研究人員研發出了一種不會融化也不會發霉的冰塊

加州大學戴維斯分校的研究人員開發了一種新的冷卻立方體，以減少交叉污染。 它不會融化，可堆肥且不含塑膠。 圖片來源：Gregory Urquiaga/加州大學戴維斯分校

 Jiahan Zou，加州大學戴維斯分校博士研究生，拿著一個果凍冰塊。 （格雷戈里·烏奎加/加州大學戴維斯分校）

根據美國加州大學戴維斯分校（University of California, Davis簡稱UC Davis ） 2021年11月30日提供的消息，該校的研究人員已經開發出一種新型的冷卻立方體，它可以徹底改變食物的冰箱 和新鮮的運輸方式，不需要依賴冰或傳統的冷卻袋（研究人員開發了不會融化或發霉的冰塊）。

這些無塑膠的「果凍冰塊（果凍冰塊）」不會融化，是可肥堆和抗菌的，並防止交叉污染。 加州大學戴維斯分校生物與農業工程系的孫剛（孫剛音譯）教授說：「當冰融化時，它是不可重複使用的。我們認為我們可以製造所謂的固態冰作為冷卻介質， 並且可以重複使用。”

這種立方體含有超過90%的冷卻水和其他成分，以維持和穩定結構。 它們摸起來像明膠甜點一樣柔軟（見圖1和圖2），並且會根據溫度顏色而改變。

可重複使用且柔韌的冰塊（可重複使用且靈活）

這些可重複使用的立方體可以被設計或切割成任何需要的形狀和大小，研究生鄒嘉涵（Jiahan Zou音譯）說，過去她（圖3）在兩年裡一直在從事這個計畫研究。

孫剛補充說：“你可以用它冷卻長達13個小時，然後將其收集，用水進行沖洗，將其放在冰箱里以冷凍備下次再使用。”

該設計和概念已於2021年7月份申請了專利。

研究人員希望最終利用回收的農業替代品或副產品作為冷卻材料。 加州大學戴維斯分校食品科學與技術系副教授王璐欣（Luxin Wang，音譯）說：“我們希望確保這是可持續的。”

魚市場的廢水，發霉的冰塊激發了靈感

研究人員開始研究這種冷卻劑立方體，因為王璐欣看到了魚加工廠使用的冰塊數量，以及融水可能在產品之間傳播或流入下水道造成交叉污染。 王璐欣說：“這些魚加工場所使用的冰塊數量，以及融水可能在產品之間傳播或流入下水道造成交叉污染。冰塊數量巨大，但我們需要控制（病原體）。”

孫剛也對學校午餐中使用的塑膠冰袋和經常在包裹中發現的模具表示遺憾。 早期的測試表明，這些立方體可以承受高達22磅的重量而不變形。 只需用水或漂白劑快速清洗，它們就可以重複使用十幾次，然後被丟進垃圾桶或院子裡的垃圾堆即可。

這種果凍冰塊是傳統冰塊的替代產品，可以減少水的消耗和對環境的影響。 它們還提供穩定的溫度，減少食品腐敗，可能是理想的膳食準備公司、貧困企業和需要保留剩餘物品的食品生產商的最佳選擇。

透過控制微生物污染，該應用有可能減少食品供應鏈中的水消耗和食物浪費。 這項研究在美國化學學會的期刊《 ACS可持續化學與工程》（ACS Sustainable Chemistry & Engineering ）網站上發表－鄒家漢，王魯新，孫剛。 可持續且可重複使用的明膠水凝膠「果凍冰塊」作為食品冷卻劑。 II：理想的凍融條件。 美國化學學會永續化學與工程，2021，9（46）：15365–15374。 DOI：10.1021/acssuschemeng.1c06309。 

在早期的一項研究中，基於 10% 明膠水凝膠的果凍冰塊 (JIC) 被證明是一種新型食品冷卻劑。 與使用 JIC 相關的實際挑戰之一是水凝膠中水相變期間溫度變化的結構不穩定性，這與凍融（FT）條件密切相關。 本文對 JIC 的各種冷凍和解凍速率進行了系統研究，以探索理想的製造和使用條件。 三種冷凍條件，-20 ℃（F 1）、-78.5 ℃（F 2）和-198 ℃（F 3），三種解凍速率，0.05 ℃ /min（T 1）、0.25 ℃ /min（T 2 ））和2.5 ℃ /min（T 3），反覆凍融循環（FT循環），觀察JIC的熔化潛熱、含水量、機械性能、冷卻效率和水凝膠內部結構的變化。 經過選定條件處理的 JIC 在含水量、結構均勻性、吸熱能力和生命週期方面表現出顯著改善的穩定性。 在指定的 FT 條件下，JIC 的冷卻效率在至少 10 次 FT 循環後保持穩定。 預計快速冷凍速率和慢速解凍速率都有助於在反覆凍融循環下形成均勻的聚合物網絡。