利用貝殼粉清洗果蔬的可行性研究報(bào)告

1、利用貝殼粉清洗果蔬的可行性研究上大附中 施婕 徐鳳嬌 徐征宇摘要：目的研究貝殼粉用于清洗果蔬的可行性。方法貝殼經(jīng)酸洗后，950c , 1 小時(shí)的高溫灼燒，研磨成粉末，并分析灼燒前后碳酸鈣的含量變化。 取一定量貝 殼粉清洗果蔬，測(cè)試不同的投加量、清洗時(shí)間、清洗方式等條件下果蔬清洗前后 的細(xì)菌總數(shù)、農(nóng)殘、果蠟等指標(biāo)變化。結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在一定量的菌液中參 加濃度為4.8g/L的貝殼粉溶液，0.5hr后，菌落總數(shù)明顯減少；多菌靈溶液中參 加3.0克/升的的貝殼粉，經(jīng)45min后可到達(dá)50%左右的去除率；打蠟橙子的表 皮經(jīng)貝殼粉搓洗后去除效果明顯。因此貝殼粉用于清洗果蔬具有可行性， 是一種 綠色無污染

2、物質(zhì)。關(guān)鍵詞：貝殼粉 果蔬 除菌 農(nóng)殘果蠟去除率通常人們?cè)谑秤猛牾r美的貝類、或加工貝類產(chǎn)品后，就將其貝殼丟棄。通常 貝殼的主要成分為含95%碳酸鈣和少量的殼質(zhì)素。分為三層，最外層為黑褐色 的角質(zhì)層薄而透明，有防止碳酸侵蝕的作用，由外套膜邊緣分泌的殼質(zhì)素構(gòu)成。中層為棱柱層即殼層，較厚，由外套膜邊緣分泌的棱柱狀的方解石構(gòu)成。外層和 中層可擴(kuò)大貝殼的面積，但不增加厚度。層為珍珠層即底層，由外套膜整個(gè)外表 分泌的葉片狀霰石疊成，具有美麗光澤，可隨身體增長(zhǎng)而加厚。裝飾品、家禽補(bǔ) 鈣劑等是大家所了解的貝殼用途。能不能將貝殼變廢為寶，多一些途徑呢？經(jīng)資 料查詢，有一些國(guó)外的研究者，已經(jīng)對(duì)其再利用做了一些探索

3、。 把貝殼作為鈣補(bǔ) 充劑的研究。把貽貝殼作為產(chǎn)蛋雞飼料的鈣源研究，據(jù)會(huì)玲等在水然材料貽貝殼的應(yīng)用研究尹一文中描述，我國(guó)在2013年度就有將近2萬噸的貽貝殼被加工 成飼料添加劑；也有研究者開展了把超微粉碎的貽貝殼粉作為人體所需鈣補(bǔ)充劑 的可行性研究。貽貝殼在改善土壤方面的研究。 有研究者將貽貝煨燒研磨后，用 于改善酸性土壤、增加土壤肥效、去除土壤中重金屬的研究。也有在水處理方面 的研究，如柏松在眼林廢棄物在重金屬?gòu)U水吸附處理中的研究進(jìn)展 中一文中表.word.zl-達(dá)了將貝殼粉用于污水中重金屬去除的研究， 此外還有污水中磷、染料等污染物 去除方面的研究。另外，貽貝殼應(yīng)用在建材領(lǐng)域、材料領(lǐng)域以及作

4、為生物柴油的 催化劑等方面的研究。通常的果蔬清洗劑是外表活性劑、堿、無機(jī)鹽等配制而成 的化學(xué)品。貝殼煨燒后的粉末作為一種無污染的綠色材料， 用于食品清洗方面的 研究鮮有報(bào)道，我們對(duì)此開展了研究。為了便于取材，本課題研究采用的原料為廢棄的蛤蝴貝殼。 貝殼經(jīng)高溫灼燒 后經(jīng)研磨成貝殼粉。其主要成分為氧化鈣、碳酸鈣。高溫煨燒過程中發(fā)生以下反 響：CaCQ 高溫 CaO + CO21 .貝殼粉的制備1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器鹽酸 地竭氣體摩爾體積測(cè)定儀電子天平馬弗爐SHF M6/10西格馬pH傳感器PH-BTA威尼爾數(shù)據(jù)采集器LABQ2（威尼爾）1.2 貝殼的處理及貝殼粉的制備為了減少雜質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，因此

