糖类保护剂对微生物细胞的冻干脱水具有显著的保护作用,主要以“水置换的作用”达到保护膜系统的完整性;天然保护剂,如脱脂牛奶、血清、卵黄可以防止微生物细胞在预冻过程中膜脂蛋白分解变性。使用适当比例的牛奶和糖类保护剂可使假丝母菌细胞的存活率从 0.2%提高到 30%~40%。因此,研究中选脱脂牛奶和聚糖为螺旋藻冻干保护剂进行了实验研究。
准确称量脱脂奶粉各 10g、5g、2.5g,按比例分别配置成浓度为 20%、10%、5%的脱脂牛奶保护剂;准确称量葡聚糖各 2g、1g、0.5g,按比例分别配置成浓度为 10%、5%、2.5%的葡聚糖保护剂;螺旋藻培养液 (主要成分为 NaCl,浓度为 0.5mol/L) 和按 1:2例稀释的稀培养液 (NaCl 浓度 0.25mol/L)。分装在直径为 60mm 的玻璃中,各装 5mL。
分别取 2mL 离心清洗后新鲜螺旋藻放入分装好的各种保护剂中,摇匀;将准备好的各种物料用冰箱预冻到-30℃,在 GLZ-0.4 冷冻干燥机上干燥,冻干过程冷阱温度、搁板温度、物料内部温度以及干燥室压力随时间的变化如图 6-7 所示。
冻干后的螺旋藻真空封装,常温保存 10 天后,复水 10min,然后在倒置显微镜下观测其形态结构。
图 6-8 为用脱脂牛奶为保护剂冻干螺旋藻后的形态结构。当用不同浓度的脱脂牛奶为保护剂时,对螺旋藻的细胞形态结构都有一定的保护作用,特别是用浓度 10%的脱脂牛奶为保护剂时螺旋藻的螺面不发生变化,完性好,与新鲜螺旋藻的基木一致,但直径方向存在缩水。
图 6-9 为用葡聚糖为保护剂冻干螺旋藻后的形态结构。可以看出,葡聚糖在冻干过程中对螺旋藻细胞没有明显的保护作用,不适宜作为螺旋藻的冻干保护剂。
图 6-10 (a) 为纯螺旋藻冰箱冻结冻干后的形态结构。与新鲜螺旋藻相比直径方向有明显的收缩,且破碎严重,完整性差。图 6-10 (b)为0.5ol/L 的 NaCl培养液作为保护剂时螺旋藻冻干后的形态结构,完整性较好。图 6-10 (c) 为 0.25mol/L 的 NaCI稀培养液作为保护剂时螺旋藻冻干后的形态结构,直径方向的收缩明显减少,几乎没有收缩,与新鲜螺旋藻的差不多,完整性也很好。
通过实验分析得出,10%脱脂牛奶和稀培养液可作为螺旋藻的冻干保护剂。