冻干保护剂及其保护机理的研究进展
枯草芽孢杆菌冷冻干燥保护剂的初步研究
枯草芽孢杆菌冷冻干燥保护剂的初步研究摘要：为提高枯草芽孢杆菌菌粉冻干存活率，对其冻干保护剂进行筛选和优化。
采用单因素筛选试验和正交试验，通过分析菌粉冻干存活率，筛选优化出最佳复合保护剂的组成。
最终确定枯草芽孢杆菌最佳冻干保护剂的配方为：脱脂乳粉10%、L-抗坏血酸钠3%、海藻糖2%，菌种冻干存活率高达(90.01±1.31)%。
本研究对枯草芽孢杆菌菌种的保藏、应用、活菌产品质量的稳定以及新产品的开发均有一定的理论指导意义。
关键词：枯草芽孢杆菌；冻干保护剂；正交设计；冻干菌粉Preliminary Research on the cryoprotectant of Bacillussubtilis PowderAbstract：Study on the technology of selection and optimization of Bacillus subtilis freeze-dried powder, in order to improve the survival rates of Bacillus subtilis.The single factor and orthogonal test were taken, through analysis of the survival bacteria, and then optimized the best form of composite protective agent. The final determination of the effective lyophilized formulation protection agent: 10% skim milk powder, 3% L-sodium ascorbate, 2% trehalose, the results showed the survival rates was up to (90.01 ± 1.31)%. The protection agent of Bacillus subtilis was optimized that provided a certain theoretical significance for preservation and application of Bacillus subtilis, stable quality of products and the development of new products Keywords: Bacillus subtilis cryoprotectant orthogonal design freeze-dried powder 0 引言枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是一种嗜温性好氧产芽孢的革兰式阳性杆菌。
活菌制剂冻干保护剂的研究进展
Ａｄ ｖ ａ ｎｃ ｅ ｓ ｏ ｎ ｃ ｒ ｙ ０ ｐ ｒ ０ ｔ ｅ ｃ ｔ ａ ｎｔ ｓ ｏ ｆ ｌ ｉ ｖ ｅ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｐｒ ｅ ｐａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｓ
ＺＨＡＮＧ Ｇｕ ａ ｎ ｇ— ｌ ｅ ｉ ， ＺＨＡＮＧ Ｘｉ ｎ— ｃ ｈｕ ａ ｎｇ， ＺＨＡＩ Ｌｅ ｉ
张光 磊 综述 ； 张 新创 ， 翟 雷 审校
兰州生物制 品研究所有 限责任公 司 甘肃省疫苗工程技术研究中心 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ４ ６ 摘要 ： 冷冻干燥技术广泛应用 于细菌性 活疫 苗生产和菌 种保藏 等方面 。细 菌细胞 在冷冻 干燥过 程 中会 出现损 伤 ， 甚 至死 亡。通过 添加适合 的冻干保护剂可 以最大程度减小细胞损伤 ， 保持活菌制剂 的活力和性 能。就冻于 过程对 细菌的损伤机制 、 冻干保护剂 的作 用机 理以及保护剂的筛选 方法 等方 面进 行 了阐述 ， 对活菌 制剂保 护剂 的筛选有
