抗冻保护剂在肉品及水产品贮藏保鲜中的应用研究进展

由于肉品和水产品营养丰富，是腐败微生物和致病菌的“天然培养基”，致使其极易腐败变质，对消费者的健康产生威胁，因此寻找合适的贮藏保鲜方法一直是肉品和水产品领域的研究重点。
抗冻保护剂又称阻冻剂，是一类加入到其他物体中以降低其冰点、提高其抗冻能力，且具有溶解冰晶和阻止冰晶生长作用的物质。抗冻保护剂因其具有防止肉品和水产品冷冻过程中引起的肌原纤维蛋白功能和结构的改变，减缓产品品质的劣变，以及提高消费者可接受度的特点，成为了近年来研究的热点。

目前，国内对冷冻保护剂的应用研究较多，但是缺乏较为系统的分析和概括，鉴于此，西南大学食品科学学院的李敏涵、李洪军、贺稚非*等人对国内外常用的几类抗冻保护剂的作用机理和在肉品和水产品中的应用进行了阐述，并对抗冻保护剂在肉品和水产品保鲜中的发展方向做了预测，以期为冷冻保护剂在肉品和水产品中的工业化应用以及冷冻肉品和水产品的品质保持等方面提供相应的理论依据。

1、抗冻保护剂的概述

抗冻保护剂的理化特性

抗冻保护剂通常高度溶于水，对食品无毒。抗冻保护剂分为渗透性抗冻保护剂和非渗透性抗冻保护剂。渗透性的抗冻保护剂是能够穿透细胞膜并在细胞内外提供保护的低分子质量分子。非渗透性的抗冻保护剂可以通过混合、注射、浸泡或真空渗透等物理方式添加到食物中。

抗冻保护剂的结构特性

应用于肉品和水产品的抗冻保护剂大多是抗冻活性物质，包括多糖、蛋白质、氨基酸、脂肪酸、甘油、某些盐类等。抗冻保护剂的种类不同，其性质和特点均有差异，例如多糖等作为抗冻保护剂加入食品中形成凝胶，具有黏附性、结合性；抗冻蛋白可在动物被屠宰前进行注射以起到宰杀冷冻后的抗冻保护效果。

2、抗冻保护剂的分类和作用机理

糖类抗冻保护剂

糖类抗冻保护剂是传统商业抗冻保护剂的主体，大多数冷冻肉品和水产品采用的抗冻保护剂是传统的商业抗冻保护剂。Uijttenboogaart等发现4%（终质量分数，下同）的蔗糖与2%～3%的山梨醇组合使用能有效降低肌原纤维蛋白的冷冻变性程度，为传统商业抗冻保护剂的定义奠定了基础。目前不断有学者发掘出新型“绿色”抗冻保护剂，例如海藻糖、木糖、葡聚糖等。海藻糖是低甜度、低热量的非还原性二糖，甜度相当于蔗糖的45%，且相比其他糖类，海藻糖因其本身结构，与水分子之间可以形成更多的氢键。因此近年来，对于海藻糖的研究最为广泛。此外，糖类复合盐类的抗冻保护剂在冷冻肉品和水产品中的稳定性更强，对肌球蛋白的保护效果更好。

蛋白类抗冻保护剂

蛋白类抗冻保护剂是一种有效的绿色抗冻保护剂，主要为抗冻蛋白和蛋白水解物。目前对于利用这些蛋白类抗冻保护剂作为生物活性物质的实用性研究相对较少，但通过研究发现，蛋白类抗冻保护剂作为一种有效的绿色抗冻保护剂，可作为糖类抗冻保护剂的可行替代品，是当下研究的热点。

盐类抗冻保护剂

盐类抗冻保护剂通过降低冰点来提高抗冻效果。磷酸盐由于使用方便、价格便宜等原因，是最广泛使用于冷冻肉品和水产品加工贮藏过程中的抗冷冻变性的盐类物质。磷酸盐是天然化合物，它们是含有磷和其他矿物质的盐。抗冻保护剂常用的磷酸盐有三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸四钠、焦磷酸四钾、六偏磷酸钠和磷酸三钠等。

多酚类抗冻保护剂

近年来，有研究发现酚类不仅具有抗氧化作用，还可以作为蛋白质的交联剂与蛋白质络合，从而稳定蛋白质构象（图1），对肉及肉制品起到一定的冷冻保护作用。多酚是在植物中发现的一组化学物质，其特征是芳香环上或每个分子的结构块上存在一个以上的羟基，是普遍存在的天然抗氧化剂，已被大量研究证实具有抗氧化、抗菌活性和抗褐变等作用。多酚类化合物大致可分为4 类：黄酮类化合物、酚酸类、羟基肉桂酸类和木脂素类化合物。

