冰結構蛋白

概述

不凍蛋白質又稱冰結構蛋白或冰組織蛋白（ISP），所起的作用是阻止形成冰結晶，並且把冰結晶的成長控制在最低限度內。現在，通過ISP控制冰結晶大小的作用正在被套用在冰淇淋生產中，即使是很低濃度的ISP，也能夠抑制冰淇淋或餐後甜食中冰結晶長大，而且能夠使冰結晶的形狀發生多種變化。

基本介紹

• 中文名：冰結構蛋白
• 外文名：ISP
• 又名：不凍蛋白質
• 作用：阻止形成冰結晶
• 套用：冰淇淋生產
• 地位：“40年來冰淇淋技術的最大突破”
• 發明者：吉姆克里利

概述

冰結構蛋白冰結構蛋白，科學家發現一種蛋白質，把它添加進冰棍和冰淇淋後，可以保持牛乳、糖分等主要成分不與冰晶分離。 冰結構蛋白的形狀可以與冰晶很好地結合，還發現與魚類相比，陸生動植物體內的冰結構蛋白表現更為活躍，可以從各個方向防止冰生長。

神奇蛋白

英國人吉姆克里利花費17年時間研究冰淇淋。他稱冰結構蛋白為“40年來冰淇淋技術的最大突破”。因為它可以控制冰晶的生長，“為我們提供一種全新的用冰方法”。1969年荷蘭生物學家阿瑟德弗里斯在南極魚類的血液里發現冰結構蛋白，他認為正是這種物質使得冷水中生活的魚類不會血液結冰。

隨著對這種“抗寒”蛋白質研究的推進，人們在越來越多的生物如抗凍植物、魚類、菌類等的內部組織里發現它的存在。過去15年裡，克里利和他的團隊一直在研究現在被稱為“冰結構蛋白”的物質。他們發現這種蛋白質不僅可以用來阻止凍的形成，還可以“定製冰晶”。

狀態穩定

在不同生物體記憶體在不同類型的冰結構蛋白，每種蛋白質控制冰晶生長的方向不同，因此它們“改造”凍的方式存在些許差異。你可以用這些蛋白質和冰本身含有的奇妙物質生產出非尋常造型的冰晶，可以是針狀、球狀甚至菱形。

我們現在採用的是阻止冰晶橫向增長的一種冰結構蛋白，克里利解釋說，這意味著冰晶不會“變胖”只會“變長”。這些針狀冰晶可以組成獨特的蛋白質支架，讓冰淇淋不僅穩定、難以滴落還較慢融化。在微觀觀測下，冰淇淋由冰晶、氣泡、脂肪粒以及水、糖分、脂肪、牛乳蛋白混合物構成，它極不穩定並從製成起就開始變質，所以需要冷藏。“當氣泡變得粗大並結合在一起時，冰淇淋就變得像酥餅一樣鬆散，”克里利說。與此同時，隨著冰晶增長，冰淇淋里會充滿咬上去嘎嘎響的小冰粒。

而蛋白質支架可以防止氣泡粗大化，讓凍的狀態更穩定並且可以把冰淇淋成分都“鎖進”支架里。在顯微鏡下觀察，這種冰淇淋里不存在積聚的糖分和冰塊，因此吃的人無法從中吮吸出甜汁。

主要作用

1、克里利現供職於聯合利華公司康沃斯冷凍食品研究中心。聯合利華公司已獲得批准在生產的冰淇淋和冰棍中添加特定冰結構蛋白。除作為冰淇淋添加劑外，冰結構蛋白還有更重要的醫用價值。 冰結構蛋白

冰結構蛋白

2、美國俄亥俄大學研究人員伊多布拉斯拉夫斯基研究冰十餘年。他發現冰結構蛋白的形狀可以與冰晶很好地結合，還發現與魚類相比，陸生動植物體內的冰結構蛋白表現更為活躍，可以從各個方向防止冰生長。

3、布拉斯拉夫斯基認為這些陸生生物體內的抗凍蛋白質可以用來保護供移植的人體器官。現有條件下，為防止器官被冰破壞，運送箱的溫度一般在0攝氏度或以上，因此器官在離開人體短短几小時後就會失去活性。醫學家們寄希望於冰結構蛋白既可以在更低溫度下保存供移植器官，又可以避免它們被冰破壞。

4、還有研究人員開始關注冰結構蛋白在低溫醫學中的套用。譬如可以引導冰在特定方位的形成來凍結和破壞皮膚中的腫瘤，以減少對周邊組織的損傷。

具體實驗

本實驗採用質構分析儀、掃描電鏡以及冷凍麵團烘焙發酵試驗法研究了冰結構蛋白(ISP)對長期凍藏冷凍麵團抗凍發酵特性與超微結構的影響。結果發現:將麵團在-18℃凍藏0、35、70、105d後，隨凍藏時間延長,麵團醒發時間延長，麵包比容減小。添加0.5%ISP的麵團，經105d凍藏後，醒發時間由153min縮短到130min，縮短了15.0%，麵包比容由4.05ml/g上升到4.71ml/g，上升了16.3%，並且ISP使麵包硬度有所減小。掃描電鏡實驗表明:強化0.5%ISP的冷凍麵團，經過105d的凍藏後，仍然可以觀察到明顯的麵筋網路結構，這說明ISP可以顯著保護冷凍麵團超微結構。