（1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工所，江蘇 南京 210014；2.江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013；3.南京欽潤(rùn)生物科技有限公司，江蘇 南京 211100）

摘 要：冷凍技術(shù)能夠延長(zhǎng)產(chǎn)品貯存期、降低長(zhǎng)距離運(yùn)輸損耗，并且使食品工業(yè)化成為可能。隨著中國(guó)肉類預(yù)制菜市場(chǎng)的快速發(fā)展，肉制品需要長(zhǎng)時(shí)間冷凍運(yùn)輸貯存。然而，目前肉制品冷凍技術(shù)仍面臨冷凍期間易破損、品質(zhì)下降、質(zhì)構(gòu)性能差、水分流失、口感降低等問(wèn)題。食品抗凍劑種類多、來(lái)源廣、成本低，可以解決各類食品冷凍變性問(wèn)題，在冷凍肉制品品質(zhì)改善方面發(fā)揮著極其重要的作用。因此，食品抗凍劑的開發(fā)及應(yīng)用直接關(guān)系到冷凍肉制品行業(yè)的發(fā)展。目前，常用的食品抗凍劑主要有抗凍蛋白、磷酸鹽、變性淀粉等，它們通過(guò)不同的作用機(jī)制保護(hù)肉質(zhì)品組分、減少冰晶破壞組織、增加保水性，從而改善冷凍食品的品質(zhì)。本文主要綜述了目前食品中抗凍劑的種類、作用機(jī)制及應(yīng)用現(xiàn)狀，旨在為肉質(zhì)品抗凍劑廣泛應(yīng)用提供更多參考。

冷凍是一種通過(guò)降低和保持溫度，以達(dá)到改善保鮮貯藏、運(yùn)輸特性的食品加工方式。隨著食品冷凍行業(yè)快速發(fā)展和社會(huì)生活節(jié)奏加快，消費(fèi)者對(duì)食品的要求越來(lái)越嚴(yán)格，不僅要求種類豐富，同時(shí)更多地注重食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及品質(zhì)。冷凍技術(shù)在食品貯存、運(yùn)輸、加工工業(yè)中起著很重要作用[1]。

冷凍肉制品在低溫條件下，會(huì)導(dǎo)致其中酶活性下降，自由水的流動(dòng)性、溶解性減弱，致使肉質(zhì)品中的各類生化反應(yīng)速率減慢，并使大部分微生物生長(zhǎng)受到抑制，最終達(dá)到延長(zhǎng)食品保藏期、改變其加工特性的目的。在冷凍條件下細(xì)胞內(nèi)水分子會(huì)形成大量冰晶而造成體積膨脹，使食材的細(xì)胞組織破裂，因此在解凍時(shí)會(huì)出現(xiàn)“滲水現(xiàn)象”。大冰晶還會(huì)導(dǎo)致乳狀液破乳、泡沫結(jié)構(gòu)坍塌和凝膠結(jié)構(gòu)破壞。同時(shí)冷凍過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生濃縮效應(yīng)，使得肉制品的顏色、氣味和口感均出現(xiàn)比較大的變化[2]。

目前，已有多種方法用于改善肉制品在冷凍時(shí)受到的損害，如大幅降低冷凍溫度、改進(jìn)冷凍設(shè)備等[1]，但存在成本高、操作復(fù)雜的缺點(diǎn)。而食品抗凍劑作為一種能有效、方便、快速提高食品生產(chǎn)、貯藏和運(yùn)輸全過(guò)程的添加劑，是近幾年國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。各類食品抗凍劑在面制品、肉制品、乳制品中有著廣泛應(yīng)用。本文總結(jié)分析了食品抗凍劑的研究進(jìn)展，并重點(diǎn)結(jié)合其在國(guó)內(nèi)外肉制品冷凍中的應(yīng)用情況，以期為肉制品冷凍工藝發(fā)展指明新方向。

