四環(huán)福瑞科儀科技發(fā)展（北京）有限公司

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       2019廣州國際生物技術(shù)博覽會于9月1號在廣交會展館C區(qū)落下帷幕！本場展會吸引了超過15個(gè)國家和地區(qū)200多家企業(yè)參展，上千款優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品集聚展示，現(xiàn)場活動紛呈。

展會開幕的前一 天,

為了給大家呈現(xiàn)一個(gè)好狀態(tài)，同事們早早就過去精心布展。小編在此比個(gè)心~~~

獎(jiǎng)品多多

現(xiàn)場一覽

部分展品

（來源：吉而遜實(shí)驗(yàn)儀器（上海）有限公司）

5.2.2 乳酸菌菌種凍干

能從葡萄糖或乳糖的發(fā)酵過程中產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌統(tǒng)稱為乳酸菌，共有200多種。目前已被國內(nèi)外生物學(xué)家所證實(shí)，腸內(nèi)乳酸菌與健康長壽有著非常密切的直接關(guān)系。乳酸菌種在酸奶生產(chǎn)中是非常關(guān)鍵的物質(zhì)，可以利用乳酸菌提高釀造和發(fā)酵食品的風(fēng)味。乳酸菌凍干是將菌種速凍，然后在真空條件下升華，可以保持菌種的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)。凍干后，菌種酶化作用減弱，生物活性不變，常溫下可貯存3～5年。加水后極易復(fù)原，復(fù)水率達(dá)90%以上。冷凍真空干燥乳酸菌發(fā)酵劑，具有活力強(qiáng)、用量少、污染低、品種多、方便儲運(yùn)等特點(diǎn)，已在歐美等發(fā)達(dá)國家得到廣泛應(yīng)用。

影響乳酸菌凍干效果的因素包括菌株、細(xì)胞大小形狀、初始細(xì)胞濃度、降溫速率、pH值、保護(hù)劑、預(yù)凍溫度、干燥條件、復(fù)水條件等，其中凍干保護(hù)劑系統(tǒng)的影響較突出。研究表明，乳酸菌凍干前加入適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)劑，可影響乳酸菌在凍干過程中的細(xì)胞存活率和保藏期間的細(xì)胞穩(wěn)定性。乳酸菌凍干保護(hù)劑的保護(hù)效果與其化學(xué)結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，其特征是具備三個(gè)以上的氫鍵，而且具有以適當(dāng)方式存在的游離基團(tuán)。

5.2.2.1預(yù)凍方式對乳酸菌菌種凍干的影響

朱東升研究了預(yù)凍方式對凍干乳酸菌菌種活菌數(shù)的影響。實(shí)驗(yàn)中分別研究了嗜酸乳桿菌、保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌采用慢凍和液氮快凍后，凍干菌種活菌數(shù)與預(yù)凍方式的關(guān)系。具體實(shí)驗(yàn)方案為：將菌懸液盛入冷凍平皿中，將其先置4℃冰箱平衡30min后，移入-30℃冰箱60min,然后置-80℃冰箱60min,進(jìn)行普通預(yù)凍，再在冷凍真空千燥機(jī)上冷凍千燥12h,密封保存于4℃冰箱中。其余菌懸液先置于冰箱保存30min后，用5mL、1mL、200uL、100uL槍頭滴定于盛有液氮的冷凍平皿中10min,再在冷凍真空干燥機(jī)上冷凍干燥12h,密封保存于4℃冰箱中。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)冷凍真空干燥條件為：凍干室溫度為-60～70℃，

