豬肉在冷凍過程中，肌肉組織中大冰晶的產生和重結晶會破壞細胞組織的微觀結構，導致豬肉完整性被破壞。此外，冷凍損傷還可能導致蛋白質變性，降低風味和營養價值，從而對肉質產生不利影響。商業上使用的冷凍保護劑有海藻糖、蔗糖和山梨醇等甜味劑，然而，這些冷凍保護劑可能會給食物帶來甜味，并提高其碳水化合物含量，攝入過多將不利于人體健康。抗凍蛋白（AFP）也被稱為冰結合蛋白和冰結構蛋白，其可吸附在冰晶表面，減少冰晶在低溫下生長帶來的損害。

阜陽職業技術學院城鄉建設學院的廖洪梅和安徽農業大學茶與食品科技學院的王尚龍、熊國遠*等以商業抗凍劑海藻糖（4 mg/mL）的抗凍效果為參照，未添加AFP組為對照組，研究不同添加量（0.05、0.1、0.2、0.3 mg/mL）的AFP對冷凍豬肉品質、肌原纖維蛋白理化性質、微觀結構和水分分布的影響，以期為生產高品質的冷凍豬肉提供理論依據和實踐參考。

01

不同添加量AFP對豬肉解凍損失和蒸煮損失的影響

由圖1可知，0.1、0.2、0.3 mg/mL AFP浸泡的肉樣，其解凍損失顯著低于CON組和0.05 mg/mL AFP組（

P

＜0.05），這可能是因為CON組和0.05 mg/mL AFP組沒有受到或受到較少AFP的保護，導致冷凍過程中形成的大冰晶破壞細胞，使細胞外液流出并增加解凍損失 。0.1、0.2、0.3 mg/mL AFP組的解凍損失隨著AFP添加量的增加而下降，其中0.2 mg/mL AFP組已達到與4 mg/mL海藻糖組基本相同的效果，而0.3 mg/mLAFP組則顯著優于4 mg/mL海藻糖組（

P

＜0.05），這主要是由于較多的AFP與游離水分子相互作用，形成微小冰晶，減小了大冰晶對細胞結構的破壞，有助于減少解凍損失 ，從而獲得較好的保水效果。

本研究發現，AFP對豬肉的蒸煮損失有改善作用，其中0.2、0.3 mg/mL AFP組達到與4 mg/mL海藻糖組相同的保水效果，可能的原因是AFP可以均勻地吸附在小冰晶的晶核上，阻止冰晶成核，從而能較好地保護解凍后的肌肉完整性，在蒸煮時降低水分損失。

02

不同添加量AFP對冷凍豬肉色澤的影響

由表1可知，與CON組相比，在豬肉中添加AFP和海藻糖抗凍劑能夠抑制

L

* 下降。0.2、0.3 mg/mL AFP組與CON組和0.05 mg/mL AFP組相比，

L

* 顯著增加（

P

＜0.05），這可能是因為AFP延緩了肉品的氧化速率 。該研究發現，冷凍過程中加入AFP的肉餅 L* 均顯著高于空白組（

P

＜0.05）。同時，隨著AFP添加量的增加，

a

* 也呈上升趨勢，除0.05 mg/mL AFP和4 mg/mL海藻糖組，其余均顯著高于CON組（

P

＜0.05）。實驗結果表明，AFP抑制了豬肉在冷凍過程中

a

* 的下降，提高了色澤的穩定性。可能是因為AFP有效控制了冰晶生長和冷凍過程中的重結晶，從而保持了細胞的完整性并減少了蛋白質氧化 。因此，肌紅蛋白變性程度降低，高鐵肌紅蛋白形成減少。另外，本研究中不同AFP處理組

b

* 無顯著差異（

P

＞0.05）。

03

不同添加量AFP對冷凍豬肉剪切力的影響

如圖2所示，添加海藻糖抗凍劑和AFP均可有效防止冷凍豬肉剪切力的下降，且隨著AFP添加量的增加， 豬肉解凍后的剪切力有逐步增加趨勢。這是由于冷凍時 形成的較大冰晶會破壞纖維結構并破壞結締組織膜，從而降低肉的剪切力。本研究中的0.2、0.3?mg/mL?AFP 組剪切力顯著大于CON組、0.05、0.1?mg/mL?AFP組 （