5、對(duì)貝殼進(jìn)展一定的預(yù)處理是必要的。 貝殼 的主要成分為碳酸鈣，經(jīng)煨燒后因碳酸鈣的分解，其成分會(huì)有所變化，需進(jìn)展煨 燒前后碳酸鈣含量的測(cè)定，以確定煨燒后的氧化鈣與碳酸鈣的大致比例。1.2.1 貝殼的預(yù)處理將采集來的蛤蝴貝殼清洗干凈后用 0.2mol/l的鹽酸浸泡0.5小時(shí)，除去附著 在其外表的雜質(zhì)，用水反復(fù)沖洗至中性，晾干，敲碎待用。圖一灼燒前后貝殼1.2.2 貝殼粉的制備將上述貝殼樣本分裝于培竭中,經(jīng)馬弗爐950C,煨燒1小時(shí)。煨燒后冷卻的貝殼用瓷.word.zl-研缽研碎，經(jīng)過60目過篩，將貝殼粉裝于密封袋中備用1.3 貝殼粉中碳酸鈣的含量測(cè)定1.3.1 原理將上述粉碎后的樣本，取少量溶于一定

6、量蒸儲(chǔ)水中，形成飽和溶液。測(cè)定其pH值為12,說明其含中含有氧化鈣。再取少量，滴加稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)有大量的氣泡產(chǎn)生，說明經(jīng)950c , 1小時(shí)灼燒后的蛤蝴貝殼還含有大量的未分解的碳酸鈣。這與查閱的文獻(xiàn)冏有一定的差異，可能是因?yàn)椴捎玫呢悮しN類不一樣而導(dǎo)致的。因貝殼的主要成分為碳酸鈣，含量高達(dá) 95%10將利用高中的化學(xué)定量測(cè)定儀器-氣體摩爾體積測(cè)定裝置。裝置發(fā)生如下反響CaCC3+2HCl=CaCl2+CO2+H 2O通過測(cè)定二氧化碳的含量來推算碳酸鈣的含量,進(jìn)而確定煨燒后的氧化鈣與碳酸鈣的大致比例1.3.2方法圖二摩爾氣體裝置測(cè)定碳酸鈣在裝置的儲(chǔ)液瓶中參加飽和碳酸氫鈉。氣體發(fā)生 器中參加1g貝殼粉

7、。用注射器吸取2mol/L的鹽酸 10ml,緩緩注入氣體發(fā)生裝置加料口，讀取量液瓶 的液體體積。再次在氣體發(fā)生器裝置加料口抽氣， 使儲(chǔ)液瓶導(dǎo)管外液面在同一高度。1.3.3 數(shù)據(jù)記錄表一貝殼燃燒前碳酸鈣含量測(cè)定樣本重重：g碳酸氫鈉體積（ml）鹽酸體積（ml）抽氣體積（ml）0.8071531260.508107156.50.44085156.25碳酸鈣含量：81.8%.word.zl-表二貝殼燃燒后碳酸鈣含量測(cè)定樣本重量：g碳酸氫鈉體積(ml)鹽酸體積(ml)抽氣體積(ml)0.807811550.845861550.88795105.5碳酸鈣含量：41.3%1.3.4 計(jì)算與結(jié)果計(jì)算公式為：m

8、 (CaCO3)=(V碳酸氫鈉溶液-V HCl+V注射器)*100/22.4經(jīng)上述實(shí)驗(yàn)，經(jīng)三個(gè)平行樣本的測(cè)定，碳酸鈣含量在煨燒前后分別為 81.8% 41.3%左右。說明經(jīng)煨燒后的貝殼粉有大約 50%的碳酸鈣分解為氧化鈣，即碳酸 鈣與氧化鈣約為1: 1。2 .貝殼粉除菌能力的實(shí)驗(yàn)果蔬經(jīng)生長(zhǎng)、人工采摘、包裝、運(yùn)輸、采購(gòu)等多道程序進(jìn)入千家萬戶，外表 上沾染大量細(xì)菌。通常，人們清洗果蔬的方式是將果蔬在自來水中沖洗或浸泡片 刻后食用或烹飪加工，這可以在很大程度上除去細(xì)菌，但是在果蔬的不平整外表 或者其他較難清洗到的地方會(huì)藏匿著大量的細(xì)菌，不一定會(huì)被徹底去除。假設(shè)是果蔬生食的話，對(duì)去除細(xì)菌的要求就相對(duì)更

