第五節(jié)食品的生物保藏技術

1、一、生物保藏技術的概念一、生物保藏技術的概念 生物保藏技術生物保藏技術是將某些具有抑菌或殺菌活性的天然物質(zhì)是將某些具有抑菌或殺菌活性的天然物質(zhì)配制成適當濃度的溶液，通過浸漬、噴淋或涂抹等方式應用配制成適當濃度的溶液，通過浸漬、噴淋或涂抹等方式應用于食品中，進而達到防腐保鮮的效果。于食品中，進而達到防腐保鮮的效果。機理機理包括抑制或殺滅包括抑制或殺滅食品中的微生物、隔離食品與空氣的接觸、延緩氧化作用、食品中的微生物、隔離食品與空氣的接觸、延緩氧化作用、調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境的氣體組成以及相對濕度等。調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境的氣體組成以及相對濕度等。二、涂膜保鮮技術二、涂膜保鮮技術 涂膜保鮮技術是在食品表面人工涂上一層

2、特殊的薄膜使食品保鮮涂膜保鮮技術是在食品表面人工涂上一層特殊的薄膜使食品保鮮的方法。的方法。 1、涂膜保鮮的發(fā)展歷史、涂膜保鮮的發(fā)展歷史 早在早在1213世紀，我國就用蜂蠟來裝桔子和檸檬，世紀，我國就用蜂蠟來裝桔子和檸檬，16世紀開始用世紀開始用脂類涂膜保鮮水果。脂類涂膜保鮮水果。 19世紀，世紀，Harvard和和Harmony提出用明膠涂層保護肉制品及其它提出用明膠涂層保護肉制品及其它食品。食品。 90年代，無污染易降解的可食用膜的應用越來越受到人們的關注。年代，無污染易降解的可食用膜的應用越來越受到人們的關注。 目前，涂膜保鮮技術不僅廣泛應用于果蔬類保鮮，而且在肉類、目前，涂膜保鮮技術不

3、僅廣泛應用于果蔬類保鮮，而且在肉類、水產(chǎn)品等食品中的應用也日益增加水產(chǎn)品等食品中的應用也日益增加。2、涂膜保鮮的機理、涂膜保鮮的機理 形成有一定阻隔性的膜，阻止果蔬失水。形成有一定阻隔性的膜，阻止果蔬失水。 果蔬的呼吸作用使膜內(nèi)果蔬的呼吸作用使膜內(nèi)O2濃度下降，濃度下降，CO2濃度上升。濃度上升。當膜內(nèi)當膜內(nèi)O2和和 CO2濃度符合果蔬貯藏的適宜氣體條件，可濃度符合果蔬貯藏的適宜氣體條件，可起到自發(fā)氣調(diào)作用，抑制果蔬呼吸延緩衰老。起到自發(fā)氣調(diào)作用，抑制果蔬呼吸延緩衰老。 涂膜對氣體的通透性是影響涂膜保鮮效果的主要因素涂膜對氣體的通透性是影響涂膜保鮮效果的主要因素之一。涂膜對氣體的通透性可用膜對

4、氣體的分離因子（之一。涂膜對氣體的通透性可用膜對氣體的分離因子（）來表示：來表示：一般地，含有羥基的分子所形成的涂膜，其一般地，含有羥基的分子所形成的涂膜，其 （CO2/O2）1，對果蔬保鮮的效果較好。對于，對果蔬保鮮的效果較好。對于(CO2/O2）1的涂膜，的涂膜，其適宜保鮮的果蔬種類依其分離因子不同而異其適宜保鮮的果蔬種類依其分離因子不同而異 。3、涂膜保鮮的特點、涂膜保鮮的特點發(fā)揮氣調(diào)作用發(fā)揮氣調(diào)作用 保水防蔫，改善食品的外觀品質(zhì)，提高食品的商品價值保水防蔫，改善食品的外觀品質(zhì)，提高食品的商品價值具有一定的抑菌性具有一定的抑菌性能夠在一定程度上減輕表皮的機械損傷能夠在一定程度上減輕表皮的

5、機械損傷可發(fā)揮保鮮增效作用可發(fā)揮保鮮增效作用 4、涂膜的種類、特性及其保鮮效果、涂膜的種類、特性及其保鮮效果 理想的涂膜劑有以下要求：理想的涂膜劑有以下要求：有一定的粘度，易于成膜有一定的粘度，易于成膜形成的膜均勻、連續(xù)，具有良好的保質(zhì)保鮮作用，并形成的膜均勻、連續(xù)，具有良好的保質(zhì)保鮮作用，并能提高果蔬的外觀水平能提高果蔬的外觀水平無毒、無異味，與食品接觸不產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)無毒、無異味，與食品接觸不產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì) （1 1）多糖類）多糖類 殼聚糖類殼聚糖類 甲殼素的脫乙酰產(chǎn)物，屬氨基多甲殼素的脫乙酰產(chǎn)物，屬氨基多糖，有良好的成膜性、通透性、保濕糖，有良好的成膜性、通透性、保濕性和廣譜

6、抗菌性，不溶于水，溶于稀性和廣譜抗菌性，不溶于水，溶于稀酸。酸。 影響殼聚糖涂膜保鮮效果的因素有：影響殼聚糖涂膜保鮮效果的因素有： 酸：酒石酸和檸檬酸的效果較好酸：酒石酸和檸檬酸的效果較好表面活性劑：可改善其黏附性表面活性劑：可改善其黏附性脫乙酰度脫乙酰度 ：脫乙酰度越高，膜抗拉強度越高，通透性越差：脫乙酰度越高，膜抗拉強度越高，通透性越差增塑劑種類和濃度增塑劑種類和濃度 ：濃度的增加，透氧性明顯上升：濃度的增加，透氧性明顯上升 ，對膜的透濕，對膜的透濕 性無顯著影響性無顯著影響 分子量分子量 ：相對分子質(zhì)量為：相對分子質(zhì)量為20萬和萬和1萬左右防腐效果最好萬左右防腐效果最好 衍生化反應：衍生

7、化反應：N,O-羧甲基殼聚糖所形成的膜對氣體具有選擇通透性，特羧甲基殼聚糖所形成的膜對氣體具有選擇通透性，特 別適合于果蔬保鮮別適合于果蔬保鮮 金屬離子金屬離子 ：保鮮效果優(yōu)于無金屬離子的殼聚糖膜：保鮮效果優(yōu)于無金屬離子的殼聚糖膜 纖維素類纖維素類 羧甲基纖維素（羧甲基纖維素（CMC）、甲基纖維素（）、甲基纖維素（MC）、羧丙基甲基纖）、羧丙基甲基纖維素（維素（HPMC）、羧丙基纖維素（）、羧丙基纖維素（HPC）均溶于水并具有良好的成）均溶于水并具有良好的成膜性。膜性。 纖維素類膜透濕性強，常與脂類復合以改善其性能。纖維素類膜透濕性強，常與脂類復合以改善其性能。 制制MC膜時，溶劑種類和膜時，

8、溶劑種類和MC的分子量對膜的阻氧的分子量對膜的阻氧性影響很大。性影響很大。 環(huán)境的相對濕度對纖維素膜透氧性也有很大的影響，環(huán)境的相對濕度對纖維素膜透氧性也有很大的影響，當環(huán)境濕度升高時，纖維素膜的透氧性急速上升當環(huán)境濕度升高時，纖維素膜的透氧性急速上升 。 淀粉類淀粉類 直鏈淀粉含量高的淀粉所成膜呈透明狀直鏈淀粉含量高的淀粉所成膜呈透明狀 可食膜成分中脂類和增塑劑對膜的透過性有顯著影響可食膜成分中脂類和增塑劑對膜的透過性有顯著影響 淀粉經(jīng)改性生成的羥丙基淀粉所成膜阻氧性非常強，淀粉經(jīng)改性生成的羥丙基淀粉所成膜阻氧性非常強，但阻濕性極低但阻濕性極低 魔芋葡甘聚糖魔芋葡甘聚糖 所成膜在冷熱水及酸堿

