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冷凍干燥設(shè)備整體方案供應(yīng)商
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冷凍干燥機(jī)通過(guò)配置制而成的溶液,先降溫凍結(jié)成固體,然后在真空的狀態(tài)下,通過(guò)升高環(huán)境溫度,使得水分從固體直接升華為水蒸氣,減少制品中的水分,從而保證物質(zhì)中的熱敏成分得到保護(hù),也可以保證物質(zhì)中一些易氧化的成分損失減少,確保制品不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。...
在醫(yī)藥保健品行業(yè)的帶動(dòng)下,近年來(lái),藥用凍干機(jī)需求量逐漸增大,尤其是真空冷凍干燥設(shè)備中的較大規(guī)格設(shè)備、具有功能組合(如制?!稍?、干燥—過(guò)濾)的設(shè)備等需求量不斷增多。真空干燥設(shè)備及技術(shù)由于具有低溫干燥、有效成分破壞少、疏松易溶化吸收、干燥和滅菌同時(shí)進(jìn)行的優(yōu)點(diǎn),從而能確保產(chǎn)品有效成分高、無(wú)菌指標(biāo)高、口服吸收好。業(yè)內(nèi)人士指出,國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)加快研究真空干燥技術(shù),某些企業(yè)還取得了突破性的進(jìn)展,一定程度上降低了能耗,減輕了污染,為社會(huì)帶來(lái)了更多的效益和價(jià)值,為實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn),低碳生產(chǎn)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。...
層析冷柜是專為生化層析實(shí)驗(yàn)而研制的特殊用途低溫柜,也可用于其他需要低溫環(huán)境的實(shí)驗(yàn),或用于物品冷藏。經(jīng)過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì),冷柜總高度一般不超過(guò)2米,便于進(jìn)出房間和電梯。層析冷柜主要用在生命科學(xué)研究的高校學(xué)科和科研院所,主要用來(lái)進(jìn)行各種酶類,肽類,大分子,核酸等物質(zhì)的生化層析分析試驗(yàn)。也可用于其他需要低溫環(huán)境的實(shí)驗(yàn),或用于物品冷藏。專門為對(duì)溫度要求很高的各種應(yīng)用設(shè)計(jì),可以在箱內(nèi)操作層析設(shè)備和其它簡(jiǎn)易安裝的儀器和設(shè)備。...
真空冷凍干燥機(jī)是一種常用的干燥設(shè)備,通常被用于制藥、食品、化妝品等行業(yè)。干燥過(guò)程中,先將原料物質(zhì)冷凝為固體,再在低壓下使其變成氣體。這個(gè)過(guò)程中,物質(zhì)的溫度始終低于冰點(diǎn)溫度,從而避免了原料的熱性質(zhì)損失。在真空環(huán)境下,水分子很容易變成氣態(tài),把水分從器皿中抽出,達(dá)到干燥效果。...
冷凍干燥機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于食品、生物制藥、化學(xué)等領(lǐng)域的干燥設(shè)備。常規(guī)的干燥方法通常包括自然干燥、熱風(fēng)干燥、真空干燥等。那么,冷凍干燥機(jī)與常規(guī)方法相比具有哪些優(yōu)勢(shì)呢?在本文中,我們將對(duì)兩者的原理、設(shè)備特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景等方面進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比。...
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冷凍干燥過(guò)程和儲(chǔ)藏過(guò)程的變性機(jī)理

更新日期:2018-12-21 00:00:00
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    在食品、藥品以及生物體的冷凍干燥和貯藏過(guò)程中,很多因素(例如,化學(xué)成分、凍結(jié)速率、凍結(jié)和脫水應(yīng)力、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、干燥固體中剩余水分、貯藏環(huán)境的溫度和濕度等)都會(huì)影響其中活性組分的穩(wěn)定性甚至?xí)?dǎo)致失活。

大量的實(shí)驗(yàn)研究表明,除了一些食品、人血漿、牛奶等少數(shù)物料可以直接冷凍干燥外;大多數(shù)的藥品和生物制品,都需要添加合適的冷凍干燥保護(hù)劑和添加劑,配制成混合液后,才能進(jìn)行有效的冷凍干燥和貯藏。 

    在生物制品的冷凍干燥過(guò)程中,主要有三種效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致生物制品中活性組分的變性:低溫效應(yīng)、凍結(jié)效應(yīng)和脫水效應(yīng)。

低溫效應(yīng)

