冻干保护剂有哪些？作用是什么？

　　在食品、药品和生物制品的冷冻干燥过程中，一般会添加冻干保护剂以保障物料活性及稳定性，改善物料冻干环境，较好地缓解物料在冷冻干燥过程中可能受到的损伤。

△   北京四环起航冻干物料成品

　　冻干保护剂通常由营养液、赋形液和抗氧化剂三部分组成，其分类方式有很多，按不同标准可分成不同种类。

　　较为传统的按渗透性分类，可分为三类：渗透性保护剂、半渗透性保护剂、非渗透性保护剂。

　　渗透性保护剂指能够轻易透过细胞膜进入细胞内部发挥作用的物质。如甘油，可进入细胞内部提高细胞膜流动性，抑制细胞内冰晶的形成，从而实现对样品的保护。

　　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，能诱导菌体质壁分离，抑制冰晶形成。

　　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、海藻糖等大分子，通过在细胞壁外侧形成保护层实现对菌体的保护。

　　按分子量分类，可分为低分子化合物和高分子化合物。一般认为，低分子化合物在冻干过程中直接发挥作用，高分子化合物用来促进低分子化合物发挥作用。所以在配置保护剂配方时，一般将低分子化合物和高分子化合物配合起来使用。

　　按物质种类分类，可分为糖、醇类、氨基酸类、盐类等。

　　糖是冻干试剂中最常用的赋形剂，常用的有单糖、低聚糖、多糖等。其结构中的羟基，可以取代蛋白质和水之间的的氢键来提供稳定的效果。

　　醇类，甘露醇一般用作填充剂，其在慢速冻结时会结晶，从而为活性组分提供支撑结构，且不与活性组分发生反应。甘油一般用作低温保护剂。

　　糖和醇类对生物制品冷冻干燥过程中的保护作用与其添加的浓度直接相关。当浓度达到一定程度后，对蛋白的稳定能力达到极限，超过极限浓度会使冻干过程中蛋白质发生变性。

　　氨基酸离子具有酸碱两性，能够在生物制品的低温保存和冷冻干燥过程中抑制pH值变化，从而达到保护制品活性组分的目的。此外，许多氨基酸还是很好的填充剂，可防止有效组分随水蒸气一起升华逸散。

　　盐类，用作缓冲剂，平衡冷冻干燥保存过程中的pH值。

　　合理应用冻干保护剂，可防止活性物质失去结构水、阻止结构水形成结晶，降低细胞内外的渗透压差，保持细胞活力，同时还可保护或提供细胞复苏所需的营养物质。在冻干实验中，要结合不同冻干物料，配置合适的冻干保护剂。

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