9、中均穩(wěn)定。所成膜在冷熱水及酸堿中均穩(wěn)定。 膜的透水性受添加親水物質(zhì)或疏水物質(zhì)的影響，添膜的透水性受添加親水物質(zhì)或疏水物質(zhì)的影響，添加親水性物質(zhì)，則透水性增強，添加疏水性物質(zhì)，則透加親水性物質(zhì)，則透水性增強，添加疏水性物質(zhì)，則透水性減弱。水性減弱。 改性后魔芋精粉的保鮮效果將得到明顯改善。改性后魔芋精粉的保鮮效果將得到明顯改善。 褐藻酸鈉類褐藻酸鈉類 具有良好的成膜性，但阻濕性有限；具有良好的成膜性，但阻濕性有限； 膜厚度對抗拉強度影響不大，但透濕性隨著膜厚膜厚度對抗拉強度影響不大，但透濕性隨著膜厚度的增加而減小；度的增加而減??； 交聯(lián)膜的性質(zhì)明顯優(yōu)于非交聯(lián)膜，環(huán)氧丙烷和鈣交聯(lián)膜的性質(zhì)明顯優(yōu)于非

10、交聯(lián)膜，環(huán)氧丙烷和鈣雙重交聯(lián)膜的性能最好雙重交聯(lián)膜的性能最好 ； 環(huán)境濕度高于環(huán)境濕度高于95%時，仍能顯著地阻止果蔬失水；時，仍能顯著地阻止果蔬失水； 脂質(zhì)可顯著降低褐藻酸鈉膜的透水性脂質(zhì)可顯著降低褐藻酸鈉膜的透水性 。 微生物多糖類微生物多糖類 A. 茁霉多糖茁霉多糖 具有良好的成膜性，是理想的果蔬保鮮劑；具有良好的成膜性，是理想的果蔬保鮮劑； 不同分子量的茁霉多糖都有較好的保水作用，尤其以不同分子量的茁霉多糖都有較好的保水作用，尤其以高分子量的茁霉多糖效果更好；高分子量的茁霉多糖效果更好； 茁霉多糖不具有殺菌、抑菌作用，但同殺蟲劑共用茁霉多糖不具有殺菌、抑菌作用，但同殺蟲劑共用具有良好的

11、殺菌、防病毒侵染和防腐防病作用具有良好的殺菌、防病毒侵染和防腐防病作用 。B. NPS多糖多糖 用半野生植物為原料用半野生植物為原料 ,經(jīng)科學加工制成的一種天然多糖類物質(zhì)，經(jīng)科學加工制成的一種天然多糖類物質(zhì)，pH微酸性，無毒可食，有營養(yǎng)，速溶于水，最大吸水量可達原重的微酸性，無毒可食，有營養(yǎng)，速溶于水，最大吸水量可達原重的100倍以上，吸漲后的體積相當于原體積的倍以上，吸漲后的體積相當于原體積的1000倍以上。倍以上。NPS多糖具多糖具有兩性物質(zhì)的特點并具極好的成膜性。有兩性物質(zhì)的特點并具極好的成膜性。 在果蔬表面成膜后無色、無味，肉眼很難看出，光澤性明顯增在果蔬表面成膜后無色、無味，肉眼很難

12、看出，光澤性明顯增強，有打蠟的效果，是一種很好的果蔬涂膜保鮮劑。強，有打蠟的效果，是一種很好的果蔬涂膜保鮮劑。 （2）蛋白質(zhì)類）蛋白質(zhì)類小麥面筋蛋白小麥面筋蛋白 小麥面筋蛋白膜柔韌、牢固，阻氧性好，但阻水性和透光性差；小麥面筋蛋白膜柔韌、牢固，阻氧性好，但阻水性和透光性差； 當小麥面筋蛋白膜中脂類含量為干物質(zhì)含量的當小麥面筋蛋白膜中脂類含量為干物質(zhì)含量的20%時，透水率顯著下降；時，透水率顯著下降； 小麥面筋蛋白制膜液的小麥面筋蛋白制膜液的pH值應控制在值應控制在5 。大豆分離蛋白大豆分離蛋白 大豆分離蛋白制膜液的大豆分離蛋白制膜液的pH值應控制在值應控制在8； 大豆分離蛋白膜的透氧率低、透水

13、率高，因而常與糖類、脂類復合后使用。大豆分離蛋白膜的透氧率低、透水率高，因而常與糖類、脂類復合后使用。 玉米醇溶蛋白玉米醇溶蛋白 所形成的膜具有良好的阻氧性和阻濕性所形成的膜具有良好的阻氧性和阻濕性 。（3）脂質(zhì)類）脂質(zhì)類 蠟類蠟類 成膜性好，對水分有較好的阻隔性。其中石蠟最為有成膜性好，對水分有較好的阻隔性。其中石蠟最為有效，蜂蠟其次；效，蜂蠟其次； 已商業(yè)化生產(chǎn)的蠟類涂膜劑有中國林業(yè)科學研究院林已商業(yè)化生產(chǎn)的蠟類涂膜劑有中國林業(yè)科學研究院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所的紫膠涂料、中國農(nóng)業(yè)科學院的京產(chǎn)化學工業(yè)研究所的紫膠涂料、中國農(nóng)業(yè)科學院的京2B系列膜劑、北京化工研究所的系列膜劑、北京化工研究所的CF

14、W果蠟。果蠟。 天然樹脂天然樹脂 醇溶性蟲膠成膜性好、干燥快、有光澤、在空氣中穩(wěn)定、醇溶性蟲膠成膜性好、干燥快、有光澤、在空氣中穩(wěn)定、不溶于水、溶于乙醇和堿性溶液，適合作為涂膜保鮮劑使用；不溶于水、溶于乙醇和堿性溶液，適合作為涂膜保鮮劑使用； 我國云南玉溪產(chǎn)的蟲膠品質(zhì)好，雜質(zhì)少，易溶解，成膜后我國云南玉溪產(chǎn)的蟲膠品質(zhì)好，雜質(zhì)少，易溶解，成膜后光澤自然。光澤自然。 油脂油脂 油脂具有油膩性，主要成分是脂肪酸的甘油酯，不油脂具有油膩性，主要成分是脂肪酸的甘油酯，不溶于水；溶于水； 借助乳化劑和機械力作用，將互不相溶的油和水制借助乳化劑和機械力作用，將互不相溶的油和水制成乳狀液體制劑，涂覆果實，可以

15、達到長期保鮮的目的。成乳狀液體制劑，涂覆果實，可以達到長期保鮮的目的。 （4）復合膜類）復合膜類 復合膜是由多糖類、蛋白質(zhì)類、脂質(zhì)類中的兩種或兩種復合膜是由多糖類、蛋白質(zhì)類、脂質(zhì)類中的兩種或兩種以上物質(zhì)經(jīng)一定處理而成的涂膜；以上物質(zhì)經(jīng)一定處理而成的涂膜； 由由HPMC與棕櫚酸和硬脂酸組成的雙層膜，透濕性比與棕櫚酸和硬脂酸組成的雙層膜，透濕性比HPMC膜減少約膜減少約90%； 由多糖與蛋白質(zhì)組成的復合天然植物保鮮劑膜具有良由多糖與蛋白質(zhì)組成的復合天然植物保鮮劑膜具有良好的保鮮效果。好的保鮮效果。 TAL Pro-long（英國）：（英國）： 由蔗糖脂肪酸酯、由蔗糖脂肪酸酯、CMC-Na和甘油一酯

