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            凍干樣品預凍中的玻璃化過程
            發布時間:2021-12-21 點擊次數:147

            想要較好地低溫保存制品,細胞內的水均以玻璃態的形式被固化,在細胞內不出現晶態的冰。玻璃化是指物質以非晶態形式存在的一種狀態,粘度大,分子能動性幾乎為零,由于這種非晶體結構的擴散系數很低,因而在這種結構中分子運動和分子變性反應很微弱,化學反應被抑制,提高了物質的穩定性。在產品預凍時,只要降溫速率足夠快,且達到足夠低的溫度,大部分材料都能從液體過冷到玻璃態固體?!白銐蚩?的意思是在降溫過程中迅速通過結晶區而不發生晶化,“足夠低"指的是把溫度降到玻璃化轉變溫度Tg以下。

             

            對于具有一定初始濃度的細菌制品,其預凍過程一般通過“兩步法"來完成。一是以一般速率進行降溫,讓細胞外的溶液中產生冰,細胞內的水分通過細胞膜滲向胞外,胞內溶液的濃度逐漸提高;二是以較高速率進行降溫,以實現胞內溶液的玻璃化。此法又稱“部分玻璃化法"。

             

            當初始濃度為A的溶液(A點)從室溫開始冷卻時,隨著溫度的下降,溫液過冷到B點后將開始析出冰,結晶潛熱的釋放又使溶液局部溫度升高,溶液將沿著平衡的熔融線不斷析出冰晶,冰晶周圍剩余的未凍溶液隨溫度下降,濃度不斷升高,一直下降到熔融線(Ta)與玻璃化轉變曲線(Tg)的交點(D點)時,溶液中剩余的水分將不再結晶(稱為不可凍水),此時的溶液達到凍結濃縮狀態,濃度較高,以非晶態基質的形式包圍在冰晶周圍,形成鑲嵌著冰晶的玻璃體。

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