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新型食品原料——抗冻蛋白孙琳杰, 李素丽,马纪 *, 李友广,张富春乌鲁木齐 830046)(新疆大学,新疆生物资源基因工程重点实验室,摘要: 阐述抗冻蛋白的特性及分类, 讨论抗冻蛋白作为一种新的食品原料在食品工业中的应用及前景。关键词: 抗冻蛋白; 分类;中图分类号: Q 512食品原料文献标志码: B文章编号: 1005- 9989(2008)06- 0029- 03Antifre e ze prote in: Ne w food ra w ma te ria lSUN Lin- jie, LI Su- li, MA J i*, LI You- guang, ZHANG Fu- chun(Xinjia ng Ke y La bora tory of Biologica l Re s ource s a nd Ge ne tic Engine e ring, Xinjia ng Unive rs ity, Urumqi 830046)Abstr act: This pa pe r pre s e nts cha ra cte ris tics a nd cla s s ifica tion of a ntifre e ze prote ins a s we ll a s the ir a pplica tion in food indus try a s a ne w food ma te ria ls .Key wor ds: a ntifre e ze prote ins ; cla s s ifica tion; food ma te ria ls1969 年 Devries 首 次 从 南 极 鱼 类 (Nototheniidae)的血液中发现了抗冻蛋白(Antifreeze Protein, AFP)[1]。 在后来的研究中, 科学家发现其他种类的鱼类、植 物, 昆虫甚至微生物中也能产生大分子的抗冻物质,即抗冻蛋白。它们的结构各不相同, 但都以近似的 抗冻机制来抑制冰晶的生长。抗冻蛋白的发现具有广阔的应用前景。在农业 中, 可以通过转入抗冻蛋白基因来提高农作物的抗 寒能力; 在医学中, 抗冻蛋白可用于器官保护以及200～500 倍。在 AFP 中添加小分子量的溶液(如甘油、柠檬酸盐等)可以显著提高溶液的热滞活性。冰晶形态效应AFP 对冰晶形态有修饰作用,1.2可以结合到冰表面抑制冰晶生长, 从而改变冰晶形态。冰通常以平行于晶格基面(a 轴)的方式生长, 在垂直基面(c 轴)很 少生长, 因此冰晶格呈扁圆状。低浓度 AFP 优先抑制冰沿 a 轴生长,因此冰晶格的六边柱表面变得明显;而在高浓度 AFP 下, 冰晶格主要沿 C 轴 生长,癌症的冰冻手术; 在水产业中,把抗冻蛋白转入非形成六边双棱锥及针形晶体[2]。极带鱼中, 可扩大鱼类的养殖区域; 在工业中,冻蛋白可作为一种高级防冻剂; 在食品科学中, 冻蛋白可以有效地防止冷冻贮藏中冰晶的形成, 高冷冻食品的质量和低温贮存性能。抗抗 提抑制冰晶重结晶重结晶是指在已形成的冰晶体颗粒大小之间进 行的重新分配, 有的冰晶增大, 有的冰晶减小, 而且 大的冰晶越来越大, 小的冰晶越来越小。重结晶可使 组织因冰晶的变化而产生机械性损伤。AFP 可以抑制 这种现象, 添加抗冻蛋白的溶液形成的冰晶体积小 而且比较均匀。1.31抗冻蛋白的特性1.1热滞活性AFP 能以非依数形式降低水溶液的冰点但不影1.4降低过冷却点过冷却点(SCP)低于昆虫体液的临界温度是昆虫响其熔点, 冰点和熔点的差值, 这种差值称为热滞致死的主要原因[3], 而抗冻蛋白可以抑制促进冰晶生长的冰核蛋白的活性, 调节原生质溶液的过冷状态,活性(THA)。差值越大抗冻活性越大,按摩尔浓度比较 抗 冻 蛋 白 降 低 液 体 冰 点 的 效 率 是 依 数 性 盐 类 的收稿日期:基金项目:作者简介:2007- 10- 17* 通讯作者科技部重大基础研究前期研究专项项目(2003CCA01000);教育都春晖计划项目。孙琳杰(1983—), 女, 河南遂平人, 硕士研究生, 研究方向为食品加工技术。29食品开发与机械降 低 过 冷 却 点 , 使 昆 虫 具 有 抗 寒 能 力 。 越 冬 植 物2.1.5 IV 型抗冻蛋白 (AFP- IV) 从多棘麻杜父鱼(Myoxo-cephalus octodecimipinosis)皮肤中纯化出的一种 AFPs,AFP 可能也具有此功能,的证据[4]。但只是推断,还没有足 够约 108 个 氨 基 酸 残 基 , 分 子 量 约 为 12.3 ku,含 有1.5保护细胞膜研究发现,1