16、或甘油二酯和甘油一酯或甘油二酯組成。組成。Superfresh是其改進型，含是其改進型，含60%的蔗糖酯、的蔗糖酯、26%的的CMC-Na、14%的雙乙酰脂肪酸單酯。的雙乙酰脂肪酸單酯。 OED（日本）：（日本）： 由由10份蜂蠟、份蜂蠟、2份朊酪、份朊酪、1份蔗糖酯組成。份蔗糖酯組成。涂膜保鮮時必須注意以下幾方面的問題：涂膜保鮮時必須注意以下幾方面的問題：研制出不同特性的膜以適用于不同品種食品的需求；研制出不同特性的膜以適用于不同品種食品的需求；準確測量膜的氣體滲透特性；準確測量膜的氣體滲透特性；準確測量目標果蔬的果皮與果肉的氣體及水分擴散特性；準確測量目標果蔬的果皮與果肉的氣體及水分擴散特

17、性；分析待貯果蔬內(nèi)部氣體組分；分析待貯果蔬內(nèi)部氣體組分；根據(jù)果蔬的品質(zhì)變化，對涂膜的性質(zhì)進行適當調(diào)整，以根據(jù)果蔬的品質(zhì)變化，對涂膜的性質(zhì)進行適當調(diào)整，以達到最佳保鮮效果。達到最佳保鮮效果。5、涂膜保鮮的方法、涂膜保鮮的方法（1）浸涂法）浸涂法 將涂料配成適當濃度的溶液，將果實浸入，蘸上一層薄薄的涂料后，取將涂料配成適當濃度的溶液，將果實浸入，蘸上一層薄薄的涂料后，取出晾干即成。出晾干即成。（2）刷涂法）刷涂法 用軟毛刷蘸上涂料液，在果實上輾轉(zhuǎn)涂刷，使果皮上涂一層薄薄的涂膜用軟毛刷蘸上涂料液，在果實上輾轉(zhuǎn)涂刷，使果皮上涂一層薄薄的涂膜料。料。（3）噴涂法）噴涂法 用機器在果實表面噴上一層均勻而極

18、薄的涂料。用機器在果實表面噴上一層均勻而極薄的涂料。 目前普遍用涂膜機（打蠟機）涂膜，涂膜機由目前普遍用涂膜機（打蠟機）涂膜，涂膜機由清洗、擦吸干燥、噴涂、低溫干燥、分級和包裝等清洗、擦吸干燥、噴涂、低溫干燥、分級和包裝等部分聯(lián)合組成。部分聯(lián)合組成。 三、生物保鮮劑保鮮技術三、生物保鮮劑保鮮技術 生物保鮮劑保鮮生物保鮮劑保鮮是通過浸漬、噴淋或混合等方式，是通過浸漬、噴淋或混合等方式，將生物保鮮劑與食品充分接觸，從而使食品保鮮的方法。將生物保鮮劑與食品充分接觸，從而使食品保鮮的方法。 生物保鮮劑生物保鮮劑也稱作天然保鮮劑，是直接來源于生也稱作天然保鮮劑，是直接來源于生物體自身組成成分或其代謝產(chǎn)物

19、，不僅具有良好的抑菌物體自身組成成分或其代謝產(chǎn)物，不僅具有良好的抑菌作用，而且一般都可被生物降解，具有無味、無毒、安作用，而且一般都可被生物降解，具有無味、無毒、安全等特點。全等特點。 1、植物源生物保鮮劑、植物源生物保鮮劑 許多植物中都存在抗菌物質(zhì)，主要是醛類、酮類、許多植物中都存在抗菌物質(zhì)，主要是醛類、酮類、酚類、酯類物質(zhì)。酚類、酯類物質(zhì)。（1）茶多酚）茶多酚 能抑制能抑制G+菌和菌和G-菌，屬于廣譜性的抗菌劑；菌，屬于廣譜性的抗菌劑； 最小抑菌濃度隨菌種不同而差異較大，大多在最小抑菌濃度隨菌種不同而差異較大，大多在50500mg/kg之間，符合食品添加劑用量的一般要求之間，符合食品添加劑

20、用量的一般要求 。 （2）大蒜提取物）大蒜提取物 大蒜辣素和大蒜新素是大蒜中的主要抗菌成份。大蒜辣素和大蒜新素是大蒜中的主要抗菌成份。 大蒜辣素的抗菌機理大蒜辣素的抗菌機理：分子中的氧原子與細菌中半：分子中的氧原子與細菌中半胱氨結合使之不能轉(zhuǎn)變?yōu)殡装彼?，從而影響細菌體內(nèi)的氧胱氨結合使之不能轉(zhuǎn)變?yōu)殡装彼?，從而影響細菌體內(nèi)的氧化還原反應的進行。化還原反應的進行。 大蒜對多種球菌、霉菌有明顯的抑制和殺菌作用，大蒜對多種球菌、霉菌有明顯的抑制和殺菌作用，是目前發(fā)現(xiàn)的具有抗真菌作用植物中效力最強的一種。是目前發(fā)現(xiàn)的具有抗真菌作用植物中效力最強的一種。 茶多酚茶多酚2、動物源生物保鮮劑、動物源生物保鮮劑

21、（1）魚精蛋白（）魚精蛋白（protamine） 魚精蛋白是一種特殊的抗菌肽，是存在于許多魚類魚精蛋白是一種特殊的抗菌肽，是存在于許多魚類中的成熟精細胞中的一種球形堿性蛋白。相對分子質(zhì)量中的成熟精細胞中的一種球形堿性蛋白。相對分子質(zhì)量較小，大約為較小，大約為400010000，由，由30個左右的氨基酸組成，個左右的氨基酸組成，精氨酸占其氨基酸組成的精氨酸占其氨基酸組成的2/3以上，加熱不凝固，等電點以上，加熱不凝固，等電點在在1012之間，帶正電荷之間，帶正電荷 。 抑菌機理抑菌機理 A、魚精蛋白作用于微生物細胞壁，破壞了細胞壁的合成、魚精蛋白作用于微生物細胞壁，破壞了細胞壁的合成以達到其抑菌

22、效果。以達到其抑菌效果。 B、魚精蛋白作用于微生物細胞質(zhì)膜，通過破壞細胞對營、魚精蛋白作用于微生物細胞質(zhì)膜，通過破壞細胞對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收來起抑菌作用。養(yǎng)物質(zhì)的吸收來起抑菌作用。 制備方法制備方法 魚精置于稀硫酸溶液中，抽取出魚精蛋白和混雜蛋魚精置于稀硫酸溶液中，抽取出魚精蛋白和混雜蛋白，然后在抽出液中加入有機溶劑沉淀，將沉淀溶于溫白，然后在抽出液中加入有機溶劑沉淀，將沉淀溶于溫水中，再冷卻即析出魚精蛋白?；蛴镁垤⑺猁}使硫酸或水中，再冷卻即析出魚精蛋白?；蛴镁垤⑺猁}使硫酸或鹽酸抽出液中的魚精蛋白以磷酸鹽形式沉淀出來，然后鹽酸抽出液中的魚精蛋白以磷酸鹽形式沉淀出來，然后將沉淀溶解在高濃度的硫酸銨中