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ：Ｌｉ ｖ ｅ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｉａ ｒ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ； Ｆｒ ｅ ｅ ｚ ｅ — ｄｒ ｙｉ ｎ ｇ； Ｃｒ ｙ ｏ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅｃ ｔ ａ ｎ ｔ ｓ
肉类发酵菌种真空冷冻干燥保护剂研究进展
肉.如业
MEAT INDUSTRY
*综述*
的浓缩效应及细胞脱水效应会导致细胞酶失活，破 坏蛋白质与水分子、细胞膜之间的相互作用力，引起 蛋白质构象发生改变，丧失生物功能;(4)核糖核酸 结构发生变化,冷冻干燥过程会引起蛋白质变性,使
DNA双螺旋结构的稳定性下降，造成细菌生物活性 下降血如］。
鉴于直投式肉用发酵剂具备的一系列优势以 及冷冻干燥过程对菌体细胞的损伤机制，加入冻干 保护剂成为当前保持菌粉活力的重要方法。保护 剂种类、含量的选择，以及保护剂复配优化成为当 前热点研究方向。并且菌株不同，使用的保护剂配 方也不尽相同，这给后续冻干保护剂的研究带来了 挑战。
关键词冷冻干燥保护剂复配发酵剂肉类
Research progress on vacuum freeze - drying protective agentsfor meat fermentation strains
BI Yuxing,ZHANG Xiangmei,LU Han,ZHAO Jingjing, WEI Xingfang,LU Yinyin
虽然发酵剂得到了广泛使用，但是在运输以及 储存过程中如何保持较高活菌数和活力的问题日益 凸显。近年来，直投式发酵剂以其具有的显著优势 而成为发酵技术研究的热点之一少］。该类发酵剂 发酵活力强,不需要进行重新传代就可以直接投入 生产应用，在使用和管理上都更为方便问。
2直投式肉用发酵剂
现今微生物发酵研究及其在各行各业的应用越 来越多,为保证生产效果的稳定,应用冷冻干燥技术 制备发酵菌粉成为当前研究热点之一［⑷。为确保 产品的生产稳定性,提高产品质量,直投式发酵剂在 肉制品生产方面的应用日渐增多。直投式肉用发酵 剂是指不必进行活化等过程,宜接投入肉制品生产 的一类发酵剂，能够解决普通发酵剂使用时具有的 一系列问题,简化生产工艺与传代复壮次数。
冻干保护剂
我做的纳米粒，因为冻干后不易溶解，故想加入保护剂而增加溶解性。
查文献一般为乳糖、葡萄糖。
请问保护剂的怎么加入到纳米粒中，直接加入到纳米粒混悬液？加入保护剂，是在冻干之前加入的，在冻干过程中起保护作业的。
后加的可能没效果保护剂一般为葡萄糖、甘露醇。
是为了保证冻干过程的顺利进行和调节渗透压的，增溶剂一般是根据你的具体药物去选择，这些都是在冻干前溶液中添加的，一般加泊洛沙姆之类的，我以前做过一冻干粉加的是葡甲胺冻干保护剂有很多，包括蔗糖，乳糖，甘露醇等，一般的用量都在5%，我做过比较，貌似还是甘露醇的保护效果好，当然你也可以几个冻干保护剂连用。
我现在也在做纳米粒子，冻干之后也不好溶解，想请教一下冻干之前有没有把纳米粒子混悬液中的表面活性剂除掉，再分散不好会不会跟表面活性剂没除去有关。
谢谢！溶解不好就加乳糖或者蔗糖引言由于冻干药品呈多孔状、能长时间稳定贮存、并易重新复水而恢复活性，因此冷冻干燥技术广泛应用于制备固体蛋白质药物、口服速溶药物及药物包埋剂脂质体等药品。
从国家药品监督管理局数据库得知，目前国内已有注射用重组人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子、注射用重组人干扰素α2b、冻干鼠表皮生长因子、外用冻干重组人表皮生长因子、注射用重组链激酶、注射用重组人白介素-2、注射用重组人生长激素、注射用A群链球菌、注射用重组人干扰素α2b、冻干人凝血因子VⅢ、冻干人纤维蛋白原、间苯三酚口服冻干片等冻干药品获准上市。
截止2000年2月，美国FDA已批准的生物技术药共计76个。
冷冻干燥技术最早于1813年由英国人Wollaston发明。
1909年Shsckell试验用该方法对抗毒素、菌种、狂犬病毒及其它生物制品进行冻干保存，取得了较好效果。
在第二次世界大战中，对血液制品的大量需求大大刺激了冷冻干燥技术的发展，从此该技术进入了工业应用阶段。
此后，制冷和真空设备的飞速发展为快速发展冷冻干燥技术提供了强有力的物质条件。
