農場上的新鮮蔬菜在摘下來后會先浸在水中冷卻，然后被運到菜場銷售。但你有沒有想過，來自水中的細菌可能會給健康帶來新的威脅？本文所展示的研究顯示了細菌是如何在水冷處理中滲入食物的，以及如何避免攝入這些細菌。

新鮮農產品的水冷處理

農場上的新鮮西紅柿還保留著來自太陽的溫度，但稍后它們就會在水中冷卻，然后被運到您當?shù)氐碾s貨店銷售。你有沒有想過，用來冷處理的水中其實帶著細菌呢？

西紅柿圖片由 A. Warning 及 A.K. Datta 制作，截取自其 COMSOL 用戶年會 2014 波士頓站的海報展示。標注按順時針方向依次為：Placenta：胎盤；Stem scar：莖痕；Core：核；Seeds：種子；Radial pericarp：放射狀果皮；Outer pericarp：外果皮；Vascular bundles：維管束；Locule：子房室；Cuticle：表皮。

預冷卻過程

水冷是一種預冷卻形式，常常用于農場的收獲地點。預冷卻設計可延長農產品的保鮮期；如果沒能在收獲之后立即冷卻，農產品就會老化，并將開始降解。具體來說，水冷工藝是指將新鮮采摘并被太陽曬熱的農產品批量投入冷水容器。冷卻水隨后會對水果或蔬菜進行降溫。冷卻時間取決于農產品的大小，從幾分鐘到一小時不等。

但事實證明，這一用來改進農產品質量的方法其實可能引入新的細菌。

污染水帶來健康威脅

來自康奈爾大學的 Alexander Warning 與 Ashim K. Datta 共同完成了課題：水冷中新鮮農產品的安全。Warning 解釋說，水冷工藝中使用的水可能已經被污染。例如，農民可能先接觸了含有肥料的土壤，然后采摘西紅柿，并將摘下來的和其他西紅柿一起投入冷卻水中。這也就變成了細菌的大浴缸。

根據(jù) Warning 的說法，當你把溫暖的農產品投入冷水中時，其內部的水蒸氣會冷凝形成負的壓差。接下來，會形成真空，并可能從開口處吸水進入。

西紅柿的保護性果皮呢？西紅柿生長在植株上時，它的外果皮可以將污染物阻擋在果實外，但從莖上摘下來后，就已經不再完全密封。

正進行水冷處理的西紅柿。圖片截取自 A. Warning 和 A.K. Datta 的海報展示。標注按順時針方向依次為：Warm produce：溫暖的農產品；Cold water：冷水；Infiltration through openings：從開口處滲入；Cooling from exterior：從外部冷卻；Water vapor condensing：水蒸氣冷凝；Creating a negative pressure differential：形成負壓力差；Cold water being driven by pressuregradient：冷水通過壓力梯度滲入。

水冷分析以保證您西紅柿的安全

Warning 和 Datta 決定創(chuàng)建一個工程模型，以測試利用受污染的水冷卻時，西紅柿將受到怎樣的影響。

首先，研究人員使用磁共振成像 (MRI) 掃描了西紅柿塊。他們利用這些圖像為其多孔介質模型開發(fā)了一個對稱幾何。之后，他們運行仿真分析了不同時間和水溫下西紅柿中水的滲透。

研究人員使用 MRI 掃描了西紅柿切塊，以創(chuàng)建幾何。圖片由 A. Warning 和 A.K. Datta 制作，截取自其海報。標注從上到下依次為：A) 西紅柿；B) 西紅柿 T2 圖；C) 分離的薄片；D) 多個分離薄片能組成一個完整的西紅柿；E)  演示的子房室組織的整個幾何結構被分成 18000 個面；F) 經過平滑處理和減少面數(shù)的子房室組織；G) 最終幾何結構的切片圖，其中不同的演示代表不同的區(qū)域；H) 完整的 COMSOL 幾何模型；I) 仿真中用到的西紅柿部分。

西紅柿的初始溫度為 35°C，然后置于 5°C 的水中。15 分鐘后，西紅柿的外層經歷了大幅降溫，但內部中心處的溫度仍相對較高（稱作核和胎座）。30 分鐘后，西紅柿胎座內及周圍的溫度為約 15°C，與靠近果皮（果皮和維管束）處的水溫相同。

類似的，西紅柿在水里浸泡的時間越長，越多的水會從莖痕上滲入，細菌的濃度也會變得越高。

三個不同時間點上的西紅柿表面圖。 A) 番茄塊上隨空間變化的溫度。B) 孔隙水的飽和度。C) 表壓。D) 細菌濃度。圖片由 A. Warning 及 A.K. Datta 制作，截取自其海報。

更加安全地農產品處理

為了對抗污染問題，水冷用水首先應達到飲用質量。如果這些水不能喝，就不應該用于浸泡我們的農產品。另一項建議措施是向水中加入某些消毒劑，以防止微生物的傳播。Warning 提到了氯這種常見的消毒劑。

使用氯時，控制冷卻水 pH 值及濁度水平非常重要。對于水中可以加入多少游離氯，目前存在一些不同的規(guī)定，這主要取決于農場是有機農場，還是普通農場。直觀上看，普通農場農產品中可用氯的水平要高于有機標準農產品。

雖然大部分人會因為不平整而切掉西紅柿莖痕，但我之前一直懶得這么做。不過，現(xiàn)在我不確定我買的西紅柿是如何進行預冷的，所以我不打算再冒險了…