1 食品抗凍劑的種類及作用機(jī)制

1.1 糖類抗凍劑

糖類抗凍劑種類有很多，包括單糖、寡糖、多糖、變性淀粉、膠體等，但應(yīng)用并不相同。有些糖類通過(guò)改變蛋白質(zhì)中水分的狀態(tài)和性質(zhì)，以防止水分子與蛋白質(zhì)分離，直接對(duì)蛋白質(zhì)起到保護(hù)作用[3]；有些通過(guò)乳化的方式影響冷凍食品內(nèi)部結(jié)構(gòu)。目前，商業(yè)糖類抗凍劑主要為木薯變性淀粉為代表的多糖和海藻糖為代表的小分子糖。其特點(diǎn)都是具有較強(qiáng)的親水性，能與冷凍肉制品中的自由水相互作用，從而降低肉制品冷凍后的失水率。

1.1.1 木薯變性淀粉抗凍劑

木薯變性淀粉是一種以甘薯、玉米淀粉、馬鈴薯淀粉等為原料，經(jīng)過(guò)化學(xué)、物理、酶法綜合處理后，得到的具有特定用途的衍生物[4]，將其應(yīng)用于肉制品中可以提高貯存質(zhì)量和品質(zhì)。木薯變性淀粉具有良好的吸水性，促進(jìn)自由水向結(jié)合水轉(zhuǎn)化，減少水分遷移[5]。并且良好的吸水性可以極大程度降低可凍結(jié)水含量，進(jìn)而抑制冰晶形成，有效減少冷凍貯存期間造成的肉制品汁液流失、質(zhì)構(gòu)劣化等。李璐等[6]對(duì)不同木薯變性淀粉在芋圓制作中的應(yīng)用效果展開研究，發(fā)現(xiàn)木薯變性淀粉可提高芋圓的保水率、色澤度。當(dāng)變性淀粉添加量為60%左右時(shí)，芋圓的感官品質(zhì)和冷藏穩(wěn)定性達(dá)到最佳。此外，超過(guò)50%的肉制品在制作中離不開淀粉。Zhang Fengliang等[7]通過(guò)對(duì)木薯變性淀粉在火腿腸制作工藝中的應(yīng)用進(jìn)行分析并得出結(jié)論，木薯變性淀粉可以明顯增加火腿腸產(chǎn)品黏聚性與彈性，降低咀嚼性、硬度，改善口感，提高色澤和彈性[8]，原因可能是木薯變性淀粉富含磷酸基團(tuán)、羧甲基、羥丙基等具有較強(qiáng)極性的基團(tuán)，親水能力得到大幅改善。這些基團(tuán)的引入會(huì)增強(qiáng)分散體系穩(wěn)定性，因此有良好的持水性以及抗凍融性。但是通過(guò)查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)得出，在冷凍食品中添加木薯變性淀粉后抗凍效果會(huì)出現(xiàn)先上升后下降的情況，因此木薯變性淀粉的添加不宜過(guò)量[9]。

