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（antifreezeprotein，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：6
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
作者简介
汪少芸教授
汪少芸，博士、二级教授、博士生导师。-年于美国威斯康星大学（UW-Madison）和美国加州大学戴维斯分校（UC-Davis）从事博士后研究，入选国家“万人计划”科技创新领*人才、科技部中青年科技创新领*人才、省高层次创新人才、省科技创新领*人才、省高校新世纪优秀人才。担任国家食品科学与工程“一流专业”负责人，福建省食品与生物工程“一流学科”带头人，福建省海洋功能制品协同创新中心负责人，福州大学生物科学与工程学院院长（执行），福州大学海洋科学技术研究院院长。兼任FoodScienceandHumanWellness、HansJournalofFoodandNutritionScience、《食品科学》、《食品工业科技》和《福州大学学报》（自然科学版）编委，中国食品科技学会理事会理事，《中外食品技术》首批翻译专家。主持省部级以上项目30余项，编写著作4部，获授权发明专利53件，发表论文余篇，SCI/EI收录余篇。获国际食品功能因子（ICOFF）学术大会奖、中国产学研合作创新成果奖一等奖、全国食品产学研优秀科研成果一等奖、中国第三届食品科技成果一等奖、中国化工联合会科技进步一等奖、福建省科技进步一等奖、福建省自然科学二等奖、福建省科技进步二等奖。获中国食品科技学会科技创新-杰出青年奖、宝钢优秀教师奖、卢嘉锡优秀导师奖、省优秀教师奖、省优秀科技工作者奖、厦航奖教金奖，获福州大学“教学名师”、“十佳科技工作者”和“新长征突击手”等荣誉称号。内容简介《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，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。本书全面细致，具有实用性、实践性和可操作性的特点，适合从事食品科学、农业科学、食品生物技术的科研人员、管理人员阅读，也可作为高等院校相关专业研究生及教师的参考书。
本书目录
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目录第1章绪论11.1抗冻蛋白/多肽的简介11.2抗冻蛋白/多肽的来源21.2.1抗冻蛋白的来源21.2.2抗冻多肽的来源31.3抗冻蛋白/多肽的功能41.3.1热滞活性41.3.2抑制重结晶51.3.3修饰冰晶形态51.3.4降低过冷却点61.3.5保护细胞膜61.3.6双重功能特性71.4抗冻蛋白/多肽的安全性评价81.4.1致敏性评估91.4.2*性评估12参考文献14第2章抗冻蛋白/多肽的结构特点与分类.1抗冻蛋白/多肽的结构特点与分类概述.2抗冻蛋白的结构特点与分类.2.1鱼类中的抗冻蛋白.2.2昆虫中的抗冻蛋白.2.3植物中的抗冻蛋白.2.4细菌中的抗冻蛋白.2.5真菌中的抗冻蛋白.3抗冻多肽的结构特点与分类.3.1抗冻多肽的结构特点.3.2抗冻多肽的分类44参考文献50第3章抗冻蛋白/多肽的活性检测和评价方法.1活性检测和评价方法概述.2抗冻蛋白/多肽的检测和评价方法.2.1基于热滞原理的抗冻活性检测和评价方法.2.2基于冰晶重结晶抑制原理的抗冻活性评价方法.2.3生物体低温保护法.2.4食品体系低温保护法.2.5其他方法.3海洋鱼类AFP的抗冻活性检测和评价.4昆虫AFP的抗冻活性检测和评价.5植物AFP的抗冻活性检测和评价.6细菌和真菌AFP的抗冻活性检测和评价70参考文献70第4章抗冻蛋白的制备.1抗冻蛋白制备概述.1.1天然纯化法.1.2转基因法.1.3抗冻蛋白的分离纯化.1.4抗冻蛋白制备由繁到简.2抗冻蛋白天然纯化法制备.2.1鱼源抗冻蛋白的制备.2.2昆虫源抗冻蛋白的制备.2.3植物源抗冻蛋白的制备.2.4微生物源抗冻蛋白的制备.3抗冻蛋白转基因法制备.3.1转基因法制备抗冻蛋白.3.2抗冻蛋白转基因法制备实例参考文献第5章抗冻多肽的制备方法及分离纯化.1抗冻多肽制备的概述.1.1蛋白质分解法.1.2生物提取法.1.3合成法.1.4基因工程法.1.5化学改性法.1.6冰亲和纯化粗提抗冻多肽.1.7多肽的分离纯化及分析方法.2抗冻多肽生物酶法制备.3抗冻多肽制备的实例.3.1生物酶法制备.3.2基因工程法制备实例参考文献第6章抗冻蛋白/多肽的作用机制.1抗冻蛋白/多肽作用机制概述.2吸附抑制模型.3表面互补模型.4氢原子结合模型.5亲和相互作用偶联团聚模型.6包合物锚定模型.7偶极子-偶极子模型.8晶体占位-晶格匹配模型.9刚体能量模型参考文献第7章抗冻蛋白/多肽的应用.1抗冻蛋白/多肽的应用概述.1.1抗冻蛋白/多肽在食品工业中的应用现状.1.2在医学方面的作用7.1.3应用前景.2肉及其制品中的应用.2.1冻结和冻藏的概念.2.2肉在冻结和冻藏过程中的品质变化.2.3抗冻保护剂.2.4抗冻蛋白/多肽在肉及肉制品中的应用.3鱼及其制品中的应用.3.1鱼及鱼肉制品的冷冻加工.3.2鱼肉的冷冻变性机理.3.3抗冻保护剂的作用机理.4面及其制品中的应用.4.1冷冻面团加工中的难题.4.2抗冻蛋白/多肽在面及面制品中的应用.5冰淇淋制品中的应用.5.1冰淇淋概述及制造过程的挑战.5.2抗冻蛋白/多肽在冰淇淋中的应用.6果蔬及其制品中的应用.6.1果蔬保鲜的方法.6.2抗冻蛋白对果蔬加工的抗冻活性.6.3抗冻蛋白对果蔬储藏的抗冻活性.6.4抗冻蛋白在果蔬保藏中的应用前景.7菌体细胞及生物体中的应用.7.1抗冻蛋白对益生菌的抗冻活性.7.2抗冻蛋白对酵母的抗冻活性.7.3抗冻蛋白对生物体的抗冻活性参考文献第8章抗冻蛋白/多肽研究的新技术及应用展望.1蛋白质组学技术.1.1蛋白质组学概述.1.2蛋白质组学在抗冻研究中的应用.2多肽组学技术.2.1多肽组学概述.2.2多肽组学在生物活性肽研究中的应用.3基因工程技术.3.1基因工程概述.3.2抗冻蛋白基因概述.3.3基因工程技术在抗冻研究中的应用.4蛋白质工程技术.4.1蛋白质工程技术概述.4.2蛋白质工程在抗冻蛋白中的应用.5生物信息学技术.5.1生物信息学技术概述.5.2生物信息学技术在抗冻蛋白中的应用参考文献附录中英文缩略词索引
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本文由“食品科学杂志”转载，文章来源于科学出版社
