菌種及培養條件的選擇

    菌種的選擇對凍幹的效果也是很重要的，乳酸菌因種屬的不同其抗凍能力也互不相同。如鏈球菌屬抗凍能力較強，明串珠菌和乳杆菌則稍差一些。細菌在稍低於最適生長溫度中培養，收集的細胞耐凍能力較強；或通過優化生長培養基提高細胞濃度，來降低細胞在冷凍幹燥條件造成的損傷。此外，菌體收集時期對凍幹影響也有不同，對數期細胞對溫度較為敏感，而對數期末期和穩定期前期收集的細胞抗凍能力較強，可能是由於細胞膜結構的穩定性與細胞生長階段有關(Brashears等，1995)。

 

    在一些研究中發現在生長培養基中加入一些金屬離子有利於凍幹。Abraham等(1990)研究發現在生長培養基中加入適量CaCO3可以有效防止細胞在凍幹時造成的死亡及損傷，Mn2+、Mg2+卻沒有這種作用。

    凍幹前的預處理

    冷休克和熱休克

    由於溫度的突然降低，微生物經受一係列物理和生化變化，包括一係列蛋白的合成，即冷休克蛋白，冷休克蛋白存在於低溫條件下，結果耐冷能力增強，同時細胞膜裏的不飽和脂肪酸增加，這種現象可以看成微生物在低溫條件下保護自己的一種機製（辛明秀，1998；Bae等，1997；Derzelle等，2000）。

 

 

    Jeroen等人比較20℃，4h和10℃，4h處理嗜熱鏈球菌，發現在20℃，4h產生的冷休克蛋白（CSPs）的數量是10℃，4h產生蛋白數量的2～3倍，其凍幹後存活率明顯高於後者（Kim等，1998）。Broadbent（1999）等對乳酸乳球菌進行了冷休克（10℃，2h）處理，發現細胞內出現冷休克蛋白Caps，同時細胞膜檢驗地帶網脂成分發生變化不飽和脂肪酸含量增加，不飽和脂肪酸某種程度的增加，會引起脂類溶化點的降低，致使飽和膜脂肪酸/不飽和脂肪酸比值降低，增加了抗凍能力。Kim等也證實了對乳酸乳球菌冷休克處理（10℃、5h）與未經過冷休克處理的菌株相比，凍幹後可明顯提高存活率，所以通過對細胞采用適合的休克處理，可改善細胞的抗冷凍幹燥能力。但是隨著凍幹後長時間的貯存，冷休克蛋白的作用則明顯減少（Wouters等，1999）。

 

Prasad等(2003)對Lactobacillus rhamnosusHN001進行50℃熱休克處理後，在30℃條件下保藏，其存活率明顯（p<0.05）高於未熱休克處理的對照樣。Broadbent等對乳酸乳球菌進行了熱休克處理（42℃、25min），經過電泳試驗發現產生熱休克蛋白Hsps，並且產生與未處理菌株細胞膜相比有較高的環丙烷脂肪酸(C19：0)含量，凍幹後發現對細胞的存活率有較大的提高，因此熱休克處理也是提高凍幹後存活率的一種方法(Broadbent 等，1999)。關於冷休克蛋白和冷休克反應機製還不清楚，需要進一步證實，但不可否認冷休克與熱休克一樣都是微生物為了生存而對環境的一種適應。