1.1.2 海藻糖抗凍劑

海藻糖作為一種非還原性糖，能夠很好地保護(hù)食品大分子和組織結(jié)構(gòu)。海藻糖化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，具有對(duì)抗多種有害刺激損傷、提高抗凍保水效果、持水能力和凝膠凍融穩(wěn)定性的作用[10]。目前研究者對(duì)于海藻糖的抗凍機(jī)制還沒有確定的結(jié)論，較認(rèn)可的有“水替代”“優(yōu)先排阻”或“玻璃態(tài)”3 種假說(shuō)?！安ＡB(tài)”學(xué)說(shuō)認(rèn)為海藻糖在冷凍干燥條件下會(huì)包裹住相近的分子，形成一種糖分玻璃體[10]。這種玻璃體會(huì)導(dǎo)致基質(zhì)內(nèi)的分子運(yùn)動(dòng)減少，化學(xué)反應(yīng)速率下降。尤其在低溫條件下，能夠維持生物分子一定的生物結(jié)構(gòu)。在肉制品冷凍過(guò)程中，由于溫度降低，大部分水被凍結(jié)，食品內(nèi)部溶液黏度會(huì)升高，形成玻璃態(tài)。而“水替代”與“優(yōu)先排阻”學(xué)說(shuō)認(rèn)為海藻糖不是優(yōu)先與食品中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)相互作用，而是直接與水結(jié)合，使它們從蛋白質(zhì)中的溶劑化層脫離，進(jìn)而使蛋白質(zhì)的體積和可移動(dòng)性降低，最終使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)更加緊密、保持穩(wěn)定。研究表明，海藻糖主要作用機(jī)理不是與食品中的蛋白質(zhì)直接結(jié)合，也不是代替食品中蛋白質(zhì)表面的結(jié)合水，而是通過(guò)改變存在于蛋白質(zhì)分子中的水分狀態(tài)與性質(zhì)，間接發(fā)揮作用[11]。在冷凍肉制品中添加海藻糖除了能降低冰點(diǎn)外，還可以改善食品的色澤和風(fēng)味[12]。任婷婷等[13]研究發(fā)現(xiàn)超聲配合海藻糖的添加顯著提高了冷凍干燥羅非魚片復(fù)水率，抗拉伸阻力以及咀嚼性等質(zhì)構(gòu)特性均有不同程度增強(qiáng)。這是由于海藻糖具有一定程度的保鮮作用，在對(duì)食品玻璃態(tài)起到促進(jìn)作用的同時(shí)，減少冰晶增長(zhǎng)，進(jìn)而減少冰晶對(duì)細(xì)胞造成機(jī)械損傷、剪切力、質(zhì)構(gòu)性質(zhì)的影響等。商用海藻糖成本低、抗凍效果好，因此海藻糖是糖類抗凍劑中最具有前景的種類之一。

1.2 磷酸鹽類抗凍劑

磷酸鹽抗凍劑是食品中常用的保水劑，其能增加餡料保水能力、降低解凍后水分流失率。磷酸鹽類抗凍劑常與抗凍效果更強(qiáng)的糖類抗凍劑復(fù)配使用，可產(chǎn)生明顯的協(xié)同作用，極大程度提高抗凍效果[14]。磷酸鹽抗凍劑有2 個(gè)抗凍作用機(jī)制。首先，磷酸鹽呈弱堿性，可以作為緩沖物質(zhì)，對(duì)肉制品等食品在冷凍過(guò)程中產(chǎn)生的酸進(jìn)行中和，進(jìn)而保持食品原有的彈性和水分[15]。此外磷酸鹽解離肌動(dòng)球蛋白的能力可以使肉制品中的肌動(dòng)球蛋白解離為肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白，肌球蛋白具有鹽溶性，可以在肌原纖維中脫離后提高肉制品保水性，并且在這個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一種具有流動(dòng)性和黏度的膠體物質(zhì)，增加肉制品的抗凍能力[16]。李振坤等[17]通過(guò)研究復(fù)合抗凍劑中磷酸鹽對(duì)黃鰭棘鯛抗凍效果的影響，使用磷酸鹽優(yōu)化的復(fù)合抗凍劑浸泡黃鰭棘鯛與空白組同在-18 ℃下凍藏30 d后，其魚肉蛋白質(zhì)溶解度、魚糜破斷力和破斷距離都更接近新鮮魚糜。張小利[18]將蝦仁浸泡在不同配比復(fù)合磷酸鹽、海藻糖與山梨糖醇的抗凍劑中，測(cè)定蝦仁凍融后的解凍損失率、水分含量及分布、持水力、鹽溶性蛋白、總巰基含量、質(zhì)構(gòu)特性并觀察微觀結(jié)構(gòu)變化以評(píng)價(jià)各抗凍劑的效果。結(jié)果表明，添加復(fù)合磷酸鹽、海藻糖、山梨糖醇的復(fù)配抗凍劑可以顯著提高蝦仁與水的結(jié)合能力，較好地抑制凍融過(guò)程中冰晶對(duì)肌肉組織的破壞[12]。磷酸鹽類抗凍劑具有調(diào)節(jié)食品冷凍時(shí)酸度的能力，而且使用方便、價(jià)格低廉，多應(yīng)用于肉類冷凍保護(hù)。但是磷酸鹽類抗凍劑對(duì)人體的影響還存在爭(zhēng)議，磷酸鹽能夠?qū)趋澜】翟斐蓾撛谖：19]。磷酸鹽能夠影響鈣的吸收和利用，從而影響骨骼健康。長(zhǎng)期高劑量磷酸鹽攝入可能導(dǎo)致骨質(zhì)疏松和骨折等問(wèn)題[16]。此外，磷酸鹽還可能對(duì)腎臟健康產(chǎn)生負(fù)面影響。人體需要通過(guò)尿液排出多余的磷酸鹽，但長(zhǎng)期過(guò)量攝入會(huì)導(dǎo)致腎臟負(fù)擔(dān)加重，可能導(dǎo)致腎結(jié)石和腎功能障礙等問(wèn)題。