进入上个世纪的***十年代，科学技术的迅猛发展和人民群众对健康保障的需求为药品冷冻干燥技术的飞速发展提供了强大的动力，在药品冻干损伤和保护机理、药品冻干工艺、药品冷冻干燥机等方面取得了巨大的成绩。
两歧双歧杆菌复合冻干保护剂的研究
毕业论文题目：两歧双歧杆菌复合冻干保护剂的研究学生：何帅学号：200804020202院（系）：生命科学与工院专业：生物工程指导教师：陈合2012年06月17日两歧双歧杆菌复合冻干保护剂的研究摘要双歧杆菌是益生菌的典型代表，常用于功能性食品的开发，但目前国内双歧杆菌存在冻干存活率及冻干菌粉活菌数低等问题。
为了提高双歧杆菌的冻干存活率及菌粉活菌数，本文通过单因素实验，Plackett-Burman（PB）设计研究了酵母粉、维生素B2、固体麦精等保护剂对两歧双歧杆菌的冻干存活率及菌粉活菌数的影响。
结果表明酵母粉、维生素B2、固体麦精为主要影响因素。
经登高试验和响应面设计后获得优化后的复合保护剂为：维生素B24.5%，三聚磷酸钠1.4%，固体麦精5.5%，按此保护剂配比进行冷冻干燥，可使双两歧歧杆菌的存活率由0.031%提高到30.30%，菌粉活菌数从0.07×1010cfu/g提高到7.99×1010cfu/g。
关键词：双歧杆菌，冷冻干燥，保护剂，存活率Study On Multiple Cryoprotectant Of Bifidobacterium bifidumABSTRACTThe Bifidobacterium bifidum is a probiotic representative of a typical,commonly used in the development of functional foods,but there is currently the freeze-dried Bifidobacterium bifidum viability and viable cell count and low freeze-dried powder survival issue.In order to improve the Bifidobacterium bifidum freeze-dried powder survival and cell count,the effect of yeast powder,vitamin B2,solid malt extract and other kinds of protestants on the freeze-dried Bifidobacterium bifidum powder survival and the number of viable cell was studied by single-factor test and Plackett-Burman（PB）test in this study.The results showed that yeast powder,vitamin B2and solid malt extract were main factors.Then through the climb test and response surface analysis,we got the optimized combination of protective agents: 4.5% vitamin B2,sodium tripolyphosphate1.4%,solid malt extract5.5%.According to this ratio of the freeze-drying protective agent can make the survival rate of Bifidobacterium bifidum increased from0.03%to30.30%,powder viable count from0.07×1010cfu/g to7.99×1010cfu/g.KEY WORDS:Bifidobacterium bifidum，freeze-drying，protestants，survival ratio目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)1前言 (1)1.1双歧杆菌概述 (1)1.2益生菌冷冻干燥研究进展 (1)1.2.1菌种内在因素 (2)1.2.2菌悬液的菌体浓度 (2)1.2.3菌龄 (2)1.2.4培养基的成分 (2)1.2.5抗逆能力 (3)1.2.6保护剂 (3)1.2.7预冻 (4)1.2.8保藏与复水 (4)1.3本课题目的意义 (4)2材料与方法 (6)2.1材料 (6)2.1.1菌种及培养基 (6)2.1.2试剂与药品 (6)2.1.3仪器与设备 (7)2.2试验方法 (7)2.2.1技术路线 (7)2.2.2双歧杆菌活化 (7)2.2.3双歧杆菌培养及菌体收集 (7)2.2.4冷冻干燥工艺 (8)2.2.5活菌计数 (8)2.2.6存活率和菌粉活菌数计算 (8)2.2.7响应面优化 (8)3结果与分析 (9)3.1各物质对两歧双歧杆菌存活率和菌粉活菌数的影响 (9)3.1.1酵母粉对双歧杆菌存活率和菌粉活菌数的影响 (9)3.1.2维生素B2对双歧杆菌存活率和菌粉活菌数的影响 (9)3.1.3甘油对双歧杆菌存活率和菌粉活菌数的影响 (10)3.1.4明胶对双歧杆菌存活率和菌粉活菌数的影响 (11)3.1.5PEG4000对双歧杆菌存活率和菌粉活菌数的影响 (11)3.1.6PEG6000对双歧杆菌存活率和菌粉活菌数的影响 (12)3.1.7甘露醇对双歧杆菌存活率和菌粉活菌数的影响 (13)3.1.8三聚磷酸钠对双歧杆菌存活率和菌粉活菌数的影响 (13)3.1.9固体麦精对双歧杆菌存活率和菌粉活菌数的影响 (14)3.1.10PVPK90对双歧杆菌存活率和菌粉活菌数的影响 (14)3.2Plackett一Burman设计法筛选重要因素 (15)3.4登高试验设计 (17)3.5两歧双歧杆菌BB01Box-Behnken试验设计 (18)4结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)两歧双歧杆菌复合冻干保护剂的研究11前言1.1双歧杆菌概述近些年，益生菌在我国食品中得到广泛应用，其中80%应用于发酵乳制品。
重组SRH蛋白冻干保护剂的研究
保护 剂 ， 括甘露醇 、 旋糖酐 ４ 、 包 右 ０ 蔗糖 和 甘 氨 酸 等 组 成 不 同浓 度 的单 一 和 复 合 配 方 ， 冻 干 燥 后 检 测 冻 干 样 品 的 溶 栓 活 性 和 成 冷
型 的 变 化 ， 时 ， 干 样 品 经 过 ３ ℃ 加 速 实 验 后 ， 测 其 溶 栓 活 性 和 成 型 状 况 的 改 变 ， 比分 析 各 组 保 护 剂 的 效 果 。结 果 不 同 同 冻 ７ 检 对
ｄｆｅ ｅ ｔｃ ｍｐ ｅ ｅ ｉ ｓｏ ｈ ｉ ｏ ｃ ｎｒ ｔｏ ． Ａｆｅ ｙ ｐ ｌｚ ｔｏ ｉ ｒ ｎ ｏ ｌ ｘ ｒ ｃｐｅ ｆｔｅ ｒｃ ｎ ｅ ｔａｉｎｓ ｔ ｒｌｏ ｈｉｉａｉｎ，ｔ ｈ ｏ ｂ ｌｔｃ ａ ｔｖｔ ｎｄ ｐ ａ ｔｃｔ ｈａ ｅ ｓ ｏ ｌ ｘ ｍｉ ｅ ｈｅ ｔｒ ｍ ｏｙ ｉ ｃｉ ｉ ａ ｌ ｓｉ ｉ ｃ ｎｇ ｈ ｕ ｄ ｂｅ ｅ ａ ｎ ｄ， ｙ ｙ ｉ ｈ ｅ ｎｉ ｎ ｔ ｅ ｍ ａ ｔｍｅ．ｔ ｅ ｌ ｏ ｈｉ ｚ ｄ ｓ ｍｐ ｅ ｗａ ａ ｄｌ ｈｏ ｄ ａ ｈ ｙ ｐ ｌ ｅ ａ ｌ ｓ ｒｐｉ ｙ ｔ ｗｅ ｔ３７℃ ａ ｈ ｈ ｎｇ ｆｔ ｒ ｍｂｏｙｉ ｃｉｉｙ ａ ｄ ｐａ ｔｃｔ ｌｏ ｓ ｏ ｄ ｂ ｉ ｎｄ ｔ ｅ ｃ ａ ｅｓｏ ｈ ｏ ｌ ｔｃ ａ ｔｖｔ ｎ ｌｓｉｉｙ ａｓ ｈ ｕｌ ｅ
冻干保护剂保护原理
冻干保护剂保护原理
哇塞，你知道冻干保护剂的保护原理吗？这可太神奇啦！就好像一个超级英雄，在保护着那些珍贵的物质呢！
比如说，我们把要冻干的东西想象成一个娇弱的小宝宝，而冻干保护剂呢，就是小宝宝的超级保镖！这个超级保镖是怎么保护小宝宝的呢？首先呀，它能像一床温暖的毛毯一样，包裹住小宝宝，减少水分蒸发时对它的伤害。
就像冬天的时候，我们裹上厚厚的毛毯就会觉得很温暖、很安全呀！
然后嘞，冻干保护剂还能像一个坚固的盾牌，帮小宝宝抵挡外界的各种冲击和侵害。
你想想看，要是没有这个盾牌，小宝宝得多可怜呀，随便一点小动静都可能让它受伤呢！
它还能像一个神奇的魔法师一样，改变物质的性质，让它们在冻干的过程中更加稳定。
这就好比一个普通的苹果，经过魔法师的魔法，变成了一个不会腐烂的金苹果！多厉害呀！
再来说说，冻干保护剂还会和这些物质产生奇妙的反应呢，就像是好朋友之间的默契合作。