23、，分解為精蛋白硫酸鹽。將沉淀溶解在高濃度的硫酸銨中，分解為精蛋白硫酸鹽。 純化方法一般采用葡聚糖凝膠柱色譜法。純化方法一般采用葡聚糖凝膠柱色譜法。 影響魚精蛋白抗菌活性的因素影響魚精蛋白抗菌活性的因素A、菌種及其生長狀況、菌種及其生長狀況 魚精蛋白的抑菌性因其來源不同而存在差異；魚精蛋白的抑菌性因其來源不同而存在差異； 革蘭陽性菌的發(fā)育受到了明顯的抑制，而革蘭陰性菌革蘭陽性菌的發(fā)育受到了明顯的抑制，而革蘭陰性菌幾乎不受影響；幾乎不受影響； 魚精蛋白對新鮮魚貝類和肉食品中所含的多數(shù)細菌魚精蛋白對新鮮魚貝類和肉食品中所含的多數(shù)細菌起不到抑制作用。起不到抑制作用。 魚精蛋白對經(jīng)過熱處理后的食品具有較

24、好的保存效果；魚精蛋白對經(jīng)過熱處理后的食品具有較好的保存效果； 魚精蛋白的魚精蛋白的最小抑菌濃度最小抑菌濃度因菌種不同而異；因菌種不同而異； 對于同一種菌類來說，微生物所處的新陳代謝狀況也對于同一種菌類來說，微生物所處的新陳代謝狀況也會影響魚精蛋白的效果。會影響魚精蛋白的效果。B、食品的、食品的pH 魚精蛋白在魚精蛋白在pH6.0以上時具有明顯的抗菌活性。以上時具有明顯的抗菌活性。 C、所含鹽類及其濃度、所含鹽類及其濃度 食品中各種鹽類濃度的提高，魚精蛋白的抑菌性食品中各種鹽類濃度的提高，魚精蛋白的抑菌性會相應降低。同等濃度條件下二價鹽類比一價鹽類對會相應降低。同等濃度條件下二價鹽類比一價鹽類

25、對細菌的保護作用更好。細菌的保護作用更好。D、環(huán)境溫度、環(huán)境溫度 大多數(shù)食品加工時采用的溫度對魚精蛋白的抑菌大多數(shù)食品加工時采用的溫度對魚精蛋白的抑菌作用影響不大作用影響不大 。 在食品中應用需注意的問題在食品中應用需注意的問題 應用中一般將魚精蛋白與其它防腐劑或保鮮方法結合使用；應用中一般將魚精蛋白與其它防腐劑或保鮮方法結合使用； 魚精蛋白與甘氨酸、醋酸鈉、乙醇、單甘油酯混合使用時，魚精蛋白與甘氨酸、醋酸鈉、乙醇、單甘油酯混合使用時，抗菌作用有相乘的效果；抗菌作用有相乘的效果； 使用大豆卵磷脂等乳化劑與魚精蛋白復配，可解決魚精蛋使用大豆卵磷脂等乳化劑與魚精蛋白復配，可解決魚精蛋白在食品介質(zhì)中

26、溶解性的問題。白在食品介質(zhì)中溶解性的問題。 魚精蛋白的安全性魚精蛋白的安全性 魚精蛋白是一種對人體無害的、高度安全的、具有很高營魚精蛋白是一種對人體無害的、高度安全的、具有很高營養(yǎng)性和功能性的新型食品防腐劑；養(yǎng)性和功能性的新型食品防腐劑； 除魚精蛋白以外，昆蟲抗菌肽、防衛(wèi)肽以及海洋生物抗菌除魚精蛋白以外，昆蟲抗菌肽、防衛(wèi)肽以及海洋生物抗菌肽等也是常見的生物保鮮劑肽等也是常見的生物保鮮劑。 （2）溶菌酶（）溶菌酶（lysozyme） 溶菌酶，又稱細胞壁溶解酶，是一種專門作用于微生溶菌酶，又稱細胞壁溶解酶，是一種專門作用于微生物細胞壁的水解酶。物細胞壁的水解酶。 溶菌酶的種類溶菌酶的種類 A、雞蛋

27、清溶菌酶、雞蛋清溶菌酶 相對分子質(zhì)量為相對分子質(zhì)量為14307，等電點為，等電點為11.1，最適溶菌溫，最適溶菌溫度為度為50，最適，最適pH為為7.0，一級結構由，一級結構由129個氨基酸組成，個氨基酸組成，其高級結構的穩(wěn)定性由其高級結構的穩(wěn)定性由4個二硫鍵、氫鍵和疏水鍵來維持個二硫鍵、氫鍵和疏水鍵來維持 。 B、人和哺乳動物溶菌酶、人和哺乳動物溶菌酶 人和哺乳動物溶菌酶由人和哺乳動物溶菌酶由 130個氨基酸組成；個氨基酸組成； 一級結構中的氨基酸排列順序與雞蛋清溶菌酶的差異較大；一級結構中的氨基酸排列順序與雞蛋清溶菌酶的差異較大； 高級結構也存在四個二硫鍵；高級結構也存在四個二硫鍵； 人溶

28、菌酶的溶菌活性比雞蛋清溶菌酶高人溶菌酶的溶菌活性比雞蛋清溶菌酶高3倍。倍。 C、植物溶菌酶、植物溶菌酶 植物溶菌酶對小球菌的溶菌活性較雞蛋清溶菌酶低，但對膠狀植物溶菌酶對小球菌的溶菌活性較雞蛋清溶菌酶低，但對膠狀甲殼質(zhì)的分解活性則為雞蛋清溶菌酶的甲殼質(zhì)的分解活性則為雞蛋清溶菌酶的10倍左右。倍左右。 D、微生物溶菌酶、微生物溶菌酶內(nèi)內(nèi)-N-乙酰己糖胺酶：作用是分解構成細菌細胞壁骨架的多糖；乙酰己糖胺酶：作用是分解構成細菌細胞壁骨架的多糖；酰胺酶：其作用是切斷連接多糖和氨基酸之間的酰胺鍵；酰胺酶：其作用是切斷連接多糖和氨基酸之間的酰胺鍵；內(nèi)內(nèi)-肽酶和蛋白酶：作用與酰胺酶相似；肽酶和蛋白酶：作用與

29、酰胺酶相似；-1，3葡聚糖酶、葡聚糖酶、-1，6-葡聚糖酶、甘露糖酶：其作用是分解葡聚糖酶、甘露糖酶：其作用是分解細胞壁；細胞壁；磷酸甘露糖酶：與磷酸甘露糖酶：與-1，3葡聚糖酶、葡聚糖酶、-1，6-葡聚糖酶和甘露糖葡聚糖酶和甘露糖酶共同作用，分解細胞原生質(zhì)；酶共同作用，分解細胞原生質(zhì)；殼多糖酶：與葡聚糖酶共同作用，分解霉菌和酵母菌；殼多糖酶：與葡聚糖酶共同作用，分解霉菌和酵母菌；脫乙酰殼多糖酶：主要作用是分解毛霉和根霉脫乙酰殼多糖酶：主要作用是分解毛霉和根霉。 溶菌酶提取分離的方法溶菌酶提取分離的方法 原料一般都用蛋清或蛋殼；原料一般都用蛋清或蛋殼； 提取分離的方法有親和色譜法、離子交換法、