目前研究重點(diǎn)多放在降低磷酸鹽類抗凍劑在冷凍肉制品添加時(shí)的危害和尋找磷酸鹽類抗凍劑的替代品。

1.3 蛋白及其衍生物類抗凍劑

蛋白類抗凍劑分為抗凍蛋白和蛋白衍生物類抗凍劑。蛋白類抗凍劑是當(dāng)今學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)，此類抗凍劑具有生物活性，可作為碳水化合物類的替代品。

1.3.1 抗凍蛋白抗凍劑

抗凍蛋白存在于不同生物體中，如植物、昆蟲和魚。抗凍蛋白避免了這些生物體中冰晶的形成，使它們能夠在高寒地區(qū)生存。與其他抗凍劑相比，抗凍蛋白具有安全性高、資源豐富、抗凍特性突出等特點(diǎn)[20]。抗凍蛋白的作用機(jī)制是黏連在已經(jīng)形成的冰晶上，進(jìn)而抑制冰晶繼續(xù)生長(zhǎng)[21]?？箖龅鞍椎男再|(zhì)是基于它們的熱滯容量對(duì)晶體形態(tài)修改和對(duì)冰晶重結(jié)晶抑制[22]，改變冰晶生長(zhǎng)行為，其中抑制冰晶重結(jié)晶最為重要?？箖龅鞍椎淖饔脵C(jī)制目前還沒有準(zhǔn)確定論，有吸附抑制學(xué)說(shuō)、偶極子-偶極子假說(shuō)、氫原子結(jié)合模型、剛體能量學(xué)說(shuō)、冰核抑制學(xué)說(shuō)等[23-25]。科研人員普遍認(rèn)同是基于吸附抑制理論，其詳細(xì)說(shuō)明了氫鍵和疏水鍵（殘基）的具體作用和結(jié)構(gòu)特征[26]。吸附抑制理論假說(shuō)的特性是對(duì)冰晶進(jìn)行一定修飾，從而降低冰點(diǎn)，以及通過(guò)大小冰晶所具有的生長(zhǎng)方式，改變冰晶形成的形態(tài)，抑制水分重結(jié)晶[27]?？箖龅鞍自诮档屠鋬鰷囟确矫姹热魏纹渌阎娜苜|(zhì)分子有效500 倍。當(dāng)溫度降低到一定程度時(shí)，冰結(jié)晶開始形成小的冰分子，由于范德華力、疏水相互作用及氫鍵作用，在冰核表面會(huì)吸附抗凍蛋白分子，抗凍蛋白分子會(huì)抑制冰晶分子的生長(zhǎng)同時(shí)降低冰點(diǎn)，使冰晶不能聚集增大，稱為冰的再結(jié)晶抑制。目前抗凍蛋白用于保持各種冷藏和冷凍食品質(zhì)量，在動(dòng)植物保護(hù)以及醫(yī)學(xué)上都有廣泛應(yīng)用。目前已發(fā)現(xiàn)的抗凍蛋白分為5 類，來(lái)自南極魚科及北部鱈魚體內(nèi)[28]?？箖龅鞍纂m然抗凍效果較好且安全性高，但抗凍蛋白天然來(lái)源較少，嚴(yán)重制約了其在食品行業(yè)中的廣泛應(yīng)用[29]。研究表明，抗凍蛋白的抗凍活性片段只存在于局部的特異多肽鏈結(jié)構(gòu)域，其抗凍活性并不是整體蛋白質(zhì)在起作用，因此通過(guò)特異性酶切位點(diǎn)水解，能夠獲得具有抗凍特性的多肽，這也極大彌補(bǔ)了抗凍蛋白資源不足的缺點(diǎn)，具有可控、高效的制備特點(diǎn)[30]。盡管體外、體內(nèi)和人體研究表明抗凍蛋白無(wú)毒，但其安全性仍然是一個(gè)有爭(zhēng)議的問(wèn)題[31]，因此需要開展進(jìn)一步研究以擴(kuò)大對(duì)抗凍蛋白的認(rèn)識(shí)，降低其大規(guī)模生產(chǎn)成本，并保證使用的安全性。

