银鱼、南极鳕鱼等多种生物都会制造抗冻蛋白质来帮助它们在冰水中生存。按理来说，它们体液中会形成冰晶，使脆弱的细胞膜和细胞组织破裂，然而，抗冻蛋白质会依附于冰晶的表面，起到阻遏冰晶的作用。南极是地球上一块独特的区域，它的独特性就在于它的冷，在这里，无论是陆地，还是海洋，都是异常的寒冷。世间并无奇迹，一切自有原因，南极鱼类不怕冻的秘密就隐藏在它们的血液之中。在南极鱼类的血液之中存在着一种被称为“糖肌”的物质，这种东西有点类似于防冻剂，所以科学家们又将其称之为“抗冻蛋白质”。那么这种抗冻蛋白质到底是如何发挥抗冻作用的呢？

这种叫做“糖肌”的抗冻蛋白质本质上是一种高分子代表值，能够与水产生相互作用，从而降低水溶液的冰点，但同时又几乎对于熔点没有影响，这就使得水溶液的熔点和冰点之间出现了差值，所以能够有效阻止溶液中冰晶的形成，说白了就是让鱼儿的血液很难产生冰晶，更不会被冻住。

不过只是些许降低冰点是不够的，因为0摄氏度只是南极大陆架附近海域的平均温度，在一些海域，海水的温度会更低，而以南极鳕鱼为代表的鱼类甚至会游弋于南纬80度以南的地区，而这些海域寒冷的海水有时会导致鱼儿血液产生细小的冰晶。

细小冰晶的出现并不要紧，因为糖肌还有着另一重作用，那就是冰重结晶抑制。

在热力学上，较大冰晶的形成总是以牺牲较小的冰晶为代价，而当细小的冰晶在血液中形成后，这种抗冻蛋白质会把冰晶的开放面黏住，这就使得它们无法扩张、融化并重新结晶。血液中出现些许细小的冰晶并不会威胁到鱼儿的健康和生命安全，真正会损伤组织细胞的是那些较大的冰晶，而糖肌很好的阻止了较大冰晶的形成，这就是冰重结晶抑制。科学家们在发现了南极鱼类不怕冻的秘密之后，便将这种抗冻蛋白质应用到了生命科学、食品等诸多领域之中，比如人类精子以及食品的冷冻保存，当然，由于现阶段生产成本相对高昂，所以相关产品的应用范围还十分有限。

抗冻蛋白的定义

不冻蛋白质（抗冻蛋白）（Antifreeze proteins，AFPs）或叫冰结构蛋白（ice structuring proteins，ISPs）是指一类由某些脊椎动物、植物、真菌和细菌产生的多肽。这些多肽能保证这些物种在零下温度环境下生存。AFP结合到小的冰晶上，阻止冰的结晶化和晶体的生长，不然，将会对那些生命物种是致命的。越来越多的证据表明，AFP与哺乳动物细胞膜相互作用，保护细胞膜不会被冻坏。

不像广泛使用的汽车抗冻剂、乙二醇，AFP对冰点的降低不和浓度成正比，它们不是按照线性规律起作用。这样，就能使它们在相当于其他溶解的溶质的1/500~1/300的浓度，而起到防冻剂的作用。这将使它们对渗透压的影响降至最小。AFP得到这种非凡的能力，归因于它们在特定的冰晶表面上的结合能力。

目前已发现的抗冻蛋白来自南极鱼科及北部鳕鱼体内，分为五类。另在高冷植物、真菌菇类、海冰微生物及昆虫中皆斩获。

人们认为AFP抑制冰晶的生长，是靠一种吸附—抑制机制。它们被吸附到冰的非底平面，从而，从热力学角度不利于冰的生长。

冷冻冷藏食品运输过程中，冰晶的形成与增大会破坏物品的结构，是造成重要成分流失、产品变质的主因。抗冻蛋白可结合在冰晶的表面，让冰晶不会扩大，能有效抑制冰晶形成，提高冷冻冷藏品的质量。

通过试验证明，食品中产生的冰结晶的大小、分布情况与通过最大冰结晶生成区有关。在越短的时间内通过最大冰晶生成区，细胞膜所受到的压力差就越小，细胞就越不会被破坏。常规冻结的一个明显缺点就在于冻结时间过长，通过最大冰晶生成区的时间比较长，因此无法避免地在细胞膜内外产生不均衡压力差，破坏细胞膜，导致解冻后的营养成分流失。“液体急速冷冻”与一般的冷冻不同，它不是用冷风来冷冻食材，而是用酒精混合冷冻液来急速冷冻。这个技术以-35~-30℃的酒精混合冷冻液作为媒介，将食材浸泡其中快速降温。液体的热传导率比空气快上30倍，因此能快速降温、让食材在短时间进入冻结状态。