30、沉淀法、提取分離的方法有親和色譜法、離子交換法、沉淀法、沉淀與凝膠色譜結合法等。沉淀與凝膠色譜結合法等。 溶菌酶的作用機理溶菌酶的作用機理 溶菌酶能選擇性地分解微生物細胞壁，主要是分解溶菌酶能選擇性地分解微生物細胞壁，主要是分解細胞壁中的肽聚糖。細胞壁中的肽聚糖。 溶菌酶水解球菌細胞壁的作用點溶菌酶水解球菌細胞壁的作用點是是N-乙酰胞壁酸（乙酰胞壁酸（NAM）與與N-乙酰葡萄糖胺（乙酰葡萄糖胺（NAG）之間的）之間的-1，4糖苷鍵斷開；糖苷鍵斷開； 經(jīng)過溶菌酶作用后，微生物細胞因為滲透壓受到破經(jīng)過溶菌酶作用后，微生物細胞因為滲透壓受到破 壞而引壞而引起平衡破裂，從而使得微生物細胞的內(nèi)溶物滲出導

31、致細胞死亡起平衡破裂，從而使得微生物細胞的內(nèi)溶物滲出導致細胞死亡 。 一般地，溶菌酶對一般地，溶菌酶對G+菌均有較強的分解作用，而對菌均有較強的分解作用，而對G-菌無分解作用；菌無分解作用； 溶菌酶的溶菌酶的最適小分子底物最適小分子底物為為NAM-NAG交替組成的六糖；交替組成的六糖； 在溶菌酶分子中存在一個狹長的凹穴在溶菌酶分子中存在一個狹長的凹穴 ，在凹穴中的，在凹穴中的Glu35與與Asp52構成了活性中心，它們在水解糖苷鍵時起協(xié)同作用。構成了活性中心，它們在水解糖苷鍵時起協(xié)同作用。 溶菌酶在食品中的應用溶菌酶在食品中的應用奶粉：有利于嬰兒腸道菌群的正常化；奶粉：有利于嬰兒腸道菌群的正常

32、化； 奶酪：防止中后期奶酪的后期起泡、風味變差，具有抑奶酪：防止中后期奶酪的后期起泡、風味變差，具有抑菌作用，不至引起酪酸發(fā)酵；菌作用，不至引起酪酸發(fā)酵；日本清酒日本清酒 ：代替水楊酸用于防腐，加入量為：代替水楊酸用于防腐，加入量為l5mg/kg。 肉制品肉制品 、水果、水產(chǎn)品、面制品：防腐保鮮；、水果、水產(chǎn)品、面制品：防腐保鮮； 酵母：經(jīng)溶菌酶處理后，在培養(yǎng)過程中氮核蛋白質(zhì)的釋放量酵母：經(jīng)溶菌酶處理后，在培養(yǎng)過程中氮核蛋白質(zhì)的釋放量增加，提高了酵母蛋白利用率；增加，提高了酵母蛋白利用率； 殼聚糖：降解為低分子量；殼聚糖：降解為低分子量； 單獨使用溶菌酶作為防腐保鮮劑使用有一定的局限性，需要單

33、獨使用溶菌酶作為防腐保鮮劑使用有一定的局限性，需要添加其他的成分來促進防腐效果。在實際應用時，常與甘氨酸添加其他的成分來促進防腐效果。在實際應用時，常與甘氨酸聯(lián)用。聯(lián)用。 3、微生物源生物保鮮劑、微生物源生物保鮮劑 乳酸鏈球菌素（乳酸鏈球菌素（Nisin）又叫乳鏈菌肽、乳球菌肽，是某）又叫乳鏈菌肽、乳球菌肽，是某些乳酸乳球菌在代謝過程中合成和分泌的具有很強殺菌作用的些乳酸乳球菌在代謝過程中合成和分泌的具有很強殺菌作用的小分子肽。小分子肽。 Nisin的分子結構的分子結構 Nisin是一種含有是一種含有34個氨基酸的多肽，個氨基酸的多肽，N端為異亮氨酸，端為異亮氨酸，C末端為賴氨酸，分子質(zhì)量為末

34、端為賴氨酸，分子質(zhì)量為3510Da。 單體中含有單體中含有5種異常氨基酸：種異常氨基酸： 氨基丁酸（氨基丁酸（ABA）、脫氫丙氨酸（）、脫氫丙氨酸（DHA）、）、-甲基脫甲基脫氫丙氨酸（氫丙氨酸（DHB）、羊毛硫氨酸（）、羊毛硫氨酸（ALA-S-ALA）、）、-甲甲基羊毛硫氨酸（基羊毛硫氨酸（ALA-S-ABA），通過硫醚鍵形成），通過硫醚鍵形成5個環(huán)。個環(huán)。 Nisin活性分子常為二聚體或四聚體。二聚體分子量為活性分子常為二聚體或四聚體。二聚體分子量為7000，四聚體分子量為，四聚體分子量為14000； 已發(fā)現(xiàn)了已發(fā)現(xiàn)了6種類型的種類型的Nisin，分別是，分別是A、B、C、D、E和和Z；

35、天然狀態(tài)下的天然狀態(tài)下的Nisin主要有主要有NisinA和和NisinZ兩種形式。兩種形式。它們之間的差別在于第它們之間的差別在于第27位的氨基酸不同，位的氨基酸不同，NisinA為組為組氨酸，氨酸，NisinZ為天冬氨酸。為天冬氨酸。 Nisin的溶解性與穩(wěn)定性的溶解性與穩(wěn)定性 Nisin的溶解度主要取決于溶液的的溶解度主要取決于溶液的pH值，在值，在pH值較低的值較低的情況下，溶解性較好。在中性和堿性條件下幾乎不溶解；情況下，溶解性較好。在中性和堿性條件下幾乎不溶解； Nisin的穩(wěn)定性主要取決于溫度、的穩(wěn)定性主要取決于溫度、pH值、基質(zhì)等因素。值、基質(zhì)等因素。 Nisin的抑菌機理的抑

36、菌機理 A、在一定的膜電位下，疏水性的、帶正電荷的、在一定的膜電位下，疏水性的、帶正電荷的Nisin可吸附于敏感菌的細胞膜上，并通過其可吸附于敏感菌的細胞膜上，并通過其C末端的末端的作用侵入膜內(nèi)而形成通道；作用侵入膜內(nèi)而形成通道； B、Nisin屬于孔道形成蛋白，由于其分子特殊的屬于孔道形成蛋白，由于其分子特殊的三級結構，可允許分子質(zhì)量小于三級結構，可允許分子質(zhì)量小于0.5 kDa的親水分子通的親水分子通過，從而導致過，從而導致K+從胞漿中流出，細胞膜去極化及從胞漿中流出，細胞膜去極化及ATP泄漏，細胞外水分子流入，造成細胞內(nèi)外能差消失，泄漏，細胞外水分子流入，造成細胞內(nèi)外能差消失，細胞自溶而

37、死亡。細胞自溶而死亡。 Nisin主要殺滅或抑制主要殺滅或抑制G+菌及其芽孢，而對菌及其芽孢，而對G-菌基本菌基本無影響；無影響； 對于某些對于某些G-菌，如將菌，如將Nisin與冷凍、加熱、調(diào)節(jié)與冷凍、加熱、調(diào)節(jié)pH和和EDTA處理等結合起來，可以被殺死或被抑制；處理等結合起來，可以被殺死或被抑制； pH、Mg2+濃度、乳酸濃度、氮源種類等均可影響濃度、乳酸濃度、氮源種類等均可影響Nisin對細胞膜的吸附作用，從而影響對細胞膜的吸附作用，從而影響Nisin的抑菌作用。的抑菌作用。 Nisin在食品中的應用在食品中的應用 乳制品：延長保存期，縮短殺菌時間；乳制品：延長保存期，縮短殺菌時間； 肉

