常用抗冻剂及其在冷链食品工业中的应用（二）

1.1.1蛋白衍生物类抗冻剂

作为抗冻剂的蛋白衍生物大多是由蛋白质经特异性的酶作用水解而得到的长短不同的蛋白水解物。在这些蛋白质的水解产物中，具有较强抗冻作用的便是抗冻肽。抗冻肽主要以食源性蛋白源为原料，通过特异性的酶切位点水解获得，具有可控、高效的特点。由于抗冻肽作为抗冻剂时可以在很大程度上缓解由于大量使用磷酸盐类抗冻剂而导致的钙吸收减弱，以及由于使用糖类抗冻剂而造成对糖尿病人群带来的威胁，因此，它被人们认为是一种极具应用前景的新型抗冻剂。

抗冻肽的作用机理与抗冻蛋白类似，均可由吸附抑制假说进行解释，汪少芸等研究认为，具有特定长度及结构的抗冻肽，能在形成的冰晶表面内与水分子形成氢键，并通过氢键紧密地吸附在冰核的表面，从而起到改变冰晶生长方向、抑制冰晶生长及冰的重结晶的作用。

1　抗冻剂在食品冷冻加工中的应用

1.1　抗冻剂在畜肉类以及水产品加工中的应用

研究表明，在肉制品中添加抗冻蛋白等抗冻剂可以赋予肉类抗冻性，使得其在冷冻加工、贮藏过程中品质的劣变减少。此外，通过大量研究，人们已经将抗冻剂成功应用于鲤鱼、鳙鱼、文蛤、扇贝和南美白对虾等多种水产品及其制品的生产、运输、贮藏中。罗永康等研究发现将由0.3%的多聚磷酸盐、2%蔗糖以及2%山梨醇混合而成的复合抗冻剂添加到鲢鱼鱼糜中，制得的产品具有较好的抗蛋白冷冻变性作用。Mastanjević等在前人使用麦芽糖、海藻糖等单糖类抗冻剂的基础上，增加了经物理、化学因素改性后的木薯淀粉以及大麦淀粉，发现抗冻剂的加入可以有效地改善鸡糜冷冻后的色泽、硬度、咀嚼性和弹性等质构性质，增加了其商品价值。此外，也有研究者将从北极鳕鱼体内提取出的抗冻蛋白溶液注射进待屠宰的羔羊体内，并在完成屠宰，制成冷冻肉后利用显微镜对肉进行观察，结果发现注入的抗冻蛋白可以防止羊肉在冷冻过程中形成大块冰晶，减小冰晶对组织细胞的损伤，降低了产品的汁液流失率。

1.2　抗冻剂在冷冻面制品中的应用

冷冻过程中，酵母细胞易受损伤而发生破裂，对生理活性、发酵力和产气量产生影响。同时，由于酵母细胞破裂时会释放出具有较强还原性的谷胱甘肽，破坏面筋网络结构，使面团的保气性下降，导致产品感官品质变差。而在制备冷冻面团时，除了选用抗冻能力较强的酵母外，加入一定量的抗冻剂也是一种常用的提高面团品质的方法。加入的抗冻剂不仅能保护面团中的酵母细胞，维持其原有的发酵能力，还能显著抑制冷冻面团的水分迁移与流失，可以有效阻止冰晶的形成以及晶体的增大，保护面筋结构，提高面团的膨胀和持气能力，使产品具有良好品质，避免出现冻裂和面团萎缩现象。冷冻馒头改良剂便是一种典型的冷冻面制品抗冻剂，它的加入可以在很大程度上防止由于酵母细胞破裂而造成的面筋蛋白变性，并保持面筋的持水及持气的能力。此外，在应用于冷冻面制品的众多食品抗冻剂中，抗冻肽作为一种新型、绿色且抗冻能力较强的食品抗冻剂，近年来，在冷冻面团制品的低温加工、保藏过程中的应用越来越多。其中，孙丽洁等成功将抗冻肽应用于一般冷冻面团，李灵等、张莉等也将抗冻肽应用于冷冻马铃薯面团的加工过程中。

1.3　抗冻剂在水果蔬菜的加工以及贮藏中的应用

自20世纪60年代末，研究人员便开始研究抗冻蛋白的应用，但抗冻蛋白降低冰点的能力较弱，作用效果无法与常用的蔗糖、山梨醇等抗冻剂的效果产生显著差异。此外，由于抗冻蛋白的自然生产量极低，因此并不具备作为抗冻剂的成熟条件。然而，在近几十年，基因工程技术的高速发展，为抗冻蛋白的深入应用打下了坚实的基础。通常，人们运用DNA重组技术，将控制合成抗冻蛋白的基因转移到目标果蔬上，并使之表达，得到具有抗冻特性的新品种果蔬。通过这种方式，人们对果蔬的抗冻特性进行了改良，使果蔬的抗寒能力得到了根本上的提高，使其采后加工贮藏能力有所提高，延长了某些果蔬的贮藏寿命。1984年，美洲拟蝶中抗冻蛋白的基因序列被阐明。随后，Georges等将编码抗冻蛋白的基因转移到玉米中，得到了具有抗冻特性的玉米新品种。此外，人们还将从鱼体内提取的AFPI抗冻蛋白渗入到植物叶和茎的组织中，并测定处理后植物茎、叶的冰点，结果发现其冰点均降低了至少1.8℃。这表明植物茎干、叶片等可以通过浸泡鱼抗冻蛋白的方式获得抗冻活性，降低植物细胞内冰晶形成的速度，以防止组织结构受到损伤而引起其感官以及食用品质的下降。可见，通过将食品抗冻剂应用于果蔬贮藏及加工中，可以极大地提升果蔬对不良环境的抗性，从而提高产量、降低成本。

2　结语

随着冷冻食品加工行业的蓬勃发展，我国的冷链正不断地完善。作为一种能够改变食品冷冻特性的食品添加剂，抗冻剂受到了人们越来越多的关注。尽管不同类别的抗冻剂的作用机理以及应用场合不尽相同，但无论哪种食品，在使用了抗冻剂后，冻结后产生的冰晶均小于未添加时食品中所形成的冰晶大小，这在很大程度上防止了由于冰晶颗粒过大而造成的组织和细胞的机械损伤，因此食品抗冻剂至今仍具有较高的研究价值。同时，由于近些年来食品冷冻技术的快速发展，加上抗冻剂的传统应用方式存在浓度难以控制、处理后难以保障抗冻剂在食品中分布均匀等问题，所以研究更加高效且安全的抗冻剂，以及将抗冻剂的利用与新兴食品冷冻技术相结合，仍是今后的科研工作者努力探索的方向。

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