P

＜0.05），4 mg/mL海藻糖組剪切力大于0.2、0.3?mg/mL AFP組，但差異不顯著（

P

＞0.05）。添加AFP后，豬肉 剪切力增加，說明AFP，尤其是0.2、0.3?mg/mL?AFP對大 冰晶的抑制作用明顯，并且能夠有效維持冷凍肉的原始 肌肉組織狀態。豬肉在冷凍過程中會形成大的冰晶，從 而嚴重破壞肉中纖維的完整性，進而影響肉的質地，加入抗凍劑則會阻止水分的遷移并產生大量細小冰晶，抑制較大的冰晶形成，能使冷凍肉品解凍后盡可能保持原有的狀態，從而具有較大的剪切力。

04

不同添加量AFP對冷凍豬肉水分分布的影響

結合表2和圖3可知，在冷凍貯藏期間，除0.05?mg/mL? AFP組外，其他組別P21均高于CON組，其中0.1、 0.2、0.3?mg/mL?AFP處理組的P21顯著高于其他組 （

P

＜0.05），但0.05?mg/mL?AFP組與CON組無顯著差異（

P

＞0.05）。這一結果表明，合適添加量的AFP可以改 變冰晶的生長方向，從而減少蛋白質的氧化變性，降低水的流動性。同樣地，除0.05?mg/mL?AFP處理組，其他組別的 P 22 均顯著低于CON組（

P

＜0.05），這種現象可能是因為細胞中的結合水逐漸遷移到細胞外空間，形成冰晶，滲透流動和重新分布導致冰晶融化后無法返回細胞內空間并成為自由水。

不同組樣品P2b、T2b均無顯著差異（P＞0.05），主要由于結合水與肌原纖維之間的大分子物質結合較為緊密，不會輕易流動到其他區域。T21隨著AFP添加量的增加不斷減小，0.3?mg/mL?AFP組的T21顯著小于其他組（P＜0.05），傳統抗凍劑4?mg/mL海藻糖組也顯著優于CON組（P＜0.05）。之前的一項研究發現，冷凍損傷時肌肉的T21會顯著增加。這表明在冷凍期間，添加AFP可通過抑制重結晶來維持肌肉蛋白質的結構，保持體系的緊密性，并最大限度減少冷凍過程中的物理損傷。

T 22表示肉表面的自由水，所占比例相對較低，隨著肉樣中AFP添加量的增加，T22適度縮短。對于T22弛豫區（P22），0.3?mg/mL?AFP組T22最短，P22比例最小，這反映了0.3?mg/mL?AFP組的自由水在冷凍后與肌肉緊密結合。結果表明，AFP可降低冷凍過程中豬肉中各種狀態水分的流動性，使豬肉的解凍損失減小，這與解凍損失結果一致。

05

不同添加量AFP對冷凍豬肉NMRI的影響

為了對樣品中的水分信號強度進行更直觀地分析，對不同樣品H質子密度進行NMRI。如圖4所示，可以明顯看出，豬肉經過15 d冷凍之后，CON組和不同質量濃度AFP組圖像的亮度從外部區域到中心顯示出連續升高的趨勢，且隨著AFP添加量的增加，圖中紅色部分逐漸增加，綠色部分逐漸減少。0.2 mg/mL AFP組H質子密度顯著高于CON組，且0.3 mg/mL AFP組與傳統抗凍劑4 mg/mL海藻糖組圖中紅色部分明顯多于CON組。這表明AFP抑制了水從肌原纖維內部排出到肌原纖維間隙，抑制了冰晶對豬肉的破壞，降低了豬肉在冷凍期間的水分損失，提高了豬肉的保水性。