38、類食品：代替部分硝酸鹽和亞硝酸鹽，抑制肉毒梭肉類食品：代替部分硝酸鹽和亞硝酸鹽，抑制肉毒梭狀芽孢桿菌產(chǎn)生肉毒素，還可以降低亞硝胺對人體的危狀芽孢桿菌產(chǎn)生肉毒素，還可以降低亞硝胺對人體的危害；害； 啤酒、果酒、烈性乙醇等酒精飲料啤酒、果酒、烈性乙醇等酒精飲料 ：抑制：抑制G+菌。菌。 四、抗凍蛋白保鮮技術四、抗凍蛋白保鮮技術 抗凍蛋白（抗凍蛋白（antifreeze protein，AFP）是一類能夠抑制冰）是一類能夠抑制冰晶生長，能以非依數(shù)形式降低水溶液的冰點，但不影響其熔點晶生長，能以非依數(shù)形式降低水溶液的冰點，但不影響其熔點的特殊蛋白質(zhì)。的特殊蛋白質(zhì)。熒光抗凍蛋白熒光抗凍蛋白裝飾的冰晶體裝

39、飾的冰晶體1、抗凍蛋白的特性、抗凍蛋白的特性（1）熱滯活性）熱滯活性 抗凍蛋白能特異地吸附于冰晶表面，阻止冰晶生長，抗凍蛋白能特異地吸附于冰晶表面，阻止冰晶生長，非依數(shù)性降低溶液冰點，但不影響其熔點，導致熔點與非依數(shù)性降低溶液冰點，但不影響其熔點，導致熔點與冰點之間出現(xiàn)差異。冰點之間出現(xiàn)差異。冰點和熔點的差值稱為熱滯值冰點和熔點的差值稱為熱滯值，這，這一現(xiàn)象稱為抗凍蛋白的熱滯活性（一現(xiàn)象稱為抗凍蛋白的熱滯活性（THA）。）。 影響熱滯活性的因素影響熱滯活性的因素 抗凍蛋白的濃度：越高，熱滯活性越大抗凍蛋白的濃度：越高，熱滯活性越大 分子量：高分子量的糖肽比低分子量的糖肽熱滯活性更強分子量：高分

40、子量的糖肽比低分子量的糖肽熱滯活性更強 小分子量溶質(zhì)：如檸檬酸鹽、甘油和山梨醇能顯著阻止冰小分子量溶質(zhì)：如檸檬酸鹽、甘油和山梨醇能顯著阻止冰核的形成，提高抗凍蛋白的熱滯活性核的形成，提高抗凍蛋白的熱滯活性 來源來源 ：魚類的熱滯值為魚類的熱滯值為0.71.5，植物為，植物為0.20.5，昆，昆蟲為蟲為510 （2）改變冰晶的生長方式）改變冰晶的生長方式 在純水中，冰晶通常沿著平行于基面的方向（在純水中，冰晶通常沿著平行于基面的方向（a軸）軸）伸展，而在晶格表面方向（伸展，而在晶格表面方向（c軸）伸展很少；軸）伸展很少； 抗凍蛋白分子與冰晶表面相互作用導致水分子在晶格抗凍蛋白分子與冰晶表面相互作

41、用導致水分子在晶格表面外層的排列順序發(fā)生改變，冰核會變得沿著表面外層的排列順序發(fā)生改變，冰核會變得沿著c軸以骨軸以骨針形、纖維狀生長，形成對稱的雙六面體金字塔形冰晶。針形、纖維狀生長，形成對稱的雙六面體金字塔形冰晶。 （3）抑制冰晶的重結晶）抑制冰晶的重結晶 重結晶是指環(huán)境溫度在冰點以下較高溫度波動時，冰晶的重結晶是指環(huán)境溫度在冰點以下較高溫度波動時，冰晶的大小將發(fā)生變化，通常大冰晶越來越大，小冰晶越來越??；大小將發(fā)生變化，通常大冰晶越來越大，小冰晶越來越小； 抗凍蛋白可以阻止冰晶的重結晶，所形成的晶粒體積小而抗凍蛋白可以阻止冰晶的重結晶，所形成的晶粒體積小而且比較均勻，防止組織因冰晶增大而產(chǎn)

42、生機械性損傷。且比較均勻，防止組織因冰晶增大而產(chǎn)生機械性損傷。 2、抗凍蛋白的類型及其結構、抗凍蛋白的類型及其結構（1）魚類中的抗凍蛋白及其結構）魚類中的抗凍蛋白及其結構 抗凍糖蛋白（抗凍糖蛋白（AFGP） 主要由主要由3肽糖單位肽糖單位-Ala-Ala-Thr（雙糖基）（雙糖基）-以不同重復度以不同重復度串聯(lián)而成；串聯(lián)而成； 分子質(zhì)量一般在分子質(zhì)量一般在2.634kDa之間；之間； 糖基是抗凍活性形成的主要基團，且活性與分子質(zhì)量有關，糖基是抗凍活性形成的主要基團，且活性與分子質(zhì)量有關，分子質(zhì)量大，一般活性也高。分子質(zhì)量大，一般活性也高。型抗凍蛋白（型抗凍蛋白（AFP-） 由由11個氨基酸串聯(lián)

43、而成的個氨基酸串聯(lián)而成的-螺旋單體結構，富含丙氨螺旋單體結構，富含丙氨酸（占總氨基酸的酸（占總氨基酸的60%以上），且部分螺旋具有雙嗜性；以上），且部分螺旋具有雙嗜性； 冬鰈產(chǎn)生的冬鰈產(chǎn)生的AFP-包括兩種亞型，即肝臟型和皮膚型，包括兩種亞型，即肝臟型和皮膚型，皮膚型的活性是肝臟型的皮膚型的活性是肝臟型的1/2。型抗凍蛋白（型抗凍蛋白（AFP-） 與與C型凝集素同源型凝集素同源 ，有，有2個個-螺旋、螺旋、2個個-折疊和大量無規(guī)則折疊和大量無規(guī)則結構；結構； 日本胡瓜魚中的日本胡瓜魚中的AFP-的的N端的氨基酸序列與鯡魚有端的氨基酸序列與鯡魚有75%的同源性且核苷酸順序的同源性且核苷酸順序85

44、%相同，分子質(zhì)量為相同，分子質(zhì)量為16.7kDa，結構，結構上含有至少一個上含有至少一個Ca2+結合結構域，但去除結合結構域，但去除Ca2+并未使它的活性并未使它的活性完全喪失。完全喪失。 胡瓜魚胡瓜魚 型抗凍蛋白（型抗凍蛋白（AFP-） 主要存在于綿鳚亞科魚類中，是一種主要存在于綿鳚亞科魚類中，是一種7kDa的球狀蛋白的球狀蛋白 二級結構主要由二級結構主要由9個個-折疊組成折疊組成 三級結構由三級結構由3個個-折疊反向排列成川字形，兩個川字折疊反向排列成川字形，兩個川字形結構互相垂直排列成三級結構的主體部分，其余形結構互相垂直排列成三級結構的主體部分，其余-折折疊則處于連接位置上疊則處于連接

45、位置上 型抗凍蛋白（型抗凍蛋白（AFP-） 存在于多棘床杜父魚存在于多棘床杜父魚 108個氨基酸殘基，其中個氨基酸殘基，其中Glu的含量高達的含量高達17% 和膜載脂蛋白具有和膜載脂蛋白具有22%的同源性的同源性 有較高的有較高的-螺旋結構，其中螺旋結構，其中4個個-螺旋反向平行排列，疏水螺旋反向平行排列，疏水基團向內(nèi)，親水基團向外基團向內(nèi)，親水基團向外 杜父魚杜父魚 Hyperactive-AFP 從冬鰈中分離出；從冬鰈中分離出； 分子量大于來源于同一生物中的分子量大于來源于同一生物中的AFP-，活性遠遠，活性遠遠高于后者。高于后者。 （2）昆蟲中的抗凍蛋白）昆蟲中的抗凍蛋白 昆蟲抗凍蛋白結