1.3.2 蛋白衍生物類抗凍劑

蛋白衍生物是由蛋白質(zhì)經(jīng)特異型水解得到的蛋白水解產(chǎn)物，其中抗凍效果較好的又稱為抗凍肽[32]?？箖鲭牟煌诳箖龅鞍祝且活悓⒚髂z用生物酶水解后，經(jīng)抗凍活性檢驗(yàn)、篩選、純化得到的多肽物質(zhì)[33]。另外經(jīng)圓二色光譜研究發(fā)現(xiàn)，雪蚤抗凍蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)大部分呈現(xiàn)為無(wú)規(guī)卷曲，而明膠也同樣含有大量無(wú)規(guī)卷曲，經(jīng)水解得到的多肽也大部分是無(wú)規(guī)卷曲的二級(jí)結(jié)構(gòu)[34]。綜合來(lái)看，抗凍肽的抗凍機(jī)制與抗凍蛋白相似具有一定科學(xué)依據(jù)。為得到較強(qiáng)抗凍作用的抗凍肽，研究人員以食源性蛋白質(zhì)原料，通過(guò)特異性酶切位點(diǎn)水解，得到具有可控、顯著抗凍效果的抗凍肽[35]。路晶[36]通過(guò)抗凍肽對(duì)生鮮肉冷凍保護(hù)作用的研究發(fā)現(xiàn)，抗凍肽可以有效減少豬肉肌原纖維蛋白在冷凍過(guò)程中的冷凍損傷，保持肌原纖維蛋白的完整性和穩(wěn)定性。抗凍蛋白雖然符合低卡低糖的健康理念，卻由于極少的產(chǎn)量和高昂的成本，使得其在食品工業(yè)中很難大量生產(chǎn)應(yīng)用[37]?？箖龆嚯娜〔淖愿鞣N食用明膠及動(dòng)物皮膚組織提取的明膠等，具有價(jià)格低廉、易獲取及增加邊角料等副產(chǎn)物的再利用。因此，它被研究者們認(rèn)為是具有良好前景的新型抗凍劑。不同抗凍劑對(duì)比如表1所示。

