بخشی از مقاله
پروتئین های ضد انجمادی AFPs دسته ایی از پروتئین ها هستند که به علت ساختار شیمیایی خاص خود باعث باند شدن سطح کریستال های یخ شده و از این طریق سبب چند هسته ایی شدن و کوچک شدن کریستال ها می شود. این کاهش اندازه ی کریستال ها کاهش خسارات وارده بر میکروارگانیسم ها را به همراه دارد. اگر چه خواص عملکردی AFP باعث مقاومت در برابر یخ زدگی می شود. ولی کاهش نقطه ی انجماد به خوبی واضح نیست پس برای اندازه گیری فعالیت ضد انجمادی پروتئین ها از فاکتور دیگری به نام - Thermal Hysteresis - TH استفاده می شود که همان تفاوت دمای بین نقطه ی ذوب وانجماد است این میزان به خوبی نشان دهنده ی نقش AFP در کاهش نقطه ی انجماد خواهد بود و این تنها یک نقش از AFP است.
برطبق مکانیسم جذب ارائه شده توسط - Devries, Raymond - جذب بازگشت ناپذیر AFP روی کریستال یخ باعث محدود شدن رشد یخ می شود و این اثر ترمودینامیکی سبب خاصیت ضد انجماد می شود. AFP از طریق محدود کردن رشد کریستال های یخ در دماهای زیر صفر درجه بوسیله ی باند کردن و جذب سطح یخ ها باعث محدود شدن رشد کریستال ها می شود این مکانیسم به عنوان جلوگیری از کریستال شدن مجدد Recrystalization Inhibition - RI - شناخته می شود. علاوه بر کاهش نقطه انجماد مایعات درون سلولی و جلوگیری از خسارات ناشی از تبلور یخ ها ودر برخی از AFP ها از خسارات ناشی از انجماد به غشا نیز جلوگیری می شود.
این مکانیسم بوسیله ی مهار مواد نگهداره گرما یا گرما دوست ها و ممانعت از خروج آن ها از طریق مسدود کردن کانال های انتقال صورت می گیرد. وجود فعالیت TH در برخی از باکتری ها مانند Pseudomonas putida، Pseudomonas Fluorescence و یک گونه موراکسلا نشان داده شده است. بخش قابل توجهی از این باکتری ها از مناطق قطبی بدست آمده اند. بنابراین نقش AFP در باکتری سرمادوست روشن شده است .فعالیت این پروتئین ها براساس TH بیان می شود. مکانیسم فعالیت هستیزریس دمایی - TH - به احتمال قوی در باند کردن سطح یخ و مهار رشد یخ از طریق مکانیسم جذب و ممانعت کنندگی - مهارکنندگی - است - adsorbtion - Inhibition - است. پس AFP با کاهش نقطه ی انجماد بوسیله ی وارد کردن یخ در بین مولکول های خود سبب گستردگی بازه ی انجمادی هم می شود.
بیشترین مشاهدات و مستندات فعالیت AFP شامل موارد زیر است:
1 - کاهش نقطه ی انجماد به میزان بیشتری از نقطه ی ذوب - پدیده هیسترزیس حرارتی -
2 - شکل و سرعت رشد کریستال ها متفاوت نسبت به حالت عادی
3 - جلوگیری از تبلور مجرد در غلظت های پائین
4 - کاهش دمای Super Cool فوق سرمایی نسبت به آب خالص
جنبه های تکنولوژی : AFPs
AFP می تواند به عنوان Cryosurgery در Cryopreservation در همه ی ارگانیسم ها عمل کنند. در صنایع غذایی AFP می تواند برای بهتر کردن کیفیت غذایی غذاهای منجمد استفاده شوند و نیز مقاومت در برابر سرمادهی ماهی ها یکی دیگر از کاربردهای AFP است رسیدن به این اهداف از طریق تزریق مستقیم AFP و یا بیان ژن هاست . در صنایع تبدیدی AFP در حفظ سیالیت یخ به عنوان مبرد ثانویه مورد استفاده قرار می گیرد. به هر حال تجارتAFP به صورت بالقوه توانایی زیادی دارد گزارش های اخیر نشان داده که AFP باکتریایی با فعالیت TH بالا محل تحقیقات فراوانی است آن ها همچنین می توانند برای صنعت مورد استفاده قرار بگیرند. AFP های زیادی از باکتری های سرما دوست استخراج شده ولی فعالیت آن و مکانیسم سلولی مقاومت به سرمای آن ها کاملاً واضح و روشن نیست.
