在食品、藥品和生物制品的冷凍干燥過程中，一般會添加凍干保護(hù)劑以保障物料活性及穩(wěn)定性，改善物料凍干環(huán)境，較好地緩解物料在冷凍干燥過程中可能受到的損傷。
△ 北京四環(huán)起航凍干物料成品
凍干保護(hù)劑通常由營養(yǎng)液、賦形液和抗氧化劑三部分組成，其分類方式有很多，按不同標(biāo)準(zhǔn)可分成不同種類。
較為傳統(tǒng)的按滲透性分類，可分為三類：滲透性保護(hù)劑、半滲透性保護(hù)劑、非滲透性保護(hù)劑。
滲透性保護(hù)劑指能夠輕易透過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部發(fā)揮作用的物質(zhì)。如甘油，可進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部提高細(xì)胞膜流動性，抑制細(xì)胞內(nèi)冰晶的形成，從而實現(xiàn)對樣品的保護(hù)。
半滲透性保護(hù)劑指能穿過細(xì)胞壁而不能穿過細(xì)胞膜發(fā)揮作用的物質(zhì)，能誘導(dǎo)菌體質(zhì)壁分離，抑制冰晶形成。
非滲透性保護(hù)劑指被排除在細(xì)胞外部，在細(xì)胞外側(cè)為菌體提供保護(hù)的物質(zhì)，包括多糖、海藻糖等大分子，通過在細(xì)胞壁外側(cè)形成保護(hù)層實現(xiàn)對菌體的保護(hù)。
按分子量分類，可分為低分子化合物和高分子化合物。一般認(rèn)為，低分子化合物在凍干過程中直接發(fā)揮作用，高分子化合物用來促進(jìn)低分子化合物發(fā)揮作用。所以在配置保護(hù)劑配方時，一般將低分子化合物和高分子化合物配合起來使用。
按物質(zhì)種類分類，可分為糖、醇類、氨基酸類、鹽類等。
糖是凍干試劑中最常用的賦形劑，常用的有單糖、低聚糖、多糖等。其結(jié)構(gòu)中的羥基，可以取代蛋白質(zhì)和水之間的的氫鍵來提供穩(wěn)定的效果。
醇類，甘露醇一般用作填充劑，其在慢速凍結(jié)時會結(jié)晶，從而為活性組分提供支撐結(jié)構(gòu)，且不與活性組分發(fā)生反應(yīng)。甘油一般用作低溫保護(hù)劑。
糖和醇類對生物制品冷凍干燥過程中的保護(hù)作用與其添加的濃度直接相關(guān)。當(dāng)濃度達(dá)到一定程度后，對蛋白的穩(wěn)定能力達(dá)到極限，超過極限濃度會使凍干過程中蛋白質(zhì)發(fā)生變性。
氨基酸離子具有酸堿兩性，能夠在生物制品的低溫保存和冷凍干燥過程中抑制pH值變化，從而達(dá)到保護(hù)制品活性組分的目的。此外，許多氨基酸還是很好的填充劑，可防止有效組分隨水蒸氣一起升華逸散。
鹽類，用作緩沖劑，平衡冷凍干燥保存過程中的pH值。
合理應(yīng)用凍干保護(hù)劑，可防止活性物質(zhì)失去結(jié)構(gòu)水、阻止結(jié)構(gòu)水形成結(jié)晶，降低細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓差，保持細(xì)胞活力，同時還可保護(hù)或提供細(xì)胞復(fù)蘇所需的營養(yǎng)物質(zhì)。在凍干實驗中，要結(jié)合不同凍干物料，配置合適的凍干保護(hù)劑。
北京四環(huán)起航凍干機(jī)性能優(yōu)良，能夠為凍干樣品提供更好的凍干環(huán)境。
