水固化特征,顯微鏡觀察重結(jié)晶迅速凍結(jié)產(chǎn)生的微結(jié)晶結(jié)構(gòu)

水固化的一些特征有三種主要現(xiàn)象:

 (1 ）結(jié)晶；
（2 ）玻璃狀態(tài)的發(fā)展；
（3 ）重結(jié)晶。雖然在純水的凍結(jié)中也發(fā)生這些現(xiàn)象，但這里只
考慮真溶液。

  （1 ）結(jié)晶 結(jié)晶過程分成兩步，成核和晶體生長。在成核中，一群
水分子集結(jié)成細(xì)小而有秩序的顆粒，稱為晶核，沒有一些過冷就不會(huì)發(fā)
生成核‘。與成核對照，晶體在很接近凍結(jié)點(diǎn)的溫度下才生長，只要預(yù)
先有接種的品核就可。晶體大小與晶體的生長速度成正比，但與成核的
速度成反比，也和晶核的數(shù)量成反比，但由于包括許多中間的和初始的
因素，因此，這些關(guān)系十分復(fù)雜。

  總結(jié)起來，對于凍結(jié)食晶高質(zhì)量所必要的，就是要注意這樣一些有
利于形成小冰晶的主要因索：

  ①過冷：

  ②迅速除去熱量；

  ③在結(jié)晶過程中對溶液的攪動(dòng)；

  ④加入極少量的某些有機(jī)溶質(zhì)，就會(huì)減慢冰晶的成長，如乙醇、蔗
糖和某些蛋白質(zhì)之類：

  ⑤溶液粘度的增加。粘度增加的特殊原因有

  ①由于凍結(jié)點(diǎn)下降．結(jié)晶溫度也將下降（見前節(jié)）；②由于加入非
電解質(zhì)，如蔗糖，甘油；更多的是③加入了膠體。

  其它條件相同時(shí)，結(jié)晶大小主要取決于熱量散去的速度，即冷卻速
度。當(dāng)緩慢凍結(jié)時(shí)，形成少量晶體，但都是大顆粒的；相反，迅速凍結(jié)
時(shí)，形成大量的晶體，但都是小顆粒的。

  （2 ）玻璃狀態(tài)當(dāng)一個(gè)薄層的水溶液迅速冷卻時(shí)（例如在液態(tài)氮的
極低溫度下達(dá)每秒幾百度的速度），就固化成一透明的玻璃狀態(tài)。這個(gè)
過程稱為。玻璃化“，最初認(rèn)為不發(fā)生水的結(jié)晶。但羅耳弗（Rolfe ）
  提供的新資料說明，早期仍有結(jié)晶存在，這可在偏振光中測出，也
可用X 光測出，但由于結(jié)晶單位過小，用光學(xué)顯微鏡是看不見的。
  按照路塞納（Lusena）的報(bào)道，一個(gè)完全無定形的狀態(tài)，只有從高
度濃縮的膠態(tài)系統(tǒng)中才能得到，例如從含有65％以上明膠的凝膠中得到。

  （3 ）重結(jié)晶作用迅速凍結(jié)產(chǎn)生的微結(jié)晶結(jié)構(gòu)，在進(jìn)一步存放時(shí)會(huì)
產(chǎn)生變化。有兩種主要的重結(jié)晶形式，即遷移重結(jié)晶和侵入重結(jié)晶¨。
  遷移重結(jié)晶是指完全發(fā)展了的冰晶結(jié)構(gòu)的變化，在足夠高的溫度情
況下，消耗小晶體，成長為大晶體。由于這一重結(jié)晶作用，形成一種較
粗糙的結(jié)構(gòu)，同時(shí)透明度也改變了。重結(jié)晶的范圍隨保持溫度、溫度波
動(dòng)幅度和時(shí)間的增加而增大。

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