کارایی AFP در صنایع غذایی:
مواد ضد انجمادی مانند گلیسرول و دی متیل سولفوکسید سالهاست به عنوان مواد ضد انجمادی به کار می رودن این مواد از طریق کاهش نقطه انجماد کار می کنندکارایی. این مواد با غلظت آن ها متناسب است یعنی با افزایش غلظت کارایی آن ها بیشتر می شود عموماً بیش از 0/5 m آن ها در صنایع غذایی ایجاد مسمومیت می کند و بر روی مزه ، بافت و کیفیت مواد تاثیرات سویی می گذارد. AFP در غلظت های پائین تر تاثیرات بالای ضد انجمادی را نشان می دهند. علاوه بر اینکه AFP باعث کاهش حجم کریستال های یخ می شود و از این طریق آسیب های بافتی که باعث دناتوراسیون پروتئین و کاهش ظرفیت نگهداری می شود را کم می کند.
در مورد گوشت:
AFP مفید برای کاهش خشارات ناشی از انجماد در سیستم های غذایی مانند گوشت از طریق تزریق مستقیم به خود حیوان یا افزودن pr به گوشت انجام می گیرد. در این زمینه تحقیقی انجام شده و AFGP در مقادیر مختلف به گوشت اضافه شده است. AFGP پلی مری است از - Thr - Ala - Ala - که با گالاکتوز پیوند برقرار کرده. AFP تیپ 3000-5000 g/mol I وزن دارند. نتایج میکروسکوپی تفاوت معنی داری میان نمونه های تیمار شده با AFGP و نمونه های تیمار نشده را نشان می دهند.
نمونه های تیمار شده با AFGP دارای فضاهای داخل سلولی کوچک و متعددی در فیبرهای عضلانی هستند در حالیکه در نمونه های تیمار نشده فضاهای خالی بزرگتری داخل سلول دارند که بر طبق تحقیقات این فضاها مرتبط با اندازه و موقعیت کریستال های یخ در بافت ماهیچه است.نشان داده شده است که غلظت AFP باعث تعدیل و کم شدن خسارات انجمادی در گوشت می شود. مطالعات حاکی از کاهش اندازه کریستال های یخ در حضور AFP بوده است. AFP در غلظت 1 mg/ml تا 1ng/ml تاثیر گزار هستند. خاصیت محافظت کنندگی بستگی به غلظت AFP و میزان خیساندن گوشت در محلول حاوی AFP دارد. AFP باعث بهبود کیفیت گوشت و کاهش خسارات انجمادی در طی نگهداری می شود. هزینه ها و کارآمدی روش های استفاده از AFP نیاز به بهبود دارد. - . - 10
در تحقیق دیگری که بر روی تاثیر AFP روی کیفیت انجماد و رفع انجماد گوشتهای منجمد بسته بندی شده در خلاء و نگهداری شونده در -20 c برای مدت 2-16 هفته انجام شد. ثابت شد هنگامی که AFGP در 1 تا 24 ساعت قبل از کشتار به دام تزریق شود اندازه و قطر بلور یخ و نیز خروج آب طی رفع انجماد هر دو کاهش می یابند. کوچکترین کریستال ها را هنگامی داشتیم کهAFP را در غلظت 0/01 mg/kg تزریق کرده به خصوصی هنگامی که تزریق 24 ساعت قبل از کشتار انجام شده است.
