華南理工大學孫大文院士課題組：用于水果在無冷鏈運輸保鮮的被動式制冷水凝膠

　　近期，華南理工大學食品科學與工程學院現(xiàn)代食品工程研究中心孫大文院士團隊在國際期刊《ACS AppliedMaterials & Interfaces》(IF:10.383）發(fā)表了題為“Combined EffectsofRadiativeandEvaporative Cooling on Fruit Preservationunder Solar Radiation: Sunburn Resistance andTemperature Stabilization”的研究性論文（DOI:10.1021/acsami.2c11349），首次提出了一種無能耗的、用于無冷鏈運輸水果保鮮應(yīng)用的輻射/蒸發(fā)制冷水凝膠技術(shù)。

　　在欠發(fā)達國家和地區(qū)，由于冷鏈設(shè)施的不足和電力的缺乏,采后水果在運輸、零售和貯藏中往往會受到強烈的太陽輻射和高溫的影響，往往會造成大量的損失和浪費。過量的太陽輻射和極端的高溫會引起水果細胞的光氧化損傷和熱應(yīng)激,從而導致水果品質(zhì)下降。通常,當水果組織接收過多的太陽輻射時,會產(chǎn)生活性氧,導致果實出現(xiàn)曬傷癥狀。由于花青素、葉綠素和類胡蘿卜素等色素的降解,果實表面呈現(xiàn)出一些白色斑點或深棕色區(qū)域。除太陽輻射外,果實表面溫度是影響曬傷程度的另一個關(guān)鍵因素:在高溫環(huán)境下,果實更容易被曬傷。此外,高溫會促進果實呼吸代謝,不利于果實的貯藏。因此,開發(fā)一種無需能耗的、防曬傷的和穩(wěn)定溫度的制冷技術(shù)尤為重要。

　　在該研究中,研究人員制備了一種同時具有日間輻射制冷和蒸發(fā)制冷功能的水凝膠,結(jié)合該水凝膠構(gòu)建了具有防太陽輻射和被動式制冷功能的食品保鮮盒。以庫爾勒梨為研究對象，將其儲存在保鮮盒中,再放置太陽光下直射2小時，探究庫爾勒梨經(jīng)過不同處理后的品質(zhì)變化。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過輻射/蒸發(fā)制冷水凝膠處理的庫爾勒梨無曬傷發(fā)生,且溫度穩(wěn)定在初始溫度。根據(jù)色澤、可溶性固形物、相對電導率、呼吸速率等指標,經(jīng)過聚類分析證明了輻射/蒸發(fā)制冷水凝膠處理的庫爾勒梨與新鮮庫爾勒梨的品質(zhì)無顯著差異,展現(xiàn)了輻射/蒸發(fā)制冷水凝膠在水果無冷鏈運輸?shù)膽?yīng)用潛力?？傊?，本研究所構(gòu)建的輻射/蒸發(fā)制冷水凝膠促進了食品、能源、材料等領(lǐng)域的相關(guān)研究與應(yīng)用。

圖1. (a) 輻射/蒸發(fā)制冷水凝膠的制備過程，(b) 空白水凝膠和輻射/蒸發(fā)制冷水凝膠的外觀圖，及其對應(yīng)的 (c)SEM圖像和(d)FTIR光譜

圖2. (a) 庫爾勒梨 (P. sinkiangensis) 的品質(zhì)指標概要圖，(b) 庫爾勒梨經(jīng)過2小時太陽直射后經(jīng)過不同處理的形態(tài)變化，及其對應(yīng)的 (c) 溫度變化和 (d) 結(jié)合聚類分析的熱圖