壓力為6mPa。

研究結(jié)果表明，三種菌種用液氮快凍都比普通慢凍存活率高，如圖5-3所示。分析原因?yàn)?，液氮預(yù)凍的速度比普通預(yù)凍的速度快很多，這樣可以使細(xì)胞內(nèi)部的水滲出到細(xì)胞外面，而水在細(xì)胞內(nèi)部凝結(jié)正是細(xì)胞死亡的致命原因。此外，同樣是用液  氯快凍，菌種液滴大小不同，其活菌數(shù)也不同，液滴小者活菌數(shù)高。當(dāng)一定體積的菌液，由不同大小的液滴進(jìn)行滴定，隨總表面積增大，其存活率也增大。因?yàn)閱挝惑w積的菌液，其總表面積增大以后，水分的滲出速度也加快，所以存活率可以提高。

5.2.2.2冷凍干燥保護(hù)劑對乳桿菌凍干的影響

劉丹等研究了瑞士乳桿菌的凍干。將經(jīng)過脫脂乳活化、培養(yǎng)基擴(kuò)培并離心收集的瑞士乳桿菌菌泥與配制好的保護(hù)劑按1：1的比例混合，確定凍干前的活菌數(shù)后，注入凍干管中。凍干管在-75℃預(yù)凍2h,然后在60～120Pa下冷凍干燥32h，干燥后取出在4℃下保藏。用無菌生理鹽水使凍干菌復(fù)水，確定凍干后活菌數(shù)，計(jì)算活菌率。實(shí)驗(yàn)研究中分別使用了單一保護(hù)劑和復(fù)合保護(hù)劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表5-4和表5-5。

表5-4的數(shù)據(jù)表明，與對照組相比，加入保護(hù)劑后乳酸菌的存活率均有不同程度的提高，可見所選保護(hù)劑對乳酸菌都有一定的保護(hù)作用。其中以海藻糖的效果最為顯著。與其他糖類相比，海藻糖的玻璃化相變溫度高，更容易以玻璃態(tài)存在，對生物材料的穩(wěn)定有很重要的意義。另外，生物體中的大分子均處于一層水膜包圍保護(hù)中，這層水膜是維持其結(jié)構(gòu)和功能必不可少的物質(zhì)。干燥時(shí)水膜被除去，可導(dǎo)致這些大分子物質(zhì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化。若有海藻糖做保護(hù)劑，海藻糖可在生物分子的失水部位與這些分子形成氫鍵，使其在缺水條件下仍能保持其原有結(jié)構(gòu)，保持活性。表5-5中的數(shù)據(jù)表明，與單一保護(hù)劑相比，使用復(fù)合保護(hù)劑凍干乳酸菌存活率更高。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還表明，保護(hù)劑中海藻糖的在10.4%左右時(shí)效果更好，海藻糖濃度過高可能會抑制菌的生長。經(jīng)過優(yōu)化，最  佳的復(fù)合保護(hù)劑配比為10.4%海藻糖、11.2%脫脂乳和4%谷氨酸鈉。

5.5.3 凍結(jié)角膜的干燥過程

角膜干燥前，先開啟制冷機(jī)，分別對凍干室、捕集器制冷，當(dāng)凍干室內(nèi)溫度降到-20℃以下，捕集器內(nèi)的溫度降到-35℃時(shí)，迅速地把經(jīng)過梯度降溫的角膜放到凍干室，立即啟動真空泵。在干燥過程中根據(jù)需要，調(diào)節(jié)充氣閥，向凍干室內(nèi)充入氯氣以調(diào)節(jié)凍干室內(nèi)的壓力，同時(shí)根據(jù)需要調(diào)節(jié)制冷閥保證角膜凍干過程中所需要的熱量供給，在干燥初期，不需開啟加熱器，此階段角膜干燥所需要的熱量靠外部傳入即可得到滿足，當(dāng)凍干室內(nèi)溫度達(dá)到0℃時(shí)，開啟加熱器供給熱量，但保證凍干室的溫度不超過9℃，凍干結(jié)束，關(guān)閉真空泵，對凍干角膜進(jìn)行充氮包裝。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，角膜在磨口玻璃瓶中的放置方式（圖5-14）對凍干角膜質(zhì)量有一定的影響，試驗(yàn)表明，角膜懸于磨口玻璃瓶中，內(nèi)皮細(xì)胞層朝下為最佳放置方式。如圖5-14(b)所示。