9、高。常用的清洗劑通常是一些含有外 表活性劑的化學(xué)物質(zhì)，一旦未沖洗干凈的話，反而易造成二次污染，影響安康。用能殺滅細(xì)菌的、純天然的清洗劑無疑是理想的選擇。本次實(shí)驗(yàn)因條件所限，不進(jìn)展菌種的鑒別，進(jìn)展的是細(xì)菌總數(shù)的測(cè)定。測(cè)定 前的滅菌工作必須做得充分。2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器LB培養(yǎng)基、 9cm直徑培養(yǎng)基、量筒、錐形瓶、試管、棉花、紗布、牛皮紙、剪刀、棉線、消毒液、移液管、酒精燈、棉簽、一次性醫(yī)用手套、口罩、天平、.word.zl-高壓蒸汽鍋、恒溫培養(yǎng)箱、烘箱、超凈臺(tái)等。2.2 滅菌工作1實(shí)驗(yàn)前無菌室紫外燈、超凈臺(tái)翻開半小時(shí)2稱取40gLB培養(yǎng)基溶于1000ml蒸儲(chǔ)水中，分裝于錐形瓶中。3無菌水、培養(yǎng)

10、基、試管、棉簽，在高壓蒸汽滅菌鍋中121c維持20分鐘滅菌。培養(yǎng)皿、試管等妥善包扎后置于烘箱 160c維持2小時(shí)滅菌。4在超凈臺(tái)上澆制培養(yǎng)基于培養(yǎng)皿中，備用。2.3 實(shí)驗(yàn)過程2.3.1 方法與過程1果蔬清洗水菌落數(shù)確實(shí)定。為了以便于計(jì)量、符合一定量的貝殼粉溶液的殺菌能力，因此有必要使所取用的清洗水的菌落數(shù)在一個(gè)適宜的圍。取清洗后的污水10ml于滅菌試管中。然后以1: 10、1: 10R 1: 1000三個(gè)濃度梯度進(jìn)圖三接種后的培養(yǎng)皿展稀釋。分別取樣0.1ml涂布于平板上，每個(gè)樣有2個(gè)平行樣本。完成后置于37c 培養(yǎng)箱，培養(yǎng)24小時(shí)候觀察結(jié)果。盛有不同濃度梯 度污水試管置于冰箱中備用。經(jīng)培養(yǎng)后，

11、觀察1:100 的樣本中有菌落數(shù)在16左右。因此取用1: 100的污 水作為待處理的污染水。即細(xì)菌總數(shù)在 160個(gè)/ml。2取上述待處理污水1毫升于取樣管中，標(biāo)為0#。取0.010g貝殼粉于1#滅菌取樣管中，注入1ml滅菌去離子水，混勻。再取上述溶于 0.5ml于2#滅菌取樣管中，稀釋至1毫升。如此，稀釋至第6#。即濃度梯度分別為1、1:2、1:4:、1:8、1: 16、1:32。將上述1#6#取樣管蓋塞上，振蕩混勻。再分別注入0.5毫升污染水，再次振蕩。使貝殼粉與溶液作用充分。取樣 0.1毫升，涂布于滅菌培養(yǎng)基上，每個(gè)做兩個(gè)平行樣板。30分鐘后再次取樣。并取0#待處理污水做比對(duì)。完成后置于

12、37c培養(yǎng) 箱，培養(yǎng)24小時(shí)候觀察結(jié)果。.word.zl-2.3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)菌落總數(shù)（個(gè)/ml）貝殼粉濃度g/L5分鐘后30分鐘后01481421.2109602.444124.82109.6521019.210024表二 不同濃度貝殼粉除菌實(shí)驗(yàn)2.3.3結(jié)果與分析經(jīng)上述細(xì)菌總數(shù)測(cè)定可知當(dāng)貝殼粉的濃度為 4.8g/L的時(shí)候，具有較好的抑 菌效果。此時(shí)的溶液的pH值在12左右。pH值對(duì)微生物的生命活動(dòng)有很大的影 響，蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子所帶電荷發(fā)生變化，從而影響其生物活性、細(xì)胞 膜電荷發(fā)生變化，導(dǎo)致微生物細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能力改變。 每種微生物都有其適 宜生長(zhǎng)的pH值圍，大局部種類在pH=5