它们一起面对冻干过程中的各种挑战，共同努力让一切都顺顺利利的。
哎呀呀，这冻干保护剂的保护原理真的是太有趣太重要了！没有它，很多东西都没办法好好地进行冻干保存呢。
所以说呀，我们一定要好好感谢这个神奇的小助手，是它让我们能享受到那么多冻干产品带来的好处呢！总之，冻干保护剂的保护原理真的是让人惊叹不已，它真的是太了不起啦！。
兽用疫苗耐热冻干保护剂的研究进展
剂 更 周 到 地 考 虑 了 具 有 生 物 活 性 的 制
胱氨酸等 。
品 在 较 高 温 度 和 较 长 保 存 时 间 的 情 况 下 冻 干 物 质 可 能 产 生 的 物 理 和 化 学 变
耐 热 保 护 剂 因 作 用 机 制 不 同 可 分 为两 大 类 ：一 类 是 渗 透剂 如 Ｄ ０、甘 ＭＳ
兽 用疫苗 耐热冻 干保护 剂 的研 究进展
谭 长江 （ 东省 即墨 市店 集动 物卫 生监督 站 ２ ６ ０ ） 孟 宇航 （ 东省 青 岛市动 物卫 生监督 所 ２ ６ ０ ） 山 ６２０ 山 ６ ０ ０
摘 要 ：耐 热 冻 干 保 护 剂 在 兽 用 冻 干 活
疫 苗 中 的 研 究 和 应 用 是 当 前 国 内 生 物 制 品 行 业 中的 热 点 问题 ．本 文 就 兽 用
疫 苗 耐 热 保 护 剂 的 研 究 和 应 用 进 展 作
出综 述
化 对 活 疫 苗 存 活 的 影 响 。 因 此 ， 比 传
统冻 干 保护 剂 更能 有 效地 保 护疫 苗 ， 保 存 时 间 更 长 久 ， 可 将 普 通 冻 干 疫 苗 的保存 温度 由一５ １ ℃提 高 到 ２ ８ ～ ℃且 保 存期达到 ２ ４个 月 以上 ．解 决 了成 品 疫
物质 和抗 氧 化 剂 。
生 物 制 品 的保 存 运 输 使 用 等 带 来 许 多
困 难 和 不 便 ，同 时 造 成 大 量 的 浪 费 和 基 金 流 失 ［。我 国 畜 产 品 养 殖 主 要 为 １ １ 小 户 分 散 养 殖 ， 同 时存 在 着 运 输 不 便 ， 冷 冻 冷 藏 设 施 差 等 问 题 ，常 现 疫 苗
油 、蔗 糖 等 ，能 渗 入 细 胞 内 ， 降 低 冷
混合乳酸菌复合冻干保护剂的研究
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ ｔ ｈｅ Ｃｒ ｙ ｏ ｐｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｔ ｆ ｏ ｒ Ｃｏ ｍ ｐｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｄ Ｌａ ｃ ｔ ｏ ｂ ａ ｃ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ
Ｃ ＨＥ Ｎ Ｈ ｅ － ｊ ｉ ａ ， ＭＵ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ — ｑ ｉ ｎ ｇ
点【 ｌ Ｊ 。通过真空冷冻 干燥 原理分析 ， 其干燥过程会造成 乳酸菌 的损伤圜 。研究 表明 ， 添加保护剂可 以改变冷冻 干燥 时菌 体细 胞所 处 的物理 、 化 学环 境 ， 减 轻或 防止 冷冻 干燥 对菌体 细胞 的损 害 ， 使乳 酸菌保 持原 有 的理 化特性 和生物 活性 ， 因此 保护剂 有效利用 已成 为提 高 菌种存活率 的关键 技术 ［ ３ １ 。 本研究将嗜热链球菌 、 保加 利亚乳杆菌 、 嗜 酸乳杆 菌按 ３： ２ ： １ 比例 ＿ ４ １ 混合 ， 进行乳
合乳酸 茵最佳保护 剂配方为 ： 甘氨酸 １ ． ０％， 脱脂乳 １ ０ ． ０％， 海藻糖 ７ ． ０％， 山梨醇 １ ． ０ ％。 研 究表 明 ， 冻干乳 酸茵发 酵
剂发酵酸度、 产 香 及 产 黏 特 性 良好 ， 且冷 冻 干燥 法制 备 的复 合 冻 干保 护 剂 对 菌种 保 护 效 果优 于 单一 保 护 剂 。 关键词 ： 冷 冻 干燥 ； 乳酸菌 ； 保 护 剂
嗜热链 球 菌 （ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｐ ｔ ｏ ｃ ｏ ｃ ｃ ｕ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ｏ ｐ ｈ ｉ ｌ ｓ ， Ｓ ． ｔ ） 来自 西藏 雪莲 ， 高产 胞外 多糖 ， 由内蒙古农 业 大学 乳酸 菌
