Growth rate and morphology of ice crystals growing in a solution of trehalose and water

过冷 海藻糖 形态学(生物学) 蔗糖 增长率 冰晶 分子 晶体生长 化学 化学工程 生物物理学 结晶学 食品科学 生物 气象学 有机化学 生物化学 物理 数学 工程类 几何学 遗传学
作者
Tadanori Sei,T. Gonda,Y. Arima
出处
期刊:Journal of Crystal Growth [Elsevier BV]
卷期号:240 (1-2): 218-229 被引量:66
标识
DOI:10.1016/s0022-0248(02)00875-8
摘要

In-situ observations have been made of ice crystals growing in solutions of trehalose and water in order to investigate how trehalose suppresses the growth of ice crystals and protects organisms from the freezing of their cellular water. In the range of trehalose concentration below 41.7 wt% the growth rate along the a-axis was found to increase proportionally to the second power of the supercooling and to be suppressed by 75% when the trehalose concentration was doubled. In this manner, trehalose proved to be approximately twice as effective as sucrose in suppressing the growth rate of ice crystals. It was also more effective than sucrose in suppressing the morphological instability of ice crystals. This effectiveness is believed to be related to the fact that trehalose binds more water molecules than does a sucrose molecule.
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