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可食用水球

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可食用水球是指由藻類植物的凝膠製成的類似球體的水容器。[1]這種可再生包裝是由Skipping Rocks Lab創建的,目的是為代替一次性塑料瓶而提供更加「環境友善」的替代品。[2]該容器的創建者將其命名為「Ooho」,製作方法就是在由藻類氯化鈣製成的膜中封入少量水。製造過程包含在共享創意許可協議中,因此任何人都可以免費使用該配方。 [3]

傳統水容器

在美國,每年都有五百億個一次性塑料瓶被生產,它們大多由聚對苯二甲酸乙二酯 (PET) 製成,並且大多數被直接丟棄。[4]根據美國PET容器資源協會的數據,自2013年以來,PET的回收率一直穩定在31%。[5]剩下的未回收PET塑料瓶散佈在垃圾填埋場,路邊、海灘或河流和海洋中,總質量達到4,000,000,000英磅(1.8×109公斤)。而因為PET用作包裝材料的特性(穩定性和耐用性)還使其在使用壽命結束後仍能很長時間無法分解。

雖然PET等聚酯可以通過水解達到降解:此時PET分子中的酯鍵會被水分子切斷(反應在酸性或鹼性條件下進行的方式有所不同,但都在200-300°C的溫度下效果最佳),但在自然環境條件下,該過程緩慢到無法察覺的程度。 [6]

PET塑料被認為是不可降解塑料,用這種材料做出的塑料瓶分解可能需要長達450年的時間。[7] 因此,市場上相應的出現了使用其他製作材料的水容器。

替代容器

Ooho」是一種凝膠狀的雙膜球,可以通過將冰滴入鈣鹽或海藻酸的溶液中製成。該過程稱為Spherification英語Spherification,是聯合利華工程師威廉·佩沙特在1940年代獲得專利的技術。最近,西班牙廚師費蘭·阿德里亞英語Ferran Adrià將這種方法引入現代主義烹飪中。該過程產生了可食用的,可生物降解的膠囊。

海藻酸鈣凝膠

海藻酸 (NaAlg)

海藻酸鹽是一種褐精液藻的天然產物,已廣泛用於傷口敷料,藥物輸送和組織工程以及食品應用中。[8][9][10]海藻酸鈉是β-D-甘露糖醛酸(β-D-mannuronic,M)和α-L-古洛糖醛酸(α-L-guluronic精液,G)按(1→4)鍵連接而成的直鏈共聚物

海藻酸鈉(NaAlg)暴露於氯化鈣時會凝結 (CaCl2) 然後形成海藻酸鈣 (CaAlg2 ) 和氯化鈉(NaCl), 反應方程式如下:

2NaAlg + CaCl2 → CaAlg2 + 2NaCl

安全性和生物降解性

海藻酸鹽凝膠的生物相容性已被廣泛研究,其食用安全性已得到充分確立。[11][12] 自然上,多糖具有抗消化酶分解的能力,而藻酸鹽分類為膳食纖維。儘管被食用後,Ooho膠囊雖然不能被直接消化,但隨着鈣從凝膠基質中擴散出來,與上述反應相反,Ooho膠囊將逐漸分解。[13]方程式如下:

CaAlg2 + 2NaCl → 2NaAlg + CaCl2

由於藻酸鹽是單鏈聚合物,因此藻酸鹽可通過多種化學反應解聚精液(分解成較小的單元)。酸和鹼均可破壞甘露糖醛酸酯(M)和古洛糖酸酯(G)單體之間的聯繫。自由基氧化是藻酸鹽在環境中降解的另一種方式。許多細菌會產生一種酶(藻酸鹽裂解酶),該酶可將分子分解為單糖,可作為生物體的能源。[14]

與一次性塑料瓶的對比

屬性 一次性塑料瓶 可食用水球
材料 聚氯乙烯或聚對苯二甲酸乙二酯 由棕藻提取出的海藻酸鈉和氯化鈣混合合成
降解 自然環境中需要上百年 4-6周

Ooho

名稱由來

由於「O」字母的發音與法語單詞l'eau (水)的發音相似,故使用該稱呼。

使用

2014年的倫敦馬拉松賽事中,曾使用該產品代替塑料瓶裝液態水。

參考

來源 

  1. ^ Peters, Adele. This Edible Water Bottle Is How You’ll Drink In The Future. Fast Company. Fast Company. [25 March 2020]. (原始內容存檔於2020-11-12). 
  2. ^ Ooho! the edible water bottle. www.skippingrocksla.com. [2015-11-28]. (原始內容存檔於2015-12-08). 
  3. ^ García González, Rodrigo. Ooho. (原始內容存檔於2016-03-10). 
  4. ^ Why Tap Water Is Better.. National Geographic. 2010-03-13 [2015-11-29]. (原始內容存檔於2015-11-09). 
  5. ^ Moore, Rick. 2014 U.S. PET container recycling rate holds at 31%. National Association for PET Container Resources. 2015-10-13 [2015-10-25]. (原始內容存檔 (PDF)於2015-11-24). 
  6. ^ Kint*, Darwin. A review on the potential biodegradability of poly(ethylene terephthalate). Polymer International. 1999, 48 (5): 346–352. doi:10.1002/(SICI)1097-0126(199905)48:5<346::AID-PI156>3.0.CO;2-N. 
  7. ^ Garbage Decomposition Time | Waste Segregation Guide. www.getwaste.info. [2015-11-29]. (原始內容存檔於2016-03-04). 
  8. ^ Chiu, Chih-Tung; Lee, Jui-Sheng; Chu, Chi-Shung; Chang, Yi-Pin; Wang, Yng-Jiin. Development of two alginate-based wound dressings. Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 2008-02-12, 19 (6): 2503–2513. ISSN 0957-4530. PMID 18266085. doi:10.1007/s10856-008-3389-2. 
  9. ^ Tønnesen, Hanne Hjorth; Karlsen, Jan. Alginate in Drug Delivery Systems. Drug Development and Industrial Pharmacy. 2002-01-01, 28 (6): 621–630. ISSN 0363-9045. PMID 12149954. doi:10.1081/DDC-120003853. 
  10. ^ Alsberg, E.; Anderson, K. W.; Albeiruti, A.; Franceschi, R. T.; Mooney, D. J. Cell-interactive Alginate Hydrogels for Bone Tissue Engineering. Journal of Dental Research. 2001-11-01, 80 (11): 2025–2029. ISSN 0022-0345. PMID 11759015. doi:10.1177/00220345010800111501. 
  11. ^ Lee, Kuen Yong; Mooney, David J. Alginate: Properties and biomedical applications. Progress in Polymer Science. 2012-01-01, 37 (1): 106–126. PMC 3223967可免費查閱. PMID 22125349. doi:10.1016/j.progpolymsci.2011.06.003. 
  12. ^ CALCIUM ALGINATE - National Library of Medicine HSDB Database. toxnet.nlm.nih.gov. [2015-11-29]. (原始內容存檔於2017-11-15). 
  13. ^ Bouhadir, Kamal H.; Lee, Kuen Yong; Alsberg, Eben; Damm, Kelly L.; Anderson, Kenneth W.; Mooney, David J. Degradation of Partially Oxidized Alginate and Its Potential Application for Tissue Engineering. Biotechnology Progress. 2001-01-01, 17 (5): 945–950. ISSN 1520-6033. PMID 11587588. doi:10.1021/bp010070p. 
  14. ^ Steinbüchel, Alexander. Polysaccharides and Polyamides in the Food Industry. Wiley-Blackwell. 2005: 222. ISBN 978-3-527-31345-7. 

外部連結