２ ０ １ ３年 ９月
第３ ４卷第 １ ８期
混合乳酸菌复合冻干保护剂的研究
陈贺佳 ， 牟光庆’
益生菌发酵工艺、冻干保护剂优化与活性研究
益生菌发酵工艺、冻干保护剂优化与活性研究益生菌(Probiotics)又称活菌制剂,是一类能够促进宿主肠道微生物菌群的生态平衡,对宿主健康和生理功能产生有益作用的活性微生物。
益生菌主要包括乳杆菌属益生菌、双歧杆菌属益生菌、部分革兰氏阳性球菌益生菌。
益生菌具有多种功能,其具有能够抑制宿主肠道内有害菌的生长,维持肠道的微生态平衡,促进人体消化吸收等肠道保健作用,经研究发现益生菌还具有能够降低胆固醇,促进机体免疫等功能,在多个领域有广泛应用。
益生菌所具有的多种功能使其社会需求量不断增加,现在如何提高益生菌活菌数以及延长其保存时间成为面临的主要问题,针对所面临的问题,本研究选取四种益生菌为研究对象,包括鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus BMBL0606)、罗伊氏乳杆菌(L.reuteri BMBL0612)、嗜酸乳杆菌(L.acidophilus BMBL0618)和乳双歧杆菌(Bifidobacterium Lactis BMBL0624)。
通过对四种益生菌培养条件以及培养基组分进行优化,获得能够培养较高的活菌数的培养条件;通过探究最佳的冻干保护剂组分,延长其保存时间;通过喂食高脂小鼠,探究其在降血脂以及降血糖等方面的作用。
研究结果如下:1.益生菌发酵条件优化:通过对四种益生菌培养条件以及培养基组分优化,设计正交实验,确定能够使益生菌获得较高活菌数的培养条件,研究结果如下:1)鼠李糖乳杆菌最佳培养条件:在低聚半乳糖、蛋白胨、碳氮比1:3、磷酸盐含量0.4%,初始pH 7.5、37oC接种量3%条件下培养16 h,其活菌数为5.25×1014 cfu/g。
2)罗伊氏乳杆菌最佳培养条件:在低聚半乳糖、胰蛋白胨、碳氮比2:1、磷酸盐含量0.4%,初始pH 7.5、34oC、接种量3%培养12 h,其活菌数为7.8×1012cfu/g。
3)嗜酸乳杆菌最佳培养条件:在低聚半乳糖、胰蛋白胨、碳氮比1:3、磷酸盐含量0.4%,初始pH 6.5、34oC、接种量3%条件下12 h,其活菌数为9.2×1014cfu/g。
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冻干保护剂及其保护机理的研究进展生命科学学院动物科学专业2008084533（学号）严忠平（姓名）指导教师郑新添【摘要】进入上个世纪的八九十年代，科学技术的迅猛发展和人民群众对健康保障的需求为药品冷冻干燥技术的飞速发展提供了强大的动力，在药品冻干损伤和保护机理、药品冻干工艺、药品冷冻干燥机等方面取得了巨大的成绩。
但药品冷冻干燥技术是一门边缘学科，需要生物学、药学、制冷、真空和控制等知识的交叉和综合，因此仍存在亟待解决的问题。
冷冻干燥是目前保持微生物、动物组织、细胞及蛋白质等活性物质生物活性的一个有效的、普遍的方法．制品经完全冻结，并在一定的真空条件下使冰晶升华，从而达到低温脱水的目的，此过程即称为冷冻干燥，简称冻干，是冷冻和干燥的结合，其中冷冻与干燥引起的蛋白质变性的机理各不相同．【关键词】冻干保护剂保护机理药品生物自进入上个世纪的八九十年代，科学技术的迅猛发展和人民群众对健康保障的需求为药品冷冻干燥技术的飞速发展提供了强大的动力，在药品冻干损伤和保护机理、药品冻干工艺、药品冷冻干燥机等方面取得了巨大的成绩。
但药品冷冻干燥技术是一门边缘学科，需要生物学、药学、制冷、真空和控制等知识的交叉和综合，因此仍存在亟待解决的问题。
冷冻干燥是目前保持微生物、动物组织、细胞及蛋白质等活性物质生物活性的一个有效的、普遍的方法．制品经完全冻结，并在一定的真空条件下使冰晶升华，从而达到低温脱水的目的，此过程即称为冷冻干燥，简称冻干，是冷冻和干燥的结合，其中冷冻与干燥引起的蛋白质变性的机理各不相同．冷冻干燥技术最早于1813年由英国人华莱斯顿(Wollaston)发明．自Heckly和Hammer(1911年)首次对微生物进行干燥保存以来，经过多年来的完善与发展，国内外学者们发现冷冻干燥技术具有与其他干燥方法无可比拟的优点E23，菌种在低温下干燥，各种成分、酶的活性丧失少；可以保持菌种的形态、色泽；复水性好，能很快地吸水还原成干燥前的鲜活状态；脱水彻底，保存期长，储存运输、销售方便．但是，在真空冷冻干燥过程中，冷冻和干燥不可避免地会造成部分微生物细胞的损伤、死亡，及某些蛋白分子的钝化．为了提高冷冻干燥微生物、蛋白质等生物制品的存活率与生物活性，人们进行了大量的研究，其中包括冷干过程中蛋白质的空间结构的变化，以及各种保护剂对这些变化的影响[1]．1 冷冻干燥保护剂冻干是复杂的相变过程,冻干制品在整个过程存在的各种应力,包括低温应力、冻结应力、干燥应力等,常常是直接或间接导致制品中蛋白质变性的因素 ,所以在冻干过程中需使用保护剂。
