WAP手机版 RSS订阅 加入收藏  设为首页
和记官方网站
当前位置:首页 > 和记官方网站

和记官方网站:定容冷冻,“冻”住最新鲜

时间:2021/12/2 10:17:33   作者:   来源:   阅读:11   评论:0
内容摘要: 冷冻,是我们最熟知的食品保存技术,也是我们每天都在使用的方法。但冷冻的问题也不少,例如冷冻之后食品口感下降、质构破坏和某些营养成分丢失等。那么,有没有一种技术,既能让食品长期保存,又能极大程度地保持口感和营养呢?有的,那就是定容冷冻。这是一种原本用于生物和医药制品保存...
 冷冻,是我们最熟知的食品保存技术,也是我们每天都在使用的方法。但冷冻的问题也不少,例如冷冻之后食品口感下降、质构破坏和某些营养成分丢失等。那么,有没有一种技术,既能让食品长期保存,又能极大程度地保持口感和营养呢?有的,那就是定容冷冻。这是一种原本用于生物和医药制品保存的新方法,但人们发现,在食品保存方面,它也大有可为。

  冷冻中的大学问

  低温能降低生物体内生化反应速率,延长生物活性时间,是我们保存包括食物和生物材料的最主要方法。传统的低温冷冻保存过程是在定压(常压,1个大气压)条件下进行的,食品细胞不可避免地会遭受冷冻损伤,影响冷冻后的品质。

  而生物材料大部分成分是水,同时水在常压下会在0℃及以下温度发生冻结。地球上的绝大部分生物生活在1个大气压下,因此在常压下生物材料会在0℃及以下发生冻结,这是常规定压冷冻方法的基本原理。

  然而常规冷冻方法通常会导致生物体发生一系列不可逆转的变化,从而降低生物体活性。传统冷冻方法带来的效果与冷冻速率密切相关——虽然目前已经发现可行的方法(如慢速冷冻、快速冷冻、玻璃化等)对细胞进行低温保存,但是对于宏观的组织和器官而言,由于生物体内部热阻的存在使得传热速率较慢,无法实现玻璃化,导致组织遭受不可逆转的冰晶损伤和浓度损伤,这是目前生物冷冻技术的最大瓶颈。

  为了降低冷冻过程的细胞损伤,科学家们提出添加冷冻保护剂(如甘油、DMSO等)来进行冷冻保存,然而冷冻保护剂存在三个显著问题:一是冷冻保护剂具有毒性;二是解冻过程中冰晶反玻璃化会带来冷冻损伤;三是目前冷冻保护剂大多应用于于细胞的冷冻过程,很难适用于组织器官的保存。因此有必要开发新的冷冻方法来对组织器官进行保存,同时避免冷冻保护剂毒性和冷冻损伤。

  为了解决这个问题,近年来科学家们相继发展出了超高压冷冻保存、过冷保存和定容冷冻等低温保存技术。下面,我们简单地介绍一下这几种冷冻方法。

  超高压冷冻保存。1968年,科学家Moor首次提出了这个概念,后来日本京都大学教授林力丸等人于1990年将其应用到食品保存领域。超高压冷冻首先要在常温下对液体施加高压,然后对其降温到0℃以下(此时水仍以液体形式存在),最后瞬间释放压力,使得液体水快速结晶,形成排列规则、体积小的胞内冰,减少冰晶对组织的破坏。

  超高压冷冻可以对不同的生物进行保存。近年来学者利用超高压冷冻技术对三文鱼、猪肝和黑鲈鱼等进行了冷冻保存的研究,结果表明超高压冷冻能显著减小冷冻损伤。

  然而在实际生物冷冻应用中,超高压冷冻技术也存在问题——食品冻结后内部细小冰晶不稳定会导致冷冻损伤,同时超高压冷冻设备的加工成本高、操作流程也比较复杂。

  过冷保存。过冷是指将生物材料的温度降低至其凝固点以下而不形成冰晶(过冷态),因此不存在冰晶损伤,可以实现高品质保存。但该方法最大问题是过冷液体并不稳定,从而限制了该方法的实际应用。

  定容冷冻保存。为了避免冷冻损伤,使样品以稳定的过冷态保存,美国加州大学伯克利分校的Rubinsky教授于2005年提出了定容冷冻(或称“等容冷冻”)的热力学概念。该技术一开始主要是针对医学上器官和生物体的保存,后来逐渐发展应用到了食品低温保存领域。

  在定容冷冻过程中,系统体积始终保持恒定。随着等容腔体内水成核结冰,系统内的压力逐渐升高,从而降低了被保存的生物样品及其周边液体的凝固点温度。由于系统内生物样品及其周边液体始终处于过冷液态,不存在冰晶损伤,因此可以实现高品质低温保存。

  通过上面的描述可以看出,与常压冷冻、超高压冷冻和过冷保存等方法相比,定容冷冻直接以稳定的低温过冷态保存生物材料,具有没有冰晶损伤和浓度损伤的优点,可以完好保存细胞和组织。

本类更新

本类推荐

本类排行

本站所有站内信息仅供娱乐参考,不作任何商业用途,不以营利为目的,专注分享快乐,欢迎收藏本站!
所有信息均来自:百度一下 (滚球游戏)