46、構與魚類的不同，在沿著抗凍蛋白昆蟲抗凍蛋白結構與魚類的不同，在沿著抗凍蛋白折疊的一側(cè)有兩行蘇氨酸殘基，能夠與冰晶表面的棱柱折疊的一側(cè)有兩行蘇氨酸殘基，能夠與冰晶表面的棱柱和基面很好的匹配結合；和基面很好的匹配結合； 含有比魚類更多的親水性氨基酸。含有比魚類更多的親水性氨基酸。 甲蟲抗凍蛋白甲蟲抗凍蛋白 甲蟲抗凍蛋白為甲蟲抗凍蛋白為8.4 kDa的右手的右手-螺旋，即螺旋本身螺旋，即螺旋本身是是-片層結構，每一圈由片層結構，每一圈由12個氨基酸組成，共個氨基酸組成，共7個螺周；個螺周； 富含富含Thr和和Cys，8個二硫鍵分布在螺旋內(nèi)側(cè)；個二硫鍵分布在螺旋內(nèi)側(cè)； 熱滯活性比魚的高得多，二聚體的活

47、性更高。熱滯活性比魚的高得多，二聚體的活性更高。甲蟲甲蟲 云杉蚜蟲抗凍蛋白云杉蚜蟲抗凍蛋白 分子質(zhì)量為分子質(zhì)量為9.0 kDa左右，呈左手左右，呈左手-螺旋，每螺圈呈螺旋，每螺圈呈三角形，包括三角形，包括15個氨基酸殘基，個氨基酸殘基，Thr-X-Thr模體重復出現(xiàn)模體重復出現(xiàn)在每一螺圈當中，三角形的邊是在每一螺圈當中，三角形的邊是-折疊片層；折疊片層； 熱滯活性，為魚的熱滯活性的熱滯活性，為魚的熱滯活性的34倍；倍； 云杉蚜蟲抗凍蛋白的同型中有一種分子質(zhì)量為云杉蚜蟲抗凍蛋白的同型中有一種分子質(zhì)量為12kDa的蛋白質(zhì)的熱滯活性比魚的高出的蛋白質(zhì)的熱滯活性比魚的高出10100倍。倍。 毛蟲抗凍蛋

48、白毛蟲抗凍蛋白 DAFP-1和和DAFP-2兩類研究得較清楚兩類研究得較清楚 分子質(zhì)量約為分子質(zhì)量約為8.7kDa，分別含，分別含83和和84個氨基酸殘基個氨基酸殘基 組成組成7個含個含12個或個或13個氨基酸殘基的重復單元。每個氨基酸殘基的重復單元。每1個重復單元中第個重復單元中第1個與第個與第7個半胱氨酸都形成二硫鍵，共個半胱氨酸都形成二硫鍵，共8對二硫鍵對二硫鍵 （3）細菌中的抗凍蛋白）細菌中的抗凍蛋白 6種來源于南極洲的細菌可以產(chǎn)生抗凍蛋白，其中熱滯種來源于南極洲的細菌可以產(chǎn)生抗凍蛋白，其中熱滯活性最高的一種抗凍蛋白是由活性最高的一種抗凍蛋白是由82號菌株（號菌株（Mdraxella

49、sp.）產(chǎn)生的一類脂蛋白產(chǎn)生的一類脂蛋白，N端氨基酸順序與該菌的外膜蛋白有端氨基酸順序與該菌的外膜蛋白有很高的相似性。很高的相似性。 （4）植物中的抗凍蛋白）植物中的抗凍蛋白 冬黑麥中的抗凍蛋白冬黑麥中的抗凍蛋白 包括包括7種類型，分子質(zhì)量在種類型，分子質(zhì)量在1136kDa，且具有相似的，且具有相似的氨基酸組成，均富含氨基酸組成，均富含Asp/Asn、 Glu/Gln、Ser、Thr、Gly及及Ala，均缺少，均缺少His，Cys含量達含量達5%以上。以上。 千年不爛心的冬季枝條中的抗凍糖蛋白千年不爛心的冬季枝條中的抗凍糖蛋白 分子質(zhì)量為分子質(zhì)量為67 kDa 富含甘氨酸殘基（含量達富含甘氨酸

50、殘基（含量達23.7%） 半乳糖是其抗凍活性的關鍵組成部分半乳糖是其抗凍活性的關鍵組成部分 沙冬青葉片中的抗凍蛋白沙冬青葉片中的抗凍蛋白 抗凍糖蛋白：分子質(zhì)量為抗凍糖蛋白：分子質(zhì)量為40kDa，熱滯活性為，熱滯活性為0.9（20mg/mL），與植物凝集素具有同源性；），與植物凝集素具有同源性； 3種抗凍蛋白：分子質(zhì)量種抗凍蛋白：分子質(zhì)量67kDa，熱滯活性，熱滯活性0.46（8mg/mL）；分子質(zhì)量）；分子質(zhì)量21kDa，熱滯活性，熱滯活性0.46（8mg/mL)；分子質(zhì)量；分子質(zhì)量39.8kDa，熱滯活性，熱滯活性0.45（10mg/mL）。）。 胡蘿卜中的抗凍蛋白胡蘿卜中的抗凍蛋白 分子質(zhì)

51、量為分子質(zhì)量為36kDa，熱滯活性為，熱滯活性為0.35（1mg/mL) 熱滯活性比魚類熱滯活性比魚類型抗凍蛋白的熱滯活性高型抗凍蛋白的熱滯活性高 去掉糖基不影響其抑制重結晶的活性去掉糖基不影響其抑制重結晶的活性 桃樹樹皮中的抗凍蛋白桃樹樹皮中的抗凍蛋白 是一種脫水素蛋白是一種脫水素蛋白PCA60 由由472個氨基酸組成，富含賴氨酸、甘氨酸，分子質(zhì)個氨基酸組成，富含賴氨酸、甘氨酸，分子質(zhì)量為量為50kDa 熱滯活性為熱滯活性為0.06，具有較強的修飾冰晶的能力，具有較強的修飾冰晶的能力 黑麥草中的抗凍蛋白黑麥草中的抗凍蛋白 由由118個氨基酸組成，分子質(zhì)量為個氨基酸組成，分子質(zhì)量為11.77k

52、Da，100時仍穩(wěn)時仍穩(wěn)定存在定存在 熱滯效應較低，但對冰晶重結晶抑制效應是魚類熱滯效應較低，但對冰晶重結晶抑制效應是魚類型抗凍型抗凍蛋白的蛋白的200倍倍 黑麥草黑麥草 珠芽蓼葉片中的抗凍蛋白珠芽蓼葉片中的抗凍蛋白 熱滯活性為熱滯活性為0.3（7.8mg/mL） 分子質(zhì)量在分子質(zhì)量在15.272.3kDa范圍內(nèi)的范圍內(nèi)的7條多肽，且均為糖蛋白條多肽，且均為糖蛋白 其中分子質(zhì)量為其中分子質(zhì)量為72.3kDa的糖蛋白是迄今為止在動植物中得的糖蛋白是迄今為止在動植物中得到的分子量最大的抗凍蛋白到的分子量最大的抗凍蛋白 珠芽蓼珠芽蓼 沙冬青中的抗凍蛋白沙冬青中的抗凍蛋白 分子質(zhì)量約為分子質(zhì)量約為28

