食品抗冻剂是一类提高食品物料抗冻能力物质的总称，其能稳定食品冷冻、解冻过程中水分的迁移，起到溶解冰晶和阻止冰晶生长的作用。
食品抗冻剂的抗冻机理较为复杂，一种是作为渗透性保护剂，进入细胞，降低溶液中溶质浓度，使进入细胞中的电解质减少，减轻冻融过程中细胞皱缩速度，并能有效减少冰晶的形成；另一类替代性保护剂，能够代替水分子在失水位置与蛋白质和脂质等形成共价作用，降低大分子形成不可逆的变性。同时，抗冻剂可以附着在已经形成的冰晶之上，阻止冰晶的进一步生长。
抗冻剂根据成分的不同可以分为糖类抗冻剂、复合磷酸盐抗冻剂、抗冻蛋白等。
糖类抗冻剂 糖类抗冻剂种类有很多，包括单糖、寡糖、多糖、变性淀粉、胶体等，但抗冻机制并不相同。有些糖类是通过改变蛋白质中存在的水的状态和性质，防止水分子与蛋白质分离，间接地对蛋白质起到保护作用；有些糖类是通过减少自由水的流动，与食品组分形成新的结构来维持体系的稳定。目前，海藻糖是糖类抗冻剂中有前景的种类。
磷酸盐抗冻剂 磷酸盐是食品中常用的保水剂，其能增加馅料的保水能力，降低解冻后水分的流失率。其作用机理是对食品体系的pH、金属离子浓度等起到缓冲和螯合的作用，阻断或减少不良反应的发生。
抗冻蛋白 大分子抗冻蛋白的结构较为多样，来源也十分丰富，鱼类、谷物、昆虫等都含有抗冻蛋白。抗冻蛋白的作用机制是粘连在已经形成的冰晶之上，进而抑制冰晶的继续生长。
糖类和磷酸盐类及其复配物是传统的抗冻剂，在应用上存在各自的不足。蔗糖、糖醇等糖类抗冻剂由于其热量、甜度高等因素不利于高血糖、糖尿病患者及肥胖人群，对产品的风味也有少许影响；磷酸盐的添加有严格的限量要求，添加量偏高时食品有苦涩味，且磷酸盐摄入量高会影响人体钙质吸收；抗冻蛋白虽然抗冻效果较好且安全性高，但抗冻蛋白的天然来源较少，严重制约了其在食品行业中的广泛应用。
研究表明，抗冻蛋白的抗冻活性片段只存在于局部的特异多肽链结构域，其抗冻活性并不是整体蛋白质在起作用，因此通过特异性的酶切位点水解，能够获得具有抗冻特性的多肽，这也极大弥补了抗冻蛋白资源不足的缺点，具有可控、高效的制备特点。
与其他抗冻剂相比，抗冻肽具有安全性高、资源丰富、抗冻特性突出等特点，不仅在食品冷冻中有着很好的应用趋势，将来也有望应用于需要冷冻干燥的产品中，特别是针对益生菌等活细胞的保存具有很好的应用前景。