糖类抗冻剂主要包括胶类抗冻剂、改性淀粉类抗冻剂以及小分子糖类抗冻剂，其分子结构中有多个羟基，具有较强的亲水性，能与食品中的自由水相互作用。 此类抗冻剂的主要作用机理不是与食品中的蛋白质直接结合，也不是代替食品中蛋白质表面的结合水，而是通过改变存在于蛋白质分子中的水的状态与性质，间接发挥作用。在这些具有抗冻特性的糖类物质的作用下，蛋白质中水的表面张力和结合水的含量增加，不易与蛋白质外水化层发生分离，增强蛋白质的稳定性。 胶类物质可以减少食品体系中自由水的含量，并可通过与食品中某些组分发生相互作用而形成较稳定的结构，从而提高了食品在进行冷冻加工贮藏过程中的稳定性。 胶类物质也可以与食品中的淀粉、蛋白质等成分发生相互作用而形成网状结构，从而改善食品的组织结构，降低冷冻制品的开裂率，使产品表面更加光滑、细腻，质地更加良好；此外，胶类物质还可以保持生产出食品的品质。 改性淀粉类物质在原有的淀粉结构基础上引进了磷酸基团、羧甲基、羟丙基等具有较强极性的基团，使改性后的淀粉分子极性增强，亲水能力得到大幅改善，并赋予改性后的淀粉一定的吸水、保水性、较高的透明度及较强的抗凝性。 同时，这些基团的引入会使淀粉分子的空间位阻增大，使其在水中不易聚沉，增强了分散体系的稳定性。因此，加入了改性淀粉后的食品在冷冻过程中其结构不易遭受破坏，具有较强的抗冻性。 小分子糖类可以降低体系冰点。小分子糖类通过氢键、范德华力与食品中的自由水结合，减少了自由水含量，限制了自由水对食品体系的结构稳定性所产生的影响。 此外，小分子糖类物质的胶乳还可以增加食品体系的黏度以及玻璃化转化温度，从而对冷冻过程中冰晶的增大起到控制作用。
磷酸盐类抗冻剂的作用机理主要有三点： ①增加离子强度。可以增大肌原纤维的空间结构，增加其中结合水的含量，并稳定蛋白质表面的水分子层，保护蛋白的空间结构，减少冷冻过程中的冷冻变性现象，并提高蛋白质保水性。 ②降低酸度。可以对产品的酸度起到一定的调节与缓冲作用，维持产品的 pH，减小食品中蛋白质的变性程度，使之保持较强的弹性以及保水能力。 ③破坏蛋白质的胶体结构，促进解胶。磷酸盐的加入促进了肌动球蛋白解离为肌动蛋白和肌球蛋白，加快了肌原纤维结构破坏，使具有盐溶性的肌球蛋白从肌原纤维网状结构中脱离，提高了持水能力。
抗冻蛋白是一类可以对冰晶生长起抑制作用的蛋白质，这种蛋白能够运用滞后效应，以非依数性的形式使食品体系的凝固点降低。在抗冻蛋白的作用下，体系的熔点与冰点之间产生了差异，冰晶形态也发生改变，冰晶体积增大也受到了一定的抑制。 作为抗冻剂的蛋白衍生物大多是由蛋白质经特异性的酶作用水解而得到的长短不同的蛋白水解物。在这些蛋白质的水解产物中，具有较强抗冻作用的便是抗冻肽。抗冻肽主要以食源性蛋白源为原料，通过特异性的酶切位点水解获得，具有可控、高效的特点。具有特定长度及结构的抗冻肽，能在形成的冰晶表面内与水分子形成氢键，并通过氢键紧密地吸附在冰核的表面，从而起到改变冰晶生长方向、抑制冰晶生长及冰的重结晶的作用。 |
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