表1 不同抗凍劑對(duì)比
Table 1 Comparison of different antifreeze agents

抗凍劑種類原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍參考文獻(xiàn)糖類抗凍劑改變食品中水的狀態(tài)和性質(zhì)，防止水分與蛋白質(zhì)分離或者減少自由水的流動(dòng)，形成新的結(jié)構(gòu)，維持體系穩(wěn)定具有良好的保水、增稠與抗氧化效果熱量高、甜度大，不適用高血糖等人群水產(chǎn)、面團(tuán)、蔬菜[38]磷酸鹽類抗凍劑對(duì)食品體系的pH值、金屬離子濃度等起到緩沖和螯合的作用，減少不良反應(yīng)發(fā)生增加食物結(jié)合水的含量，降低解凍損失率添加過(guò)多有苦澀味，并會(huì)影響人體鈣質(zhì)吸收水產(chǎn)、餡料[17]抗凍蛋白黏連在已經(jīng)形成的冰晶上，進(jìn)而抑制冰晶增長(zhǎng)抗凍效果好且安全性高天然來(lái)源較少，難以大量應(yīng)用肉制品、面團(tuán)、冰淇淋、水果、蔬菜[35]

2 抗凍劑對(duì)肉制品中蛋白質(zhì)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的影響

對(duì)于水產(chǎn)及肉制品而言，凍藏過(guò)程中常存在蛋白質(zhì)變性問(wèn)題。肉類蛋白質(zhì)冷凍變性是指在凍藏過(guò)程中，肉類蛋白質(zhì)因受到物理或化學(xué)因素的影響喪失分子內(nèi)部原有高度規(guī)律性，引起空間結(jié)構(gòu)變化，導(dǎo)致理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)改變冷凍變性嚴(yán)重影響肉制品的風(fēng)味、口感及持水性，造成肉類品質(zhì)嚴(yán)重下降。

2.1 抗凍劑對(duì)肉制品鹽溶性蛋白含量的影響

鹽溶性蛋白又稱肌原纖維蛋白，在肉制品冷凍時(shí)，由于氫鍵或疏水鍵的形成，以及二硫鍵和離子間相互作用引起蛋白質(zhì)變性[39-42]，從而導(dǎo)致肌原纖維蛋白減少，其鹽溶性下降，通常作為評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)變性程度的指標(biāo)。Liu Chong等[43]研究發(fā)現(xiàn)，海鰻魚糜中加入10%低聚糖冷凍7、14 d后，對(duì)照組和加低聚糖樣本的鹽溶性蛋白含量分別為35.5、47.8 mg/g和29.1、42.1 mg/g。這說(shuō)明加入低聚糖對(duì)抑制魚糜冷凍變性有較明顯的效果。徐毓謙[44]在研究復(fù)合抗凍劑在冷凍調(diào)理牛肉制品中的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，通過(guò)添加食品抗凍劑可以有效提高鹽溶性蛋白溶解量和鹽溶性蛋白凝膠保水性，并且可以有效減緩冷凍牛肉制品品質(zhì)的劣變現(xiàn)象?，F(xiàn)如今多采用低溫速凍的方式對(duì)肉制品處理，降低冷凍過(guò)程中鹽溶性蛋白的流失，而添加食品抗凍劑與其相比有著方便、快捷、節(jié)約成本的優(yōu)點(diǎn)。

2.2 抗凍劑對(duì)肉制品巰基含量的影響

巰基是蛋白質(zhì)分子中最具有反應(yīng)活性的基團(tuán)。牛羊肉、海鮮中富含肌球蛋白分子，其中含有大量活性巰基[45]。低溫冷凍的情況下，肌球蛋白分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化可能導(dǎo)致其活性巰基暴露，進(jìn)而氧化形成二硫鍵，巰基因氧化和聚集變性使其含量減少[46]。而添加食品抗凍劑后可較好地阻礙蛋白質(zhì)構(gòu)型發(fā)生變化，抑制巰基暴露，從而抑制二硫鍵形成。Lian Zeping等[47]發(fā)現(xiàn)，向紅狗鱈魚糜中同時(shí)加入藻酸鹽和糖類抗凍劑進(jìn)行復(fù)配，在-20 ℃貯藏17 周后，其與對(duì)照組的巰基含量分別減少約15%和35%，表明加入抗凍劑可顯著抑制巰基含量減少，提高魚糜品質(zhì)。