要获得理想的冻干制品,适宜的冻干保护剂很重要,对于冻干后要干热处理的制品,如人FⅧ、纤维蛋白原等,冻干保护剂将会影响后续处理效果,其冻干保护剂的选择则更为重要。
冻干保护剂一般可分为多羟基化合物、糖、氨基酸、蛋白质、聚合物和无机盐等[2],不仅要具有保护制品生物学活性的效果,而且要具有冻干赋形作用[3],但任何单一的保护剂很难具备所有特性[2]。
保护剂可改变生物样品冷冻干燥时的物理、化学环境，减轻或防止冷冻干燥或复水对细胞的损害，尽可能保持原有的各种生理生化特性和生物活性．[4]冻干保护剂不仅影响冻干过程中的细胞存活率，还影响到保藏期间蛋白质及细胞的稳定性．冻干保护剂可按照不同的方式进行分类．按其是否能渗到细胞内部，可分为渗透型和非渗透型两种．按其是否能通过细胞壁或细胞膜，又可细分为：(1)既能透过细胞壁又能透过细胞膜的保护剂(如甘油)；(2)能透过细胞壁但不能透过细胞膜的保护剂(如单糖、部分双糖、氨基酸)；(3)不能透过细胞壁和细胞膜的保护剂(如海藻糖、多糖、聚乙二等)．渗透型保护剂在溶液中易结合水分子，通过水合作用使溶液的粘性增加，弱化了水的结晶过程，从而达到了保护细胞的目的．各种保护剂的使用浓度、渗入细胞的能力，以及对水分子活性的影响等各不相同．非渗透型保护剂不能进入细胞，它使溶液呈过冷状态，即可在特定温度下降低溶质浓度，从而起到保护作用．[5]根据其化学性质，保护剂又可分为多羟基化合物、糖类、氨基酸、聚合物、蛋白质等几大类．1.1 糖糖是最常见、使用最广的一类冻干保护剂，是蛋白质的非特异性稳定剂，在冻干的各个阶段均能对蛋白质生物制品起到一定的保护作用．目前用作保护剂的糖类主要有：葡萄糖、蔗糖、乳糖、海藻糖、a—D一吡喃甘露糖、纤维二糖、甘露糖、麦芽糖、肌糖、棉子糖、菊糖、右旋糖醉、麦芽糖糊精、麦芽多糖、八硫酸蔗糖、肝素、2一羟丙基一I3环糊精等．尽管糖能够对多数蛋白质提供可靠的保护作用，但并非所有的蛋白质都能被糖所保护，其原因有待于更为深入细致的研究．糖的保护作用与蛋白质的种类有关，二糖中的蔗糖和海藻糖是研究最多、也是公认的最有效的保护剂．其中蔗糖对阻止蛋白质二级结构的改变、冻干处理过程中及贮藏期内蛋白质多肽链的伸展和聚集起着显著作用．与蔗糖相比，海藻糖的玻璃化温度更高，吸湿性更低，元还原性，因此更具广泛的应用前景．葡萄糖在冻干过程中可部分保持元定型状态，对某些蛋白质具有一定的保护作用，但是葡萄糖是还原糖，有时不适合作为保护剂．糖对蛋白质的保护作用与其浓度有关，通常在某个浓度范围内，糖的保护作用随着浓度的升高而增大；当达到某一浓度时，保护作用达到最大值；此后再增大糖的浓度，保护效果元显著增加，有时反而会降低 [6]．申彤等研究发现当乳糖的浓度为10％，菌泥与保护剂的比例为1：3时，对泡菜乳酸菌的保护效果最好．[7]糖的还原性及其它性质(如旋光性)也会影响其对蛋白质的保护作用．葡萄糖、乳糖、麦芽糖、纤维二糖等还原性糖均有可能与蛋白质上暴露的某些氨基酸残基发生迈拉德反应，使制品变黄，蛋白质活性降低；旋光性不同的麦芽糖糊精在冻干过程中对乳酸脱氢酶的保护作用显示出很大差异。
1.2 多羟基化合物多羟基化合物用于蛋白质的保护剂由来已久，常见的有甘油、甘露醇、肌醇、山梨醇、硫醇、聚乙二醇、侧金盏花醇等．在微生物研究中常用甘油保存菌种，甘油也可促进冻干处理的过氧化氢酶复性，且当甘油浓度上升至0．8％，过氧化氢酶可完全复性．甘露醇不仅可作为优良的骨架剂使用，而且在一些保护剂配方中它能够兼作蛋白质的冻干保护剂．甘露醇对蛋白质的保护作用与其浓度、形态结构有关，而浓度与结晶形态有时又有一定的关联性．元定型甘露醇具有使蛋白质稳定的作用，而结晶态的甘露醇则失去保护功能；1％或更低浓度的甘露醇通过元定型结构的形成而阻止蛋白质分子的聚集，但是高浓度的甘露醇则易于形成结晶，会促进蛋白质的聚集．