近期，華南理工大學食品科學與工程學院現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用的輻射/蒸發制冷水凝膠技術。
在欠發達國家和地區，由于冷鏈設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激,從而導致水果品質下降。通常,當水果組織接收過多的太陽輻射時,會產生活性氧,導致果實出現曬傷癥狀。由于花青素、葉綠素和類胡蘿卜素等色素的降解,果實表面呈現出一些白色斑點或深棕色區域。除太陽輻射外,果實表面溫度是影響曬傷程度的另一個關鍵因素:在高溫環境下,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,開發一種無需能耗的、防曬傷的和穩定溫度的制冷技術尤為重要。
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制冷功能的水凝膠,結合該水凝膠構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，探究庫爾勒梨經過不同處理后的品質變化。研究結果發現經過輻射/蒸發制冷水凝膠處理的庫爾勒梨無曬傷發生,且溫度穩定在初始溫度。根據色澤、可溶性固形物、相對電導率、呼吸速率等指標,經過聚類分析證明了輻射/蒸發制冷水凝膠處理的庫爾勒梨與新鮮庫爾勒梨的品質無顯著差異,展現了輻射/蒸發制冷水凝膠在水果無冷鏈運輸的應用潛力。總之，本研究所構建的輻射/蒸發制冷水凝膠促進了食品、能源、材料等領域的相關研究與應用。
圖1. (a) 輻射/蒸發制冷水凝膠的制備過程，(b) 空白水凝膠和輻射/蒸發制冷水凝膠的外觀圖，及其對應的 (c)SEM圖像和(d)FTIR光譜
圖2. (a) 庫爾勒梨 (P. sinkiangensis) 的品質指標概要圖，(b) 庫爾勒梨經過2小時太陽直射后經過不同處理的形態變化，及其對應的 (c) 溫度變化和 (d) 結合聚類分析的熱圖
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