3、抗冻保护剂在肉品和水产品中的应用研究现状

抗冻保护剂在肉品中的应用现状

鸡肉具有高蛋白、低脂肪、低胆固醇等优点，其消费量正逐年增加，因此开发用于鸡肉的抗冻保护剂具有重要的价值及意义。Mastanjević等在海藻糖、麦芽糖组成的抗冻保护剂的基础上，增加了木薯变性淀粉和大麦改性淀粉，发现能有效改善鸡糜冻藏后的色泽和硬度、咀嚼性、弹性等质构性质，增加产品的商业价值。关于鸭肉抗冻保护的研究也颇多。Ramadhan等分别应用聚葡萄糖、海藻糖、乳糖醇和异麦芽酮糖醇作为鸭肉肉糜的抗冻保护剂，以6%蔗糖-6%山梨醇混合物和清水处理为对照，发现以上4 种低糖作为低甜度的抗冻保护剂的效果与蔗糖-山梨醇混合物相当。因此，这些糖类可以作为在冷冻贮藏过程中鸭肉肉糜产品的商业抗冻保护剂的替代品。Yang等研究发现经过山梨醇、蔗糖和三聚磷酸钠混合物处理过的猪肉在－20 ℃的冰箱中保存12 周后，其pH值、硫代巴比妥酸值、游离脂肪酸含量等指标与未经处理的猪肉均有显著差异，相比品质较好。Krala等研究了不同抗冻保护剂单独对猪肉的影响，聚葡萄糖和山梨醇对降低冷冻水含量有显著作用，但是不影响持水量；山梨醇能抑制蛋白质溶解度的下降，而聚葡萄糖则不能；山梨醇和聚葡萄糖能够保持高乳化能力。该研究得出，没有一种经过测试的抗冻保护剂能同时保护冷冻猪肉的所有特性。随后该课题组进行了深入的研究，将6%葡聚糖、4%葡聚糖与0.2%卡拉胶3 种物质的混合物分别以注射溶液和悬浮液的形式添加到猪肉中，发现两种添加方式均可以提高猪肉的玻璃化转变温度，抑制可溶性蛋白含量的降低，并增加其持水能力。

抗冻保护剂在水产品中的应用现状

抗冻保护剂的发现起源于鱼类，且鱼类等水产品本身具有不易贮存的性质，因此，将抗冻保护剂应用于水产品的研究最为深入和广泛。Zhang Bin等发现利用卡拉胶寡糖、木糖、海藻糖、海藻酸盐及其低聚糖等一系列的糖类抗冻保护剂分别处理的南美白对虾虾肉和虾壳，其解冻损失率、蒸煮损失率、肌原纤维蛋白含量、Ca2＋-ATP酶活性、结构稳定性和组织微观结构等各个方面均比焦磷酸钠等盐类抗冻保护剂的保护效果好。除了糖类抗冻保护剂，从各种鱼类、甲壳类和头足类动物中提取的蛋白水解物和几丁质水解物已被证明可潜在替代以碳水化合物为基础的冷冻保护化合物，通常用于稳定冷冻海产品（表2）。

结 语

目前，我国致力于研究用于更多种类肉品及水产品的新型抗冻保护剂，并且通过水浴酶解法、基因工程法等多种方法制备新型抗冻保护剂。国际上，众多学者致力于研究多种抗冻保护剂的抗冻机理，不仅对天然抗冻保护剂进行了大量的研究，还根据冰晶形成机制发现了众多合成物具有同样的抗冻保护作用，例如聚乙烯醇，但是其研究主要集中在辅助理解冰的成核过程，是否能够运用在食品中仍需进一步研究。与此同时，国内外学者还研究出如何使抗冻保护剂均匀分布在食品中的方法，从而使肉品和水产品具有更好的冷冻品质。目前比较推广的方法是采用真空浸渍和高压脉冲电场等冷冻新技术。这些对于提升肉品和水产品的贮藏品质及满足市场需求等方面都具有重要意义。

本文《抗冻保护剂在肉品及水产品贮藏保鲜中的应用研究进展》来源于《食品科学》2021年42卷1期294-301页，作者：李敏涵，李洪军，李少博，余思洁，贺稚非。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20191230-361。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

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修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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