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(zhǎng)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(qiáng)抗凍作用的便是抗凍肽。抗凍肽主要以食源性蛋白源為原料，通過(guò)特異性的酶切位點(diǎn)水解獲得，具有可控、高效的特點(diǎn)。由于抗凍肽作為抗凍劑時(shí)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(dǎo)致的鈣吸收減弱，以及由于使用糖類抗凍劑而造成對(duì)糖尿病人群帶來(lái)的威脅，因此，它被人們認(rèn)為是一種極具應(yīng)用前景的新型抗凍劑。

抗凍肽的作用機(jī)理與抗凍蛋白類似，均可由吸附抑制假說(shuō)進(jìn)行解釋，汪少蕓等研究認(rèn)為，具有特定長(zhǎng)度及結(jié)構(gòu)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(guò)氫鍵緊密地吸附在冰核的表面，從而起到改變冰晶生長(zhǎng)方向、抑制冰晶生長(zhǎng)及冰的重結(jié)晶的作用。

1　抗凍劑在食品冷凍加工中的應(yīng)用

1.1　抗凍劑在畜肉類以及水產(chǎn)品加工中的應(yīng)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(guò)程中品質(zhì)的劣變減少。此外，通過(guò)大量研究，人們已經(jīng)將抗凍劑成功應(yīng)用于鯉魚(yú)、鳙魚(yú)、文蛤、扇貝和南美白對(duì)蝦等多種水產(chǎn)品及其制品的生產(chǎn)、運(yùn)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(fù)合抗凍劑添加到鰱魚(yú)魚(yú)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(chǔ)上，增加了經(jīng)物理、化學(xué)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(gòu)性質(zhì)，增加了其商品價(jià)值。此外，也有研究者將從北極鱈魚(yú)體內(nèi)提取出的抗凍蛋白溶液注射進(jìn)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(duì)肉進(jìn)行觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)注入的抗凍蛋白可以防止羊肉在冷凍過(guò)程中形成大塊冰晶，減小冰晶對(duì)組織細(xì)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(yīng)用

冷凍過(guò)程中，酵母細(xì)胞易受損傷而發(fā)生破裂，對(duì)生理活性、發(fā)酵力和產(chǎn)氣量產(chǎn)生影響。同時(shí)，由于酵母細(xì)胞破裂時(shí)會(huì)釋放出具有較強(qiáng)還原性的谷胱甘肽，破壞面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使面團(tuán)的保氣性下降，導(dǎo)致產(chǎn)品感官品質(zhì)變差。而在制備冷凍面團(tuán)時(shí)，除了選用抗凍能力較強(qiáng)的酵母外，加入一定量的抗凍劑也是一種常用的提高面團(tuán)品質(zhì)的方法。加入的抗凍劑不僅能保護(hù)面團(tuán)中的酵母細(xì)胞，維持其原有的發(fā)酵能力，還能顯著抑制冷凍面團(tuán)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(hù)面筋結(jié)構(gòu)，提高面團(tuán)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(tuán)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(xì)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(yīng)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(qiáng)的食品抗凍劑，近年來(lái)，在冷凍面團(tuán)制品的低溫加工、保藏過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越多。其中，孫麗潔等成功將抗凍肽應(yīng)用于一般冷凍面團(tuán)，李靈等、張莉等也將抗凍肽應(yīng)用于冷凍馬鈴薯面團(tuán)的加工過(guò)程中。

1.3　抗凍劑在水果蔬菜的加工以及貯藏中的應(yīng)用

自20世紀(jì)60年代末，研究人員便開(kāi)始研究抗凍蛋白的應(yīng)用，但抗凍蛋白降低冰點(diǎn)的能力較弱，作用效果無(wú)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(shù)的高速發(fā)展，為抗凍蛋白的深入應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通常，人們運(yùn)用DNA重組技術(shù)，將控制合成抗凍蛋白的基因轉(zhuǎn)移到目標(biāo)果蔬上，并使之表達(dá)，得到具有抗凍特性的新品種果蔬。通過(guò)這種方式，人們對(duì)果蔬的抗凍特性進(jìn)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(zhǎng)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(yú)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(cè)定處理后植物莖、葉的冰點(diǎn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其冰點(diǎn)均降低了至少1.8℃。這表明植物莖干、葉片等可以通過(guò)浸泡魚(yú)抗凍蛋白的方式獲得抗凍活性，降低植物細(xì)胞內(nèi)冰晶形成的速度，以防止組織結(jié)構(gòu)受到損傷而引起其感官以及食用品質(zhì)的下降。可見(jiàn)，通過(guò)將食品抗凍劑應(yīng)用于果蔬貯藏及加工中，可以極大地提升果蔬對(duì)不良環(huán)境的抗性，從而提高產(chǎn)量、降低成本。

2　結(jié)語(yǔ)

隨著冷凍食品加工行業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國(guó)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?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。盡管不同類別的抗凍劑的作用機(jī)理以及應(yīng)用場(chǎng)合不盡相同，但無(wú)論哪種食品，在使用了抗凍劑后，凍結(jié)后產(chǎn)生的冰晶均小于未添加時(shí)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(guò)大而造成的組織和細(xì)胞的機(jī)械損傷，因此食品抗凍劑至今仍具有較高的研究?jī)r(jià)值。同時(shí)，由于近些年來(lái)食品冷凍技術(shù)的快速發(fā)展，加上抗凍劑的傳統(tǒng)應(yīng)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(wèn)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(shù)相結(jié)合，仍是今后的科研工作者努力探索的方向。

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