华南理工大学孙大文院士课题组：用于水果在无冷链运输保鲜的被动式制冷水凝胶

　　近期，华南理工大学食品科学与工程学院现代食品工程研究中心孙大文院士团队在国际期刊《ACS AppliedMaterials & Interfaces》(IF:10.383）发表了题为“Combined EffectsofRadiativeandEvaporative Cooling on Fruit Preservationunder Solar Radiation: Sunburn Resistance andTemperature Stabilization”的研究性论文（DOI:10.1021/acsami.2c11349），首次提出了一种无能耗的、用于无冷链运输水果保鲜应用的辐射/蒸发制冷水凝胶技术。

　　在欠发达国家和地区，由于冷链设施的不足和电力的缺乏,采后水果在运输、零售和贮藏中往往会受到强烈的太阳辐射和高温的影响，往往会造成大量的损失和浪费。过量的太阳辐射和极端的高温会引起水果细胞的光氧化损伤和热应激,从而导致水果品质下降。通常,当水果组织接收过多的太阳辐射时,会产生活性氧,导致果实出现晒伤症状。由于花青素、叶绿素和类胡萝卜素等色素的降解,果实表面呈现出一些白色斑点或深棕色区域。除太阳辐射外,果实表面温度是影响晒伤程度的另一个关键因素:在高温环境下,果实更容易被晒伤。此外,高温会促进果实呼吸代谢,不利于果实的贮藏。因此,开发一种无需能耗的、防晒伤的和稳定温度的制冷技术尤为重要。

　　在该研究中,研究人员制备了一种同时具有日间辐射制冷和蒸发制冷功能的水凝胶,结合该水凝胶构建了具有防太阳辐射和被动式制冷功能的食品保鲜盒。以库尔勒梨为研究对象，将其储存在保鲜盒中,再放置太阳光下直射2小时，探究库尔勒梨经过不同处理后的品质变化。研究结果发现经过辐射/蒸发制冷水凝胶处理的库尔勒梨无晒伤发生,且温度稳定在初始温度。根据色泽、可溶性固形物、相对电导率、呼吸速率等指标,经过聚类分析证明了辐射/蒸发制冷水凝胶处理的库尔勒梨与新鲜库尔勒梨的品质无显著差异,展现了辐射/蒸发制冷水凝胶在水果无冷链运输的应用潜力。总之，本研究所构建的辐射/蒸发制冷水凝胶促进了食品、能源、材料等领域的相关研究与应用。

图1. (a) 辐射/蒸发制冷水凝胶的制备过程，(b) 空白水凝胶和辐射/蒸发制冷水凝胶的外观图，及其对应的 (c)SEM图像和(d)FTIR光谱

图2. (a) 库尔勒梨 (P. sinkiangensis) 的品质指标概要图，(b) 库尔勒梨经过2小时太阳直射后经过不同处理的形态变化，及其对应的 (c) 温度变化和 (d) 结合聚类分析的热图