1.3 蛋白质蛋白质类保护剂可分为两种：一种是蛋白质制品自身，另一种为外来蛋白质．一些蛋白质经冻融后的活性和蛋白质的起始浓度有直接关系，起始浓度升高有时会促进蛋白质的复性．当制品浓度较低时，常用的外来蛋白质类作保护剂，如血清白蛋白是一个经典、优良的蛋白质稳定剂．常用于保护冻干的白细胞介素、巨噬细胞集落刺激因子(MCSF)等疏水性细胞．1％牛血清白蛋白可使兔肌肉乳酸脱氢酶水溶液的活性不受损失；人血清白蛋白则在更低浓度(<0．05％～0．1％)时也能有效阻止蛋白质表面的吸附．然而，由于血清白蛋白潜在的血源性病原体污染限制了其在蛋白产品中的应用，已有人把重组人白蛋白推荐为血清白蛋白的替代品．[8]1.4 其他类型的保护剂在上述的几种保护剂外，还有氨基酸、聚合物这两种也是比较常用的保护剂，另外还有吐温8O、普朗尼克、布里杰、十二烷基磺酸钠及抗坏血酸等一些表面活性剂或还原剂有时对冷冻及干燥过程中的蛋白质也起到一定的保护作用．各种蛋白质制品或微生物菌种的最佳保护剂不同．在某些冻干制品中，加入盐和胺可获得特定的蛋白质稳定化效果，有的也可采用不同浓度的几种保护剂进行协同保护，由此开辟了联合使用不同类型的保护剂获得稳定性更佳的冻干制品的新途径．1.5 新型冻干保护剂的发展新型耐热冻干保护剂研制成功。
目前，在我国兽用疫苗中，活的冻干疫苗占相当大的比例，国内常用的保护剂主要为牛奶、蔗糖、明胶等，组方简单，保护功能差。
我国在耐热冻干保护剂方面的研究起步较晚，工艺技术流程比较低，所以新型保护剂的研究发展也是非常紧迫的，也有待更深入的研究。
随着中国加入WTO，我国畜牧业的快速发展使得对疫苗的使用量和种类也随着增加了，加上中国市场巨大，国外生物制品涌入，市场竞争加剧。
为了本国生物制品业的生存和发展，新型有效的耐热冻干保护剂的研究和应用显得尤为迫切。
北京兽药研究所承担的“九五”国家攀登计划项目—-耐热冻干保护剂的研究, 科技人员经过五年的艰苦努力, 已取得突破性进展, 发明了多种冻干保护剂, 并已获国家专利。
一，以ND耐热冻干保护剂生产的鸡新城疫弱毒冻干苗, 在2一8℃保存期达24个月。
在37℃保存10天, 在100℃煮沸10分钟后, 其物理性状和病毒存活录高于美国、荷兰进口的同类产品。
二，以猪瘟耐热冻卜保护剂生产的锗瘟弱毒疫苗, 在2一8℃可保存24个月寿价基本不变。
三，以HVT耐热冻干保护剂生产的HVT冻千苗, 在2一8℃可保存12个月。
新型耐热漪、于探护剂的研制成功, 将使我国寿禽活疫苗的质量上一个大台阶。
耐热冻干保护剂比常规用冻干保护剂更周到地考虑了具有生物活性的制品在较高温度和较长保存时间的情况下，冻干物质可能产生的物理和化学变化对活疫苗存活的影响。
冻干保护剂的保护功能主要跟两个方面的因素有很大的关系。
一是微生物因素，微生物的种类和其本身结构差异（如病毒有无囊膜）、培养方法以及疫苗种类等方面决定了不同种类疫苗的保护剂的配方也应不同；二是保护利用的组方因素，如保护剂原料及其性质、配比、冻干曲线。
耐热冻干保护剂的组方要根据以上二者主要因素，选择组方，合理搭配，并反复验证，制定合理的冻干曲线[9]。
产品冻干以后，对其物理性状进行保存期试验，并将样品放置在不同温度下进行保存期长短及效价测定、安全性检验等对比试验。
根据试验结果，不断调整配方及冻干曲线，以达到理想的效果。
耐热冻干保护剂有良好功能和应用前景，但不同品种疫苗的保护效果并不一致，保护剂存在有些问题需要更深入研究解决。
2 冷冻干燥保护剂的作用机理为防止在冻干过程中蛋白质或细胞的损伤，人们在冻干过程中常添加糖、蛋白质、氨基酸等物质来起保护作用，保护机理为优先化作用、玻璃态假说和水代替假说．其中优先化作用主要用于说明在冷冻过程中保护剂的作用原理，玻璃态假说和水代替假说用于解释干燥过程中保护剂的作用机理。
2．1 优先化作用优先化理论涉及以下两方面的内容：一是优先水化，蛋白质优先和水发生作用；二是优先排斥，保护剂优先从蛋白质表面排斥．这样蛋白质表面存在相对多的水和相对少的保护剂分子。
保护剂优先从蛋白质表面进入溶液中，使其能在冷冻的过程中发挥保护蛋白质的作用[10]．其本质是提高了蛋白质的变性自由能．但是有些现象尚不能用优先化作用机理解释，如高分子物质在冷冻过程的作用机理．由于优先化作用主要依靠水的存在而起作用，因此不能解释保护剂在干燥阶段发挥作用．2．2 玻璃态假说玻璃化是指物质以非晶态形式存在的一种状态。