水固化特征,显微镜观察重结晶迅速冻结产生的微结晶结构
水固化的一些特征有三种主要现象:
(1 ）结晶；
（2 ）玻璃状态的发展；
（3 ）重结晶。虽然在纯水的冻结中也发生这些现象，但这里只
考虑真溶液。
（1 ）结晶 结晶过程分成两步，成核和晶体生长。在成核中，一群
水分子集结成细小而有秩序的颗粒，称为晶核，没有一些过冷就不会发
生成核‘。与成核对照，晶体在很接近冻结点的温度下才生长，只要预
先有接种的品核就可。晶体大小与晶体的生长速度成正比，但与成核的
速度成反比，也和晶核的数量成反比，但由于包括许多中间的和初始的
因素，因此，这些关系十分复杂。
总结起来，对于冻结食晶高质量所必要的，就是要注意这样一些有
利于形成小冰晶的主要因索：
①过冷：
②迅速除去热量；
③在结晶过程中对溶液的搅动；
④加入极少量的某些有机溶质，就会减慢冰晶的成长，如乙醇、蔗
糖和某些蛋白质之类：
⑤溶液粘度的增加。粘度增加的特殊原因有
①由于冻结点下降．结晶温度也将下降（见前节）；②由于加入非
电解质，如蔗糖，甘油；更多的是③加入了胶体。
其它条件相同时，结晶大小主要取决于热量散去的速度，即冷却速
度。当缓慢冻结时，形成少量晶体，但都是大颗粒的；相反，迅速冻结
时，形成大量的晶体，但都是小颗粒的。
（2 ）玻璃状态当一个薄层的水溶液迅速冷却时（例如在液态氮的
极低温度下达每秒几百度的速度），就固化成一透明的玻璃状态。这个
过程称为。玻璃化“，较初认为不发生水的结晶。但罗耳弗（Rolfe ）
提供的新资料说明，早期仍有结晶存在，这可在偏振光中测出，也
可用X 光测出，但由于结晶单位过小，用光学显微镜是看不见的。
按照路塞纳（Lusena）的报道，一个完全无定形的状态，只有从高
度浓缩的胶态系统中才能得到，例如从含有65％以上明胶的凝胶中得到。
（3 ）重结晶作用迅速冻结产生的微结晶结构，在进一步存放时会
产生变化。有两种主要的重结晶形式，即迁移重结晶和侵入重结晶¨。
迁移重结晶是指完全发展了的冰晶结构的变化，在足够高的温度情
况下，消耗小晶体，成长为大晶体。由于这一重结晶作用，形成一种较
粗糙的结构，同时透明度也改变了。重结晶的范围随保持温度、温度波
动幅度和时间的增加而增大。
