四環(huán)凍干—螺旋藻的凍干

實驗前將其用去離子水在 低速大容量離心機中清洗，得含水量為 93.91%螺旋藻。用差示掃描量熱儀在 N₂氣氛下，以5.0K/min 的速率從18℃冷卻到-60℃，再以5.0K/min 的速率從-60℃升溫到 20℃，得含水量為 93.91%螺旋藻的 DSC曲線如圖6-6 所示。

分析圖 6-6 得螺旋藻共晶點溫度約為-16℃，熔融點溫度約為-1.5℃，凝固潛熱和熔化潛熱分別為 260J/g 和-268J/g。

糖類保護(hù)劑對微生物細(xì)胞的凍干脫水具有顯著的保護(hù)作用，主要以“水置換的作用"達(dá)到保護(hù)膜系統(tǒng)的完整性；天然保護(hù)劑，如脫脂牛奶、血清、卵黃可以防止微生物細(xì)胞在預(yù)凍過程中膜脂蛋白分解變性。使用適當(dāng)比例的牛奶和糖類保護(hù)劑可使假絲母菌細(xì)胞的存活率從 0.2%提高到 30%~40%。因此，研究中選脫脂牛奶和聚糖為螺旋藻凍干保護(hù)劑進(jìn)行了實驗研究。

準(zhǔn)確稱量脫脂奶粉各 10g、5g、2.5g，按比例分別配置成濃度為 20%、10%、5%的脫脂牛奶保護(hù)劑；準(zhǔn)確稱量葡聚糖各 2g、1g、0.5g，按比例分別配置成濃度為 10%、5%、2.5%的葡聚糖保護(hù)劑；螺旋藻培養(yǎng)液 (主要成分為 NaCl，濃度為 0.5mol/L) 和按 1:2例稀釋的稀培養(yǎng)液 (NaCl 濃度 0.25mol/L)。分裝在直徑為 60mm 的玻璃中，各裝 5mL。

分別取 2mL 離心清洗后新鮮螺旋藻放入分裝好的各種保護(hù)劑中，搖勻；將準(zhǔn)備好的各種物料用冰箱預(yù)凍到-30℃，在 GLZ-0.4 冷凍干燥機上干燥，凍干過程冷阱溫度、擱板溫度、物料內(nèi)部溫度以及干燥室壓力隨時間的變化如圖 6-7 所示。

凍干后的螺旋藻真空封裝，常溫保存 10 天后，復(fù)水 10min，然后在倒置顯微鏡下觀測其形態(tài)結(jié)構(gòu)。

圖 6-8 為用脫脂牛奶為保護(hù)劑凍干螺旋藻后的形態(tài)結(jié)構(gòu)。當(dāng)用不同濃度的脫脂牛奶為保護(hù)劑時，對螺旋藻的細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)都有一定的保護(hù)作用，特別是用濃度 10%的脫脂牛奶為保護(hù)劑時螺旋藻的螺面不發(fā)生變化，完性好，與新鮮螺旋藻的基木一致，但直徑方向存在縮水。

圖 6-9 為用葡聚糖為保護(hù)劑凍干螺旋藻后的形態(tài)結(jié)構(gòu)。可以看出，葡聚糖在凍干過程中對螺旋藻細(xì)胞沒有明顯的保護(hù)作用，不適宜作為螺旋藻的凍干保護(hù)劑。

圖 6-10 (a) 為純螺旋藻冰箱凍結(jié)凍干后的形態(tài)結(jié)構(gòu)。與新鮮螺旋藻相比直徑方向有明顯的收縮，且破碎嚴(yán)重，完整性差。圖 6-10 (b)為0.5ol/L 的 NaCl培養(yǎng)液作為保護(hù)劑時螺旋藻凍干后的形態(tài)結(jié)構(gòu)，完整性較好。圖 6-10 （c） 為 0.25mol/L 的 NaCI稀培養(yǎng)液作為保護(hù)劑時螺旋藻凍干后的形態(tài)結(jié)構(gòu)，直徑方向的收縮明顯減少，幾乎沒有收縮，與新鮮螺旋藻的差不多，完整性也很好。

通過實驗分析得出，10%脫脂牛奶和稀培養(yǎng)液可作為螺旋藻的凍干保護(hù)劑。