1.1.1蛋白衍生物類抗凍劑

作為抗凍劑的蛋白衍生物大多是由蛋白質(zhì)經(jīng)特異性的酶作用水解而得到的長短不同的蛋白水解物。在這些蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物中，具有較強抗凍作用的便是抗凍肽?？箖鲭闹饕允吃葱缘鞍自礊樵希ㄟ^特異性的酶切位點水解獲得，具有可控、高效的特點。由于抗凍肽作為抗凍劑時可以在很大程度上緩解由于大量使用磷酸鹽類抗凍劑而導致的鈣吸收減弱，以及由于使用糖類抗凍劑而造成對糖尿病人群帶來的威脅，因此，它被人們認為是一種極具應用前景的新型抗凍劑。

抗凍肽的作用機理與抗凍蛋白類似，均可由吸附抑制假說進行解釋，汪少蕓等研究認為，具有特定長度及結構的抗凍肽，能在形成的冰晶表面內(nèi)與水分子形成氫鍵，并通過氫鍵緊密地吸附在冰核的表面，從而起到改變冰晶生長方向、抑制冰晶生長及冰的重結晶的作用。

1　抗凍劑在食品冷凍加工中的應用

1.1　抗凍劑在畜肉類以及水產(chǎn)品加工中的應用

研究表明，在肉制品中添加抗凍蛋白等抗凍劑可以賦予肉類抗凍性，使得其在冷凍加工、貯藏過程中品質(zhì)的劣變減少。此外，通過大量研究，人們已經(jīng)將抗凍劑成功應用于鯉魚、鳙魚、文蛤、扇貝和南美白對蝦等多種水產(chǎn)品及其制品的生產(chǎn)、運輸、貯藏中。羅永康等研究發(fā)現(xiàn)將由0.3%的多聚磷酸鹽、2%蔗糖以及2%山梨醇混合而成的復合抗凍劑添加到鰱魚魚糜中，制得的產(chǎn)品具有較好的抗蛋白冷凍變性作用。Mastanjevi?等在前人使用麥芽糖、海藻糖等單糖類抗凍劑的基礎上，增加了經(jīng)物理、化學因素改性后的木薯淀粉以及大麥淀粉，發(fā)現(xiàn)抗凍劑的加入可以有效地改善雞糜冷凍后的色澤、硬度、咀嚼性和彈性等質(zhì)構性質(zhì)，增加了其商品價值。此外，也有研究者將從北極鱈魚體內(nèi)提取出的抗凍蛋白溶液注射進待屠宰的羔羊體內(nèi)，并在完成屠宰，制成冷凍肉后利用顯微鏡對肉進行觀察，結果發(fā)現(xiàn)注入的抗凍蛋白可以防止羊肉在冷凍過程中形成大塊冰晶，減小冰晶對組織細胞的損傷，降低了產(chǎn)品的汁液流失率。

1.2　抗凍劑在冷凍面制品中的應用

冷凍過程中，酵母細胞易受損傷而發(fā)生破裂，對生理活性、發(fā)酵力和產(chǎn)氣量產(chǎn)生影響。同時，由于酵母細胞破裂時會釋放出具有較強還原性的谷胱甘肽，破壞面筋網(wǎng)絡結構，使面團的保氣性下降，導致產(chǎn)品感官品質(zhì)變差。而在制備冷凍面團時，除了選用抗凍能力較強的酵母外，加入一定量的抗凍劑也是一種常用的提高面團品質(zhì)的方法。加入的抗凍劑不僅能保護面團中的酵母細胞，維持其原有的發(fā)酵能力，還能顯著抑制冷凍面團的水分遷移與流失，可以有效阻止冰晶的形成以及晶體的增大，保護面筋結構，提高面團的膨脹和持氣能力，使產(chǎn)品具有良好品質(zhì)，避免出現(xiàn)凍裂和面團萎縮現(xiàn)象。冷凍饅頭改良劑便是一種典型的冷凍面制品抗凍劑，它的加入可以在很大程度上防止由于酵母細胞破裂而造成的面筋蛋白變性，并保持面筋的持水及持氣的能力。此外，在應用于冷凍面制品的眾多食品抗凍劑中，抗凍肽作為一種新型、綠色且抗凍能力較強的食品抗凍劑，近年來，在冷凍面團制品的低溫加工、保藏過程中的應用越來越多。其中，孫麗潔等成功將抗凍肽應用于一般冷凍面團，李靈等、張莉等也將抗凍肽應用于冷凍馬鈴薯面團的加工過程中。

1.3　抗凍劑在水果蔬菜的加工以及貯藏中的應用

自20世紀60年代末，研究人員便開始研究抗凍蛋白的應用，但抗凍蛋白降低冰點的能力較弱，作用效果無法與常用的蔗糖、山梨醇等抗凍劑的效果產(chǎn)生顯著差異。此外，由于抗凍蛋白的自然生產(chǎn)量極低，因此并不具備作為抗凍劑的成熟條件。然而，在近幾十年，基因工程技術的高速發(fā)展，為抗凍蛋白的深入應用打下了堅實的基礎。通常，人們運用DNA重組技術，將控制合成抗凍蛋白的基因轉(zhuǎn)移到目標果蔬上，并使之表達，得到具有抗凍特性的新品種果蔬。通過這種方式，人們對果蔬的抗凍特性進行了改良，使果蔬的抗寒能力得到了根本上的提高，使其采后加工貯藏能力有所提高，延長了某些果蔬的貯藏壽命。1984年，美洲擬蝶中抗凍蛋白的基因序列被闡明。隨后，Georges等將編碼抗凍蛋白的基因轉(zhuǎn)移到玉米中，得到了具有抗凍特性的玉米新品種。此外，人們還將從魚體內(nèi)提取的AFPI抗凍蛋白滲入到植物葉和莖的組織中，并測定處理后植物莖、葉的冰點，結果發(fā)現(xiàn)其冰點均降低了至少1.8℃。這表明植物莖干、葉片等可以通過浸泡魚抗凍蛋白的方式獲得抗凍活性，降低植物細胞內(nèi)冰晶形成的速度，以防止組織結構受到損傷而引起其感官以及食用品質(zhì)的下降。可見，通過將食品抗凍劑應用于果蔬貯藏及加工中，可以極大地提升果蔬對不良環(huán)境的抗性，從而提高產(chǎn)量、降低成本。

2　結語

隨著冷凍食品加工行業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國的冷鏈正不斷地完善。作為一種能夠改變食品冷凍特性的食品添加劑，抗凍劑受到了人們越來越多的關注。盡管不同類別的抗凍劑的作用機理以及應用場合不盡相同，但無論哪種食品，在使用了抗凍劑后，凍結后產(chǎn)生的冰晶均小于未添加時食品中所形成的冰晶大小，這在很大程度上防止了由于冰晶顆粒過大而造成的組織和細胞的機械損傷，因此食品抗凍劑至今仍具有較高的研究價值。同時，由于近些年來食品冷凍技術的快速發(fā)展，加上抗凍劑的傳統(tǒng)應用方式存在濃度難以控制、處理后難以保障抗凍劑在食品中分布均勻等問題，所以研究更加高效且安全的抗凍劑，以及將抗凍劑的利用與新興食品冷凍技術相結合，仍是今后的科研工作者努力探索的方向。

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