13、9。當(dāng)pH值偏離這個(gè)圍時(shí)，其生命活 動(dòng)就會(huì)受阻，當(dāng)pH值過小或者過大時(shí)，微生物就會(huì)死亡 咒 當(dāng)清洗果蔬的溶液 pH值大于10時(shí)，細(xì)菌等微生物就會(huì)死亡，到達(dá)消毒殺菌的效果。3 .貝殼粉去農(nóng)殘實(shí)驗(yàn)隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)食品平安越來越關(guān)注，果蔬上的農(nóng)藥殘留 也成為人們關(guān)注的食品平安問題之一。農(nóng)藥殘留是指農(nóng)藥使用后一段時(shí)期沒有被 分解而殘留于蔬菜、水果、農(nóng)作物等的一些農(nóng)藥原液、有毒代謝物、降解物等。對(duì)人體危害極大。果蔬的生長(zhǎng)免不了遭受病蟲害的危害， 所以絕大局部的果蔬到 成熟上市需要經(jīng)受屢次農(nóng)藥的洗禮，采摘下來的果蔬難免會(huì)有農(nóng)藥殘留，如何徹.word.zl- 底清洗干凈是關(guān)鍵。農(nóng)藥的種類繁多，

14、根據(jù)用途可分為殺蟲劑、殺蛾劑、殺菌劑、除草劑等。而 多菌靈作為一種光譜、高效、低毒的苯并咪唾類殺菌藥，用途較為廣泛。常用于 蔬菜、果樹等多種農(nóng)作物生長(zhǎng)期的播灑藥物。因多菌靈具有作用、代謝時(shí)間長(zhǎng)的特性，易造成農(nóng)藥殘留。長(zhǎng)期使用殘留有多菌靈的果蔬，對(duì)人體安康具有一定的 毒害性。因此徹底清洗果蔬上殘留的多菌靈，對(duì)食品平安是一種保障。農(nóng)藥殘留有多項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)，多采用氣相色譜 -質(zhì)譜、液相色譜法等方法。因 受學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件所限，經(jīng)文獻(xiàn)查閱4,采用分光光度法度法進(jìn)展多菌靈的檢測(cè)。 3.1實(shí)驗(yàn)試劑及儀器鹽酸1+11、多菌靈標(biāo)準(zhǔn)液、甲醇、二氯甲烷、氨水分光光度計(jì)uv-3100pc美普達(dá)3.2方法與過程本實(shí)驗(yàn)的前

15、處理的依據(jù)是基于多菌靈的溶解特性，即它在酸性條件下不溶于 有機(jī)溶劑，在中性條件下不溶于水的性質(zhì)特點(diǎn)。3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制將多菌靈殺菌劑0.100g溶于50ml鹽酸1+11中，定容至100毫升的容量瓶 中。此時(shí)的濃度為1mg mL-1。分別取溶液0、0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL于100 mL容量瓶中，用鹽酸 1+11定容至 100毫升,濃度為 2 閨- mL-1、4因 mL-1、6囚 mL-1、8閨- mL-1。分別取溶液10mL于盛有20ml的鹽酸1+11分液漏斗中，各用10ml二氯 甲烷洗滌，2次。棄去二氯甲烷。用氨水1+7中和至pH6.5左右。用二氯甲烷提取兩次，每

16、次 20ml,合并二氯甲烷提取液，用10ml水洗滌二氯 甲烷提取液，靜止分層。將上述靜止分層后的二氯甲烷層分入另一干的分液漏斗中，準(zhǔn)確參加10ml鹽酸1+11，振蕩5分鐘，靜置分層。.word.zl-根據(jù)文獻(xiàn)資料，多菌靈在稀鹽酸中于 282nm處有吸收峰，在278nm處有吸收 谷，在290nm處以上根本處于平衡，并且符合郎伯-比爾定律，因此以A=A 282nm-(A278nm+A 290nm)/2為校正值，和濃度作圖可以測(cè)定多菌靈農(nóng)藥殘留。分別 在分光光度計(jì)278nm> 282nm> 290nmi分別比色，記下吸光度A278nm、A282nm、A290nm, 用上述中的鹽酸提取液比

