抗凍蛋白 | 食品添加物合法業者資訊網

不凍蛋白質（抗凍蛋白）（Antifreeze proteins ，AFPs）或叫冰結構蛋白（ice structuring proteins ，ISPs)是指一類由某些脊椎動物、植物、真菌和細菌產生的多肽。這些多肽能保證這些物種在零下溫度環境下生存。AFP結合到小的冰晶上，阻止冰的結晶化和晶體的生長，不然，將會對那些生命物種是致命的。[1]越來越多的證據表明，AFP與哺乳動物細胞膜相互作用保護細胞膜不會被凍壞。關於不凍蛋白的研究提示ATF參與生物體對冷氣候的適應過程。[2]

不像廣泛使用的汽車抗凍劑，乙二醇，AFP對冰點的降低不和濃度成正比。它們不是按照依數性規律起作用。這樣，就能使它們在相當於其他溶解的溶質的1/300到1/500的濃度，而起到防凍劑的作用。這將使它們對滲透壓的影響降至最小。[2]AFP得到這種非凡的能力歸因於它們在特定的冰晶表面上的結合能力。.[3]

AFP所產生的熔點和冰點間的差值叫做熱滯後。在固態的冰和液態的水之間的界面上加入AFP阻止冰晶生長的熱力學的有利條件。從動力學角度講，AFP覆蓋住水進入冰的表面。[3]

熱滯後在實驗室里很容易用納升滲透壓計（nanolitre osmometer）測量。不同的生物體具有不同的熱滯後值。最大的熱滯後值是魚的APF的熱滯後值，接近-1.5°C (2.7°F)。然而，昆蟲的不凍蛋白是任何已知的魚類的不凍蛋白活性的10-30倍。這可能是由於昆蟲在地面上遇到的低溫要比魚在凍水中遇到的–1°C or –2°C還要低。在嚴冬月份里，雲杉實心蟲可以戰–30°C低溫，而不會被凍僵。[2] 阿拉斯加的甲殼蟲Upis ceramboides可以在–60°C的低溫下存活，但它使用的抗凍分子不是由蛋白質組成的。[4]

冷凍的速率可以影響AFP的熱滯後值。迅速的冷卻可以顯著地降低非平衡態冰點，並且，因而降低熱滯後值。這意味著如果溫度驟然下降，生物體可能無法適應它們所處的零下環境。