角膜凍干過程熱量的供給很容易滿足，整個(gè)凍干過程可以視為傳質(zhì)控制過程，傳質(zhì)速率由細(xì)胞膜固有通導(dǎo)能力決定。干燥過程中，應(yīng)根據(jù)干燥的不同程度，來確定凍干室內(nèi)壓力的高低以及所持續(xù)的時(shí)間，保證水蒸氣由細(xì)胞膜孔隙溢出，且細(xì)胞膜內(nèi)外壓差始終很小，以減小對細(xì)胞的傷害。

由于角膜細(xì)胞很脆弱，在凍干過程中極易受到干燥應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力的損傷，凍干過程中低壓時(shí)間過長或細(xì)胞膜內(nèi)外壓差過大，都會大大降低凍干角膜的成活率。變幅值、變周期的循環(huán)壓力法應(yīng)用于角膜的凍干，有利于角膜活性的提高。其根本原因是在整個(gè)干燥過程中，角膜細(xì)胞內(nèi)外壓差小，對角膜的損傷小。這主要源于兩方面原因：一是通過控制凍干室內(nèi)真空度的高低，以及循環(huán)時(shí)間的長短，使細(xì)胞內(nèi)的蒸汽及時(shí)擴(kuò)散到凍干室中，避免了細(xì)胞內(nèi)飽和蒸氣壓過高，膜內(nèi)外壓差過大，造成細(xì)胞的損傷。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)蒸氣壓較高時(shí)，開啟充氣閥向凍干室內(nèi)充入氮?dú)?，在?xì)胞膜外施加一壓力，雖然此時(shí)傳入細(xì)胞內(nèi)的熱量增多，使細(xì)胞內(nèi)的蒸氣壓進(jìn)一步升高，但此蒸氣壓的升高較細(xì)胞膜外壓力的升高小得多，結(jié)果是細(xì)胞膜內(nèi)外的凈壓差減小。然后，漸漸關(guān)閉充氣閥，使凍于室內(nèi)的真空度逐漸升高，這樣角膜細(xì)胞內(nèi)的蒸汽較平緩的通過細(xì)胞膜擴(kuò)散到凍干室，減小了壓差對細(xì)胞膜的損傷。當(dāng)凍干室內(nèi)真空度升高到一定程度，再逐漸充入氨氣，傳人的熱量增多，開始了下一個(gè)周期。二是強(qiáng)化傳熱并促進(jìn)外部傳質(zhì)，縮短凍干時(shí)間，從而減少了角膜內(nèi)皮細(xì)胞受干燥應(yīng)力損傷程度，具體工藝是讀干室內(nèi)溫度到-25℃，真空度為50Pa時(shí)，開始第-次循環(huán)，溫度每升高5℃循環(huán)一次，循環(huán)5個(gè)周期，溫度達(dá)到0℃時(shí)，循環(huán)停止。壓力時(shí)間關(guān)系曲線見圖5-15，角腹的凍干工藝曲線如圖5-16所示。

圖5-17、圖5-18分別為按上述工藝凍干角膜透射電鏡檢測結(jié)果、掃描電鏡檢測結(jié)果。從圖5-17、圖5-18可以看出，凍干角膜的內(nèi)皮細(xì)胞間連接緊密，細(xì)胞輪廓接近于六邊形。

細(xì)胞膜完整，細(xì)胞核膜完整，內(nèi)皮細(xì)胞層與后彈力層連接緊密。這是因?yàn)檎麄€(gè)凍干過程中，根據(jù)干燥的不同程度，來確定高室壓、低室壓以及所持續(xù)的時(shí)間，保證了水蒸氣由細(xì)胞膜的孔隙溢出，即傳質(zhì)速率由細(xì)胞膜的固有通導(dǎo)能力決定，保證了細(xì)胞內(nèi)外壓差始終很小，減小了對細(xì)胞的傷害。