53、kDa 熱滯活性為熱滯活性為0.15 （10mg/mL），能夠調(diào)節(jié)冰晶的生長），能夠調(diào)節(jié)冰晶的生長 沙冬青沙冬青植物抗凍蛋白的特點：植物抗凍蛋白的特點： 結構多樣化：沒有相似的氨基酸序列和共同的冰晶結合單元；結構多樣化：沒有相似的氨基酸序列和共同的冰晶結合單元； 具有多重功能：具有抗凍活性，又有酶、抗菌、抗蟲和抗旱等活性；具有多重功能：具有抗凍活性，又有酶、抗菌、抗蟲和抗旱等活性； 熱滯活性一般都大大低于魚類和昆蟲抗凍蛋白的熱滯活性，但有些熱滯活性一般都大大低于魚類和昆蟲抗凍蛋白的熱滯活性，但有些植物抗凍蛋白的冰晶重結晶抑制效應明顯優(yōu)于魚類和昆蟲抗凍蛋白；植物抗凍蛋白的冰晶重結晶抑制效應明顯優(yōu)

54、于魚類和昆蟲抗凍蛋白； 除低溫以外，其他因子如干旱、外源乙烯、脫落酸等也可誘導植物除低溫以外，其他因子如干旱、外源乙烯、脫落酸等也可誘導植物抗凍蛋白的產(chǎn)生?？箖龅鞍椎漠a(chǎn)生。3、抗凍蛋白的抗凍機制、抗凍蛋白的抗凍機制 （1）“偶極子偶極子-偶極子偶極子”假說模型假說模型 抗凍蛋白與冰表面相互作用導致冰晶外層上的水抗凍蛋白與冰表面相互作用導致冰晶外層上的水分子排列順序發(fā)生局部改變；分子排列順序發(fā)生局部改變； 由于水分子和無序冰晶格結合的熵值低于和有序由于水分子和無序冰晶格結合的熵值低于和有序冰晶格結合，冰晶在冰晶格結合，冰晶在c軸方向上不受有序晶格外層的軸方向上不受有序晶格外層的影響而進一步增長，

55、導致螺距平行于影響而進一步增長，導致螺距平行于c軸的雙六面體軸的雙六面體金字塔冰晶的形成。金字塔冰晶的形成。 隨著抗凍蛋白濃度的增大，在每個冰晶面螺旋隨著抗凍蛋白濃度的增大，在每個冰晶面螺旋-螺旋螺旋偶極子之間的相互作用逐漸變大，導致螺旋軸逐漸與冰偶極子之間的相互作用逐漸變大，導致螺旋軸逐漸與冰晶的晶的c軸平行，改變了冰晶的生長習慣，增大了雙六面體軸平行，改變了冰晶的生長習慣，增大了雙六面體冰晶的螺距；冰晶的螺距； 當抗凍蛋白濃度足夠高時，所有的螺旋都平行于當抗凍蛋白濃度足夠高時，所有的螺旋都平行于c軸，軸，冰晶的螺距變得無限大，雙金字塔變成針狀形，冰晶的冰晶的螺距變得無限大，雙金字塔變成針狀

56、形，冰晶的生長方向變?yōu)槠叫杏谏L方向變?yōu)槠叫杏赾軸方向，導致溶液冰點降低。軸方向，導致溶液冰點降低。 （2）氫原子結合模型）氫原子結合模型 抗凍蛋白分子一側(cè)相對疏水，另一側(cè)相對親水，二維陣列抗凍蛋白分子一側(cè)相對疏水，另一側(cè)相對親水，二維陣列顯示親水一側(cè)與冰相結合，而疏水一側(cè)與水相作用；顯示親水一側(cè)與冰相結合，而疏水一側(cè)與水相作用； N末端帽子結構是由末端帽子結構是由8個氫原子（個氫原子（Asp1、Thr2、Ser4、Asp5和兩個水分子的氫）組成的有序網(wǎng)；和兩個水分子的氫）組成的有序網(wǎng)； 抗凍蛋白抗凍蛋白-冰結合面相對扁平和鏈的剛性是抗凍蛋白冰結合面相對扁平和鏈的剛性是抗凍蛋白-冰結冰結合機制

57、的關鍵。合機制的關鍵。 （3）剛體能量學說）剛體能量學說 “抗凍蛋白抗凍蛋白-冰冰”和和“抗凍蛋白抗凍蛋白-水水”界面之間的表界面之間的表面能存在差異；面能存在差異； 當抗凍蛋白分子存在時，由于冰當抗凍蛋白分子存在時，由于冰-水表面積縮減，抗水表面積縮減，抗凍蛋白就會強烈吸附冰晶。凍蛋白就會強烈吸附冰晶。4、抗凍蛋白的應用、抗凍蛋白的應用 （1）食品加工的原料）食品加工的原料 在食品加工的原料中導入抗凍蛋白基因，降低了細胞內(nèi)水在食品加工的原料中導入抗凍蛋白基因，降低了細胞內(nèi)水分的冰點。分的冰點。（2）在食品運輸和貯藏中的應用）在食品運輸和貯藏中的應用 抗凍蛋白和抗凍糖蛋白均可抑制冷凍貯藏過程中

58、冰晶的重抗凍蛋白和抗凍糖蛋白均可抑制冷凍貯藏過程中冰晶的重結晶。結晶。 （3）在肉類食品冷藏中的應用）在肉類食品冷藏中的應用 Payne等發(fā)現(xiàn)，用抗凍蛋白溶液處理過的肉類凍藏等發(fā)現(xiàn)，用抗凍蛋白溶液處理過的肉類凍藏后，冰晶的大小會明顯減??；后，冰晶的大小會明顯減??； Steven研究表明，屠宰前研究表明，屠宰前1h或或24h注射抗凍蛋白的羊注射抗凍蛋白的羊肉，在肉，在-20下貯藏下貯藏216周，汁液流失和冰晶大小均受到周，汁液流失和冰晶大小均受到抑制，且屠宰前抑制，且屠宰前24h進行注射的羊肉中的冰晶更小。進行注射的羊肉中的冰晶更小。 （4）在冷凍乳制品中的應用）在冷凍乳制品中的應用 將抗凍蛋白

59、添加到冷凍乳制品中（如冰淇淋）抑制其冰將抗凍蛋白添加到冷凍乳制品中（如冰淇淋）抑制其冰晶重結晶現(xiàn)象以提高冷凍乳制品質(zhì)量是目前抗凍蛋白在食品中晶重結晶現(xiàn)象以提高冷凍乳制品質(zhì)量是目前抗凍蛋白在食品中應用最成功的方面。應用最成功的方面。 抗凍蛋白的應用方法抗凍蛋白的應用方法：常壓浸泡食品材料真空灌注抗：常壓浸泡食品材料真空灌注抗凍蛋白。凍蛋白。五、冰核細菌保鮮技術五、冰核細菌保鮮技術 冰核細菌是一類廣泛附生于植物表面尤其是葉表面，冰核細菌是一類廣泛附生于植物表面尤其是葉表面，能夠在能夠在 -5 -2范圍內(nèi)誘發(fā)植物結冰發(fā)生霜凍的微生物，范圍內(nèi)誘發(fā)植物結冰發(fā)生霜凍的微生物，簡稱簡稱INA細菌。細菌。 1、冰核基因及冰核蛋白、冰核基因及冰核蛋白 冰核細菌的顯著特