17、色。用鹽酸1+11為空白參比液。記錄計(jì)算吸光度 Ao作出標(biāo)準(zhǔn)曲線。窟淤窯01002468多菌靈濃度陽(yáng),mL1表四 多菌靈標(biāo)準(zhǔn)工作曲線3.2.2 貝殼粉去果蔬農(nóng)殘模擬實(shí)驗(yàn)市場(chǎng)采購(gòu)的果蔬或無，或有極微量的農(nóng)殘，且農(nóng)殘的具體物質(zhì)不確定。難以 符合本實(shí)驗(yàn)的要求和效果，因此，本實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)化為直接在含有一定量的多菌靈的溶 液中投加貝殼粉。分別取6個(gè)燒杯，每個(gè)燒杯中參加濃度為10因 mL-1的多菌靈200毫升。在上述六個(gè)樣本中分別參加貝殼粉0、0.2g 0.4g 0.6g 1.0g,即濃度分別為0g/L、1g/L、2g/L、3g/L、5g/L 攪拌。分別在浸泡5min、15min、40min取樣。.word.z

18、l-因溶有貝殼粉的溶液濁度增加，因此取樣后離心機(jī)離心。取上述離心后的上清液10ml樣品于盛有20ml鹽酸1+11的分液漏斗中，各用10ml二氯甲烷洗滌，2次。棄去二氯甲烷。用氨水1+7中和至pH6.5左右。用二氯甲烷提取兩次，每次 20ml,合并二氯甲烷提取液，用10ml水洗滌二氯 甲烷提取液，靜止分層。將上述靜止分層后的二氯甲烷層分入另一干的分液漏斗中，準(zhǔn)確參加10ml鹽酸1+11，振蕩5分鐘，靜置分層。分別在分光光度計(jì)278nm 282nm、290nm處分別比色，記下吸光度 A278nm、 A282nm、A290nm,用上述中的鹽酸提取液比色。用鹽酸1+11為空白參比液。 記錄計(jì)算吸光度A

19、o作出標(biāo)準(zhǔn)曲線。3.2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄一多菌靈投加量克表五：多國(guó)靈的去除率國(guó)健林IH庭3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，多菌靈隨著貝殼粉的投加量、浸 泡時(shí)間的增加，均有不同程度的降解。多菌靈的化學(xué)H AOCH?I Anh名稱為N-2 苯駢咪唾基一氨基甲酸甲酯，是N-2 苯駢咪建基一氨基甲酸甲酯一種酯類物質(zhì)。酯類物質(zhì)在堿性溶液中易水解。因此，多菌靈在氫氧化鈣的堿性.word.zl-溶液環(huán)境下緩慢水解，隨pH升高水解速度加快，從而失去活性，殺菌效果減少甚至消失。因此在多菌靈的使用方法上也有注明不要與堿性物質(zhì)混合使用的提示。4 .貝殼粉去果蠟實(shí)驗(yàn)果蠟是指在水果外表形成的一層保護(hù)膜，可以保護(hù)水果外皮

20、，增加光澤度， 防止水分蒸發(fā)，以保持新鮮度。水果本身分泌的糖醇類物質(zhì)，屬于生物合成的大 然物質(zhì)，這種果蠟對(duì)人體完全無害。大局部水果自身分泌果蠟缺乏以保鮮， 所以 采用人工方法即在水果外表涂抹食用性人工添加劑，這是一種被認(rèn)可的保鮮方 法，有成熟的工藝和方法。有些不良商家為降低本錢，以工業(yè)蠟替代食用性蠟， 這種蠟對(duì)人體相當(dāng)有害，必須徹底去除才能平安食用。4.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器橙子假設(shè)干、貝殼粉、燒杯、放大鏡圖四去果蠟實(shí)驗(yàn)4.2 方法與過程的因?qū)嶒?yàn)條件所限，難以采用定量實(shí)驗(yàn) 進(jìn)展測(cè)定，本實(shí)驗(yàn)用定性實(shí)驗(yàn)法鑒定。從 市場(chǎng)上采購(gòu)明顯打上果蠟的水果假設(shè)干。 分別用浸泡、搓洗兩種方式，添加不同的 劑量加以實(shí)驗(yàn)，查看效果。浸泡和搓洗使用 貝殼粉劑量一樣，浸泡時(shí)各劑量均溶于 250ml水中 4.3數(shù)據(jù)記錄清洗方式貝殼粉使用劑量（g）00.5123.55浸泡15分鐘均不明顯浸泡40分鐘均不明顯去除局部去除局部搓洗均較為明顯表六：貝殼粉去果蠟.word.zl-4.4 結(jié)果與分析由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可