真空冷冻干燥机技术在菌种冻干保存的应用
2025-07-17 17:07:09
拓纷机械
菌种冻干技术是一种通过真空冷冻干燥方法保存微生物活性的重要工艺。
在菌种冻干过程中，微生物悬液首先被快速冷冻至<-40℃，使细胞内游离水形成冰晶。随后在真空环境下<10Pa，冰晶直接升华为为水蒸气逸出，最终获得含水量仅<3%的干燥菌粉。有效维持细胞膜结构和蛋白质活性，使微生物处于休眠状态。
冻干工艺的核心在于控制预冻速率、干燥温度和真空度三大参数。根据实验，乳酸菌的最适冷冻速率为3-5℃/min，酵母菌则为3-10℃/min。过快的冷冻会导致胞内冰晶损伤细胞器，而过慢的冷冻则使细胞外溶质浓度升高引发渗透压休克。冷冻干燥阶段需将物料温度始终维持在共晶点以下。
SFD冻干设备实现PLC智能化控制，精确调控搁板温度（±1℃）和真空度（±5Pa）。工业级冻干机采用辐射式加热和硅油循环系统，使10kg菌泥的干燥周期缩短至<24小时。疫苗生产领域，冻干技术成功解决了脊髓灰质炎疫苗在热带地区的热稳定性问题；在食品工业中，冻干益生菌制剂已广泛应用于酸奶发酵和膳食补充剂。随着微胶囊技术发展，采用肠溶包衣的冻干菌粉可实现胃液通过率>90%，提升口服益生菌制剂的疗效。