特征在于用于降解蔬菜水果、大米及肉类残留农药，PH条件均不受限制。
4.权利书要求I所述的食品安全生态仪的应用，其特征在于用于降解蔬菜水果的残留农药，选择处理时间为20 min。
5.权利书要求I所述的食品安全生态仪的应用，其特征在于用于降解肉类的残留农药，选择处理时间为20 min。
6.权利书要求I所述的食品安全生态仪的应用，其特征在于用于降解大米的残留农药，选择处理时间为5 min。
全文摘要
一种食品安全生态仪，属于食品安全技术领域。本发明研制出食品安全生态仪样机，结合臭氧、超声、紫外功能，优化超声强度以及臭氧释放量，达到对蔬菜、水果等食品中有机磷农药残留的有效降解，降解率在75%以上，其中敌敌畏降解率达到90%以上。本发明采用物理原理，发挥臭氧强氧化作用以及超声波的空化作用等，在短时间内去除果蔬上残留农药；另一特点是使用方便，水箱为便携式，可以根据需要，控制面板可以选择使用臭氧发生器或超声波装置，使用方便；该发明应用范围广，只要在有水、电的地方即可使用，它还可用于餐具消毒、室内空气杀菌清新。
文档编号A23L1/015GK102524609SQ20121001518
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者吴晓玲, 王利兵, 胥传来 申请人:吴晓玲, 王利兵, 胥传来