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冻干样品预冻中的玻璃化过程
想要较好地低温保存制品，细胞内的水均以玻璃态的形式被固化，在细胞内不出现晶态的冰。玻璃化是指物质以非晶态形式存在的一种状态，粘度大，分子能动性几乎为零，由于这种非晶体结构的扩散系数很低，因而在这种结构中分子运动和分子变性反应很微弱，化学反应被抑制，提高了物质的稳定性。在产品预冻时，只要降温速率足够快，且达到足够低的温度，大部分材料都能从液体过冷到玻璃态固体。“足够快"的意思是在降温过程中迅速通过结晶区而不发生晶化，“足够低"指的是把温度降到玻璃化转变温度Tg以下。
对于具有一定初始浓度的细菌制品，其预冻过程一般通过“两步法"来完成。一是以一般速率进行降温，让细胞外的溶液中产生冰，细胞内的水分通过细胞膜渗向胞外，胞内溶液的浓度逐渐提高；二是以较高速率进行降温，以实现胞内溶液的玻璃化。此法又称“部分玻璃化法"。
当初始浓度为A的溶液（A点）从室温开始冷却时，随着温度的下降，温液过冷到B点后将开始析出冰，结晶潜热的释放又使溶液局部温度升高，溶液将沿着平衡的熔融线不断析出冰晶，冰晶周围剩余的未冻溶液随温度下降，浓度不断升高，一直下降到熔融线（Ta）与玻璃化转变曲线（Tg）的交点（D点）时，溶液中剩余的水分将不再结晶（称为不可冻水），此时的溶液达到冻结浓缩状态，浓度较高，以非晶态基质的形式包围在冰晶周围，形成镶嵌着冰晶的玻璃体。
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