külmutusaine

Külmutusaine on aine, jota käytetään helpottamaan jäätymistä tai pakastamista sekä biologisissa että teollisissa prosesseissa. Suomessa termi kattaa sekä yleisen cryoprotectant-idean että yksittäiset kemialliset aineet. Külmutusaineet ovat olennaisia biologisten näytteiden pitkäaikaissäilytyksessä cryopreservationissa, jossa näytteet tallennetaan erittäin matalissa lämpötiloissa. Niitä käytetään myös elintarvikkeiden jääkiteiden hallinnassa, parantamaan pakastettavien tuotteiden laatua.

Külmutusaineet jaetaan yleisesti kahteen ryhmään: permeatiivisiin ja ei-permeatiivisiin. Permeatiiviset aineet tunkeutuvat solunsisäiseen tilaan ja auttavat suojaamaan soluja sisäisiltä jäätymisvaurioilta. Esimerkkejä ovat glyseroli ja dimetyylisulfoksidi (DMSO). Ei-permeatiiviset aineet toimivat ulkoympäristön kautta: esimerkiksi sakkaroosi ja trehaloosi.

Toimintaperiaate perustuu jääkiteiden muodostumisen estämiseen, veden siirtymisen hallintaan solunsisäiseen ja -väliaineeseen sekä solukalvon ja proteiinien stabilointiin kylmässä. Näiden aineiden avulla voidaan toteuttaa kontrolloitu jäätyminen, joka minimoi biologisen näytteen vauriot.

Käyttökohteita ovat biologisten näytteiden cryopreservation: solu- ja kudosnäytteet, hiukkas- ja mikrobiologiset kulttuurit sekä eläinten ja kasvien näytteet; sekä elintarvikkeiden pakastamisen laadun parantaminen. Yleisiä käytäntöjä ovat oikeat pitoisuudet, nopea tai kontrolloitu jäätymismiljöö ja näytteiden nopea sulattaminen tarvittaessa. Külmutusaineet voivat olla myrkyllisiä korkeissa pitoisuuksissa, joten niitä käsitellään asianmukaisissa olosuhteissa ja hävitetään turvallisesti.