06

不同添加量AFP對冷凍豬肉肌原纖維蛋白溶解度的影響

由圖5可知，0.05?mg/mL?AFP處理組豬肉肌原纖維蛋白溶解度高于CON組，但無顯著差異（P＞0.05），當AFP添加量逐漸升高時，0.1、0.2、0.3?mg/mL?AFP組的肌原纖維蛋白溶解度顯著高于CON組與0.05?mg/mL?AFP組（P＜0.05）。添加AFP可以抑制鮮肉冷凍貯藏過程中乳酸的降解和氧化物的分解，因此可以使蛋白質偏離等電點，提高蛋白質的溶解度。本研究中0.1、0.2、0.3?mg/mLAFP組豬肉肌原纖維蛋白溶解度無顯著差異（P＞0.05），這可能與AFP的特性有關，AFP可以增強細胞完整性，減少蛋白質變性，并最大限度減少組織損傷。

07

不同添加量AFP對冷凍豬肉肌原纖維蛋白總巰基含量的影響

如圖6所示，CON組與0.05、0.1?mg/mL?AFP和4?mg/mL海藻糖組無顯著差異（P＞0.05），但CON組與0.2、0.3?mg/mL?AFP組均存在顯著差異（P＜0.05），且0.3?mg/mL?AFP組顯著高于0.2?mg/mL?AFP組（P＜0.05）。這說明0.3?mg/mL?AFP和0.2?mg/mL?AFP可能通過保護蛋白質的有序結構，從而延緩巰基的暴露，防止巰基的進一步氧化。此外，AFP還可以抑制冰晶生長和重結晶，以增強蛋白質的完整性，降低蛋白質氧化程度。

08

不同添加量AFP對冷凍豬肉微觀結構的影響

如圖7所示，CON組肌肉纖維束之間的間隙清晰可見，纖維較為雜亂無章，然而經過AFP處理的各組中，隨著AFP添加量的增加，結構變得更致密，這一結果表明在冷凍貯藏過程中，AFP能夠防止劇烈的蛋白質變性和聚集，并通過抑制冰晶的生長抑制其對蛋白質結構的物理損傷。與CON組相比，0.05?mg/mL?AFP組樣品的結締組織和肌肉束的變化相對較小。0.1、0.3?mg/mL AFP組樣品的肌肉束之間的細胞外空間減少，但結構仍然疏松。0.2?mg/mL?AFP組樣品的肌原纖維緊密相連，組織中存在非常小的孔和/或肌原纖維間隙，這些都表明肌肉結構排列整齊。AFP的加入可能改變了冰晶在冷凍過程中的生長，從而形成大量小冰晶。

結論

AFP在冷凍貯藏過程中可作為豬肉的有效低溫保護成分，可以很好地改善豬肉的品質。AFP的加入能更好保護豬肉中結合水和不易流動水的損失，抑制肌肉蛋白氧化變質。其中，用0.2、0.3?mg/mL?AFP處理可以抑制豬肉冷凍貯藏過程中的品質劣化，減少豬肉中的水分損失，保持其色澤和微觀結構的穩定。0.2?mg/mL?AFP使肌纖維的排列更加整齊、緊湊和致密。總之，AFP作為一種替代冷凍保護劑，可以解決凍肉品質劣變問題以及冷凍肉制品中商業冷凍保護劑產生的甜味和熱量問題。在豬肉中用0.2?mg/mL?AFP或0.3?mg/mL?AFP處理能較好地保護冷凍豬肉的品質。

本文《抗凍蛋白對冷凍豬肉品質的影響》來源于《食品科學》2025年46卷第1期158-165頁，作者：廖洪梅，王尚龍，張寶雪，丁寅寅，劉明廣，熊國遠。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240115-147。點擊下方閱讀原文即可查看文章相關信息。

實習編輯：南伊；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網

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