     生物制品中活性組分在降溫與復(fù)溫過(guò)程的一定溫度范圍內(nèi)會(huì)發(fā)生變性。如對(duì)卵清蛋白(ovalbumin)的研究發(fā)現(xiàn),在-10℃~-40℃之間,其活性顯著降低,而繼續(xù)降溫到在-192℃,活性幾乎沒有變化。 

凍結(jié)效應(yīng)

 包括離子濃度的增加、冰晶的形成與生長(zhǎng)、pH值變化以及相分離等 

  (1)在生物制品的凍結(jié)過(guò)程中,不斷結(jié)晶會(huì)導(dǎo)致溶液的濃度快速升高。小分子糖在最大凍結(jié)濃縮基質(zhì)中的計(jì)算濃度高達(dá)80%。當(dāng)溶液濃度發(fā)生變化時(shí),離子濃度增加,促進(jìn)了化學(xué)反應(yīng)。

  (2)在生物制品溶液在凍結(jié)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生大量的冰-水界面。其中活性組分分子,如蛋白質(zhì),可能會(huì)被吸附到界面上,從而可能破壞蛋白質(zhì)的天然褶皺結(jié)構(gòu),最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。 

  (3)在有些生物制品溶液的凍結(jié)過(guò)程中,溶液的pH值也會(huì)發(fā)生變化。如在添加有pH值為7的磷酸鹽緩沖液(NaH2PO4和Na2HPO4的摩爾比為0.72)的蛋白質(zhì)溶液凍結(jié)過(guò)程中,由于NaH2PO4的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Na2HPO4,當(dāng)溶液達(dá)到三相共晶點(diǎn)時(shí),它們之間的摩爾比為57,最終導(dǎo)致了pH值的很大改變。蛋白質(zhì)發(fā)生物理聚集和化學(xué)變性。 

脫水效應(yīng)

(1)水溶液中蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)充分水合作用后,在蛋白質(zhì)分子表面附著一單層水,這就是所說(shuō)的水合層(hydration shell)。一般來(lái)講,參與完全水合作用的水含量為0.3-0.35g(水)/g(蛋白質(zhì))。而在凍干蛋白質(zhì)產(chǎn)品中水的含量一般不超過(guò)10%,因此,必定有一部分結(jié)合水在干燥過(guò)程中被除去。

(2)結(jié)合水的去除很可能破壞蛋白質(zhì)的天然結(jié)構(gòu),最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。這是因?yàn)楦缓Y(jié)合水的蛋白質(zhì)在脫水過(guò)程中暴露在乏水環(huán)境中,將質(zhì)子轉(zhuǎn)化為帶電羧酸基團(tuán),破壞了蛋白質(zhì)中電荷平衡,電荷密度的降低可能促進(jìn)蛋白質(zhì)分子之間的疏水作用,從而使蛋白質(zhì)發(fā)生聚集 。 

儲(chǔ)藏過(guò)程

1、蛋白質(zhì)凝聚:是凍干生物制品活性組分在貯藏過(guò)程中發(fā)生變性的主要因素之一。導(dǎo)致蛋白質(zhì)凝集可能是物理(非共價(jià))相互作用,也可能是蛋白質(zhì)發(fā)生化學(xué)凝集(共價(jià))。  

2、脫酰胺作用:也是蛋白質(zhì)發(fā)生變性的主要途徑之一。天冬酰胺(Asn)和//33、氨酰胺(Gln)是蛋白質(zhì)中易于發(fā)生脫酰胺作用的兩種氨基酸。

4、非酶褐變:也稱作Maillard反應(yīng)。它使得還原性糖(如葡萄糖)與蛋白質(zhì)中的賴氨酸(lysine)和精氨酸(arginine)形成碳水絡(luò)合物。 

5、氧化反應(yīng):蛋白質(zhì)中蛋氨酸Met,胱氨酸Cys,組氨酸His,色氨酸Trp和酪氨酸Tyr殘基的側(cè)鏈?zhǔn)前l(fā)生氧化反應(yīng)的可能位置。 

6、水解作用: 雖然凍干的蛋白質(zhì)中含有極少量的水分,但在貯藏過(guò)程中仍然會(huì)發(fā)生水解作用。 

如前所述,生物制品的冷凍干燥過(guò)程是一個(gè)多步驟過(guò)程,會(huì)產(chǎn)生低溫、凍結(jié)和脫水等多種效應(yīng);即使成功完成冷凍干燥過(guò)程后,在長(zhǎng)期保存過(guò)程中也很難保證凍干生物制品活性組分的穩(wěn)定性。為了防止生物制品在冷凍干燥和貯藏過(guò)程中活性組分的變性,研究者們研究和探索了大量有效的保護(hù)劑。

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