低温冷链食品在发达国家的市场销量占全部食品销售总量的60%～70%，在我国为25%～30%，尚有巨大的增长空间。具有降低冰晶生长率、抑制重结晶功能的食品源抗冻多肽作为食品辅料（图1为抗冻多肽与冰晶分子作用模式图），在低温冷链食品保鲜、品质保持等方面效果显著，且具有安全、健康、营养等优势，符合新时期大健康产业的需求。

图1 抗冻多肽与冰晶分子作用模式图

什么是抗冻多肽？

抗冻多肽是一类在结冰或亚结冰状态下具有低温保护作用，降低冰冻损伤的一类小分子蛋白或蛋白质水解物。抗冻多肽不但具有良好的抗冻活力，而且其理化性质较为稳定，与冰晶分子直接作用而无需进行包埋处理（图2 为抗冻多肽与冰晶动力学过程图）。食品源抗冻多肽原料来源充足，生产工艺可控，便于工业化生产和产业化规模化应用。与天然分离纯化的抗冻蛋白相比，抗冻多肽更适合工业化生产与应用。

图2 抗冻多肽与冰晶动力学过程

抗冻多肽的研究背景

在低温环境中大多数生物体会受到冰冻的伤害，因为生物体的体液在冰点以下的温度会结冰，从而对生物体细胞产生致命的伤害。而有部分特殊的生物体为了适应寒冷的环境而得以生存，经过长期的进化在体内产生出一类具有抗冻生理功能的蛋白，这种蛋白最早于1969 年被动物生理学家DeVries 在南极鱼类体内的血清中发现，并被分离提纯出来，将其称为抗冻蛋白（antifreeze protein，AFP）。AFP 是一种对冰晶的生长和重结晶有抑制作用的特殊蛋白质，具有热滞活性、抑制重结晶效应和冰核异构化效应等三个基本特征。研究发现，AFP 的抗冻活性主要取决于局部的特异多肽链结构域部位，获取特异性多肽链结构域片段，已成为AFP 新的研究方向。而通过生物酶解技术，从食源性蛋白质中筛选出高活性抗冻多肽是解决制约AFP 工业化应用的关键突破口。

抗冻多肽的功能

抗冻多肽的功能概括起来主要包括：热滞后、重结晶抑制和冰核异构化等三种功能（图3为抗冻多肽低温保护功能与分子机理示意图）。

图3 抗冻多肽低温保护功能与分子机理示意图

抗冻多肽的应用

抗冻多肽作为高活性的天然抗冻剂，已经在食品、农业、医学等方面发挥了独特的作用。在低温冷链食品领域，如添加抗冻多肽的肉片、肉糜制品、冰淇淋、面类制品等，在生产配方、加工、贮藏和分销条件等环节可显著减小冰晶尺寸、重结晶和低温劣变，显著提高产品品质，延长产品货架期。在农业领域，如通过转基因技术克隆表达出的抗冻多肽已经实现了对植物的抗冻耐寒保护效果，以及改善种子保藏环境等。在医学领域，主要作为冰冻保护剂用于冰冻和超低温储存生物体、器官、组织和细胞系或作为化学佐剂以保护癌症冷冻手术中的目标组织。

本书特色

《抗冻多肽研究与应用》一书系统地总结了抗冻蛋白和抗冻多肽的研究进展，主笔者与大连工业大学、上海交通大学、安井食品股份有限公司、安徽国肽生物科技有限公司等相关专业团队合作，着重阐述了抗冻蛋白和抗冻多肽的来源、结构特点与分类、活性检测与评价方法、制备方法、作用机制和实际应用等，此外，对抗冻蛋白和抗冻多肽研究的新技术及应用进行了展望。

《抗冻多肽研究与应用》

ISBN：246

汪少芸 等 著

“十三五”国家重点出版物出版规划项目

责任编辑：贾超