2.3 抗凍劑對(duì)肉制品表面疏水性的影響

表面疏水性是影響分子間相互作用的關(guān)鍵因素。在低溫冷凍條件下，蛋白質(zhì)可因變性而發(fā)生構(gòu)型變化使原先位于蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的疏水性氨基酸殘基暴露，疏水性基團(tuán)的降解會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)表面疏水性增加。Herrera等[48]研究發(fā)現(xiàn)魚糜中加入聚葡萄糖、拉克替醇、葡萄糖漿和蔗糖-山梨醇，減少肌動(dòng)球蛋白表面疏水性殘基暴露，使魚糜蛋白表面疏水性降低，并通過(guò)魚糜內(nèi)部分子間疏水作用發(fā)生的聚集，改善冷凍魚糜品質(zhì)。

3 常見抗凍劑在冷凍肉制品中的應(yīng)用

常見食品抗凍劑包括木薯變性淀粉、海藻糖、抗凍蛋白等。這些抗凍劑單獨(dú)或復(fù)配使用在肉制品進(jìn)行降溫保鮮的過(guò)程中，能夠保護(hù)細(xì)胞膜，讓鮮度與營(yíng)養(yǎng)在解凍后還原至原有的狀況，進(jìn)而起到冷凍保鮮的作用。

3.1 木薯變性淀粉的應(yīng)用

在預(yù)制菜品熱銷的當(dāng)下，新鮮肉類經(jīng)過(guò)“蒸煮-冷凍-二次加熱食用”會(huì)導(dǎo)致肉制品內(nèi)部組織因冰晶增長(zhǎng)而發(fā)生損傷，導(dǎo)致凝膠性能不足、產(chǎn)品質(zhì)量下降。木薯變性淀粉因其廉價(jià)易得、支鏈基團(tuán)占比高、在加熱糊化時(shí)膨脹吸水、可極大提高凍融穩(wěn)定性而廣泛應(yīng)用于冷凍工業(yè)中。預(yù)制菜肉品中添加木薯變性淀粉，會(huì)在加熱過(guò)程中糊化膨脹填充因冰晶增長(zhǎng)產(chǎn)生的縫隙進(jìn)而減輕冰晶對(duì)細(xì)胞內(nèi)部的損傷，并增加鮮肉組織交聯(lián)程度[49]。木薯變性淀粉在冷凍肉中的應(yīng)用不僅體現(xiàn)在抗凍上，還兼具增加色澤、提高彈性等。

3.2 海藻糖的應(yīng)用

海藻糖溫和爽口，還具有低齲齒性、矯味、保鮮等特性，使其在食品行業(yè)多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用都能獲得良好效能。海藻糖添加于海鮮肉制品中，有利于防止脫水，防止蛋白質(zhì)在冷凍、高溫或干燥時(shí)變性[43]，且能非常有效地保護(hù)蛋白質(zhì)分子的天然結(jié)構(gòu)，使其風(fēng)味和質(zhì)地保持不變。研究發(fā)現(xiàn)海藻糖可有效防止羅非魚片在冷凍過(guò)程中發(fā)生蛋白質(zhì)變性[20]、提高冷凍豬肉保水性及改善冷凍豬肉的品質(zhì)[21]。山梨糖醇可提高發(fā)酵香腸保水性、改善肉糜品質(zhì)[22-23]及抗蛋白冷凍變性[24]。檸檬酸鈉可提高魚糜及重組牛肉的保水性[25-26]。此外，新鮮的魚在長(zhǎng)時(shí)間冷凍貯藏時(shí)會(huì)因微生物腐敗而產(chǎn)生三甲胺，且新鮮程度越低，產(chǎn)生的三甲胺越多。在冷凍運(yùn)輸前加入海藻糖，能顯著抑制三甲胺生成、減少腥味產(chǎn)生、保持魚口味新鮮。此外雞肉等禽畜肉類的臊臭味主要成分也能被海藻糖所抑制[12]。

