冻干保护剂的类型及机理

发布时间：2023-11-23　来源：新芝生物　浏览量：0

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　　冷冻干燥技术发展悠久，适用于多类型样品(如菌种、药物和果蔬等)的保存或脱水，该技术具有应用场景广泛、样品无损干燥、活性物质功能水平稳定等特点，集成冷冻干燥技术的各类型冻干机可在生物工程、医学领域、食品工程、材料化工等多个领域发挥作用。

　　在实际使用场景中，用户可根据样品类型、样品量、保存方式选择冻干机种类；如根据样品量大小选择实验型、中试型或生产型冻干机；根据承载容器类型（西林瓶、茄型瓶、广口瓶等）选择压盖型或外挂型冻干机等。

实验型多歧管冷冻干燥机

结构紧凑，功能强大

制冷迅速，清晰可见

透明密封，防腐可靠

真空可控，智能保护

智能控制，真彩显示

中试型压盖冷冻干燥机

安全高效，环保清洁

硅油介质，均一度好

防腐冷阱，支持预冻

制冷迅速，清晰可见

生产型压盖冷冻干燥机

自动化操作

控温精准，≤±1℃

干燥时间短

可多功能选配

　　但对于用户而言，根据样品状态选择到合适冻干机型号后，仍会出现一些使用问题，具体表现为：

01冻干粉表面出现裂缝

02冻干菌粉复苏率低

03冻干蛋白功能性下降

实验结果

　　大量研究表明：有很多因素会对乳酸菌冻干存活率产生影响，具体包括：细胞生理状态、细胞大小、菌液浓度、pH值以及冷冻保护剂等，但保护剂对菌体的保护效果较为突出。保护剂对于菌体冻干过程中各生理机能的稳定性有很大的保护作用，优良的冻干保护剂可以改善菌体冻干时的环境，能较好地缓解菌体在冷冻干燥过程中受到的各种损伤。最大限度的保留菌体原有的各种生理生化特性和生物活性。

　　冻干保护剂分类的方法有很多，较传统的按其渗透性可以分为三类，即渗透性保护剂、半渗透性保护剂及非渗透性保护剂。

渗透性保护剂

　　渗透性保护剂指可以很容易的透过细胞膜进入细胞内部发挥作用的物质，如甘油就是一种典型的渗透性保护剂，它可以提高细胞膜的流动性，从而抑制细胞内冰晶的形成，进而实现对菌体的保护。

半渗透性保护剂

　　半渗透性保护剂指能穿过细胞壁而不能穿过细胞膜发挥作用的物质，其能诱导菌体质壁分离，抑制冰晶的形成，如单糖、蔗糖、氨基酸等。

非渗透性保护剂

　　非渗透性保护剂指被排除在细胞外部，在细胞外侧为菌体提供保护的物质，包括多糖、海藻糖、脱脂乳等大分子，这类保护剂通过在细胞壁外侧形成保护层实现对菌体的保护，从而减轻细胞的损伤。

　　按冻干保护剂的化学结构可以分为有机保护剂和无机保护剂，由于有机保护剂所特有的结构与乳酸菌的有效抗冷冻密不可分，而无机保护剂仅表现为无机盐（谷氨酸钠、硫代硫酸钠等），起到缓冲作用调节pH，故在乳酸菌发酵剂生产过程中广泛应用有机保护剂提升冻干存活率。常见的高效有机保护剂有糖类、醇类、氨基酸类、蛋白质类等。

常见的有机保护剂