3.3 抗凍蛋白的應(yīng)用

抗凍蛋白的研究雖然起步晚，但是其抗凍效果顯著且綠色環(huán)保，一直是研究熱點(diǎn)。根據(jù)抗凍蛋白的特點(diǎn)，近年來(lái)科學(xué)家將研究重點(diǎn)放在抗凍蛋白與基因工程研究上，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)中，并使之表達(dá)，得到的新品種具有很強(qiáng)的抗凍特性。目前發(fā)現(xiàn)的抗凍蛋白可以通過(guò)降低體系冰點(diǎn)、改變冰晶形態(tài)、抑制冰晶生長(zhǎng)來(lái)防止低溫脅迫對(duì)生物體造成傷害[50]。在低溫冷鏈肉制品領(lǐng)域，如添加抗凍多肽的肉片、肉糜制品、海鮮等，在生產(chǎn)配方、加工、貯藏和分銷等環(huán)節(jié)均可顯著減小冰晶尺寸、重結(jié)晶和低溫劣變，顯著提高產(chǎn)品品質(zhì)，延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期。

3.4 抗凍劑的應(yīng)用前景

中國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)成為世界上最大的冷藏集裝箱以及冷凍和冷藏食品進(jìn)口國(guó)，相關(guān)研究院預(yù)測(cè)，未來(lái)10 年我國(guó)冷凍肉制品食品行業(yè)仍將處于成長(zhǎng)期，預(yù)計(jì)復(fù)合年增長(zhǎng)率10%左右。冷凍保存運(yùn)輸技術(shù)給人們帶來(lái)很多便利，其飛速發(fā)展之后也遇到瓶頸，而食品抗凍劑是突破這個(gè)瓶頸的關(guān)鍵。隨著冷凍肉制品加工行業(yè)的蓬勃發(fā)展，食品抗凍劑的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，除在傳統(tǒng)肉制品中應(yīng)用，食品抗凍劑在其他冷凍食品抗凍保護(hù)也有顯著效果。

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著國(guó)家食品安全的政策支持與人們生活方式的改變，冷凍行業(yè)的發(fā)展對(duì)肉制品品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)和安全等方面有著極為重大的意義。食品抗凍劑因易獲取、成本低、應(yīng)用廣、能夠有效改變?nèi)庵破防鋬鎏匦缘膬?yōu)點(diǎn)而受到了研究者關(guān)注。盡管不同類別食品抗凍劑的作用機(jī)制以及應(yīng)用種類不同，但無(wú)論畜禽還是海鮮，在使用食品抗凍劑后，肉制品組織細(xì)胞凍結(jié)后產(chǎn)生的冰晶均會(huì)較未添加抗凍劑時(shí)顯著下降，緩解由于冰晶顆粒過(guò)大而造成的組織和細(xì)胞膜的機(jī)械損傷；同時(shí)，由于近些年來(lái)肉類預(yù)制菜市場(chǎng)的高速增長(zhǎng)，冷鏈物流技術(shù)的快速發(fā)展，加上消費(fèi)者對(duì)果蔬、肉制品以及海產(chǎn)等各個(gè)種類食品及其冷凍產(chǎn)品需求量呈現(xiàn)出持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。傳統(tǒng)食品抗凍劑的應(yīng)用方式存在物料添加難以把握、不同種類應(yīng)用范圍單一、添加后難以保障抗凍劑在食品中分布均勻等問(wèn)題。因此研究以抗凍蛋白、抗凍肽為代表的更加高效、安全的食品抗凍劑，對(duì)于提高我國(guó)裝備制造和冷鏈物流競(jìng)爭(zhēng)力和增加肉制品經(jīng)濟(jì)價(jià)值具有重要意義。將食品抗凍劑與新興肉制品冷凍技術(shù)相結(jié)合，是今后科研人員重點(diǎn)探索的方向，食品抗凍劑在我國(guó)肉制品冷凍行業(yè)中必將會(huì)有廣闊前景。

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