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ε-聚赖氨酸(ε-PL),广谱抗菌剂,防腐剂,食品添加剂

ε-聚赖氨酸(ε-PL),广谱抗菌剂,防腐剂,食品添加剂

ε-聚赖 氨酸作为新型的天然防腐剂,已于2003年10月被 FDA批准为安全食品保鲜剂。

ε-聚赖氨 酸的性质
1977年日本学者S.Shima和H.Sakai在从微生 物中筛选Dragendo~Positive(简写为DP)物质的过程中,发现一 株放线菌No.346能产生大量而稳定的DP物质,通过对酸水解产 物的分析及结构分析,证实该DP物质是一种含有25—30个 赖氨酸残基的同型单体聚合物,称为ε-多聚赖氨酸(8一 PL)。

ε- 聚赖氨酸 的理化性质
ε-聚赖氨酸为淡黄色粉末、吸湿性强 ,略有苦味,是赖氨酸的直链状聚合物。它不受pH值影响,对热 稳定(120℃,20min),能抑制耐热菌,故加入后可热处理。但遇 酸性多糖类、盐酸盐类、磷酸盐类、铜离子等可能因结合而使活 性降低。与盐酸、柠檬酸、苹果酸、甘氨酸和高级脂肪甘油酯等 合用又有增效作用。分子量在3600—4300之间的 ε-聚赖氨酸其抑菌活性最好,当分子量低于1300时, ε-聚赖氨酸失去抑菌活性。由于聚赖氨酸是混合物,所 以没有固定的熔点,250℃以上开始软化分解。£一聚赖氨酸溶 于水,微溶于乙醇。对其表征进行红外光谱分析表明:在1680~ 1640cm -1和1580—1520cm-1有强吸收峰。

ε-聚赖氨酸 的生物学性质
ε-聚赖氨酸是一种具有抑菌功效的多 肽,这种生物防腐剂在80年代就首次应用于食品防腐。 ε-聚 赖氨酸能在人体内分解为赖氨酸,而赖氨酸是人 体必需的8种氨基酸之一,也是世界各国允许在食品中强化的氨 基酸。因此8一聚赖氨酸是一种营养型抑菌剂,安全性高于其他 化学防腐剂,其急性口服毒性为5g/kg。 ε-聚赖氨酸抑 菌谱广,对于酵母属的尖锐假丝酵母菌、法红酵母菌、产膜毕氏 酵母、玫瑰掷孢酵母;革兰氏阳性菌中的耐热脂肪芽孢杆菌、凝 结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌;革兰氏阴性菌中的产气节杆菌、大 肠杆菌等引起食物中毒与腐艿木星苛业囊种谱饔谩&?聚赖氨 酸对革兰氏阳性的微球菌,保加利亚乳杆菌,热链球菌,革兰氏 阴性的大肠杆菌,沙门氏菌以及酵母菌的生长有明显抑制效果, 聚赖氨酸与醋酸复合试剂对枯草芽胞杆菌有明显抑制作用。

ε-聚赖氨 酸的抑菌机理
ε-聚赖 氨酸的作用机理主要表现在如下3个方面:
(1)作用于细胞壁和细胞膜系统;
(2)作用于遗传物质或遗传微粒结构;
(3)作用于酶或功能蛋白。我们对聚赖氨酸的 抑菌性能进行了研究,发现8一PL不仅可抑制耐热性较强的G+的 微球菌,而且对其它天然防腐剂(如Nisin)不易抑制的G-的大肠 杆菌、沙门氏菌抑菌效果亦非常好,同时还可抑制保加利亚乳杆 菌、嗜热链球菌、酵母菌的生长。但是单独使用ε-PL时 对枯草芽孢杆菌、黑曲霉抑制不明显,采用£一PL与醋酸复合处 理,对枯草芽孢杆菌抑制作用增强,经高温处理后的ε- PL对微球菌仍有抑菌活性。

ε-聚赖氨 酸的应用
ε-聚赖氨酸在保鲜防腐方面的应用
(1) ε-聚赖氨酸和甘氨酸混合能延 长牛奶保质期。
(2)对方便米饭和快餐食品等提高保存期。
(3)聚赖氨酸与大蒜为主要原料混合制成食 品防腐剂。这种食品防腐剂使用时加入食品中或喷淋到食品表面 ,均具有显著的抗菌防腐作用,能杀死或抑制食品内部或表面的 致病微生物。

ε-聚赖氨 酸在医学方面的应用
ε-聚赖氨酸 富含阳离子,与带有阴离子的物质有强的静电作 用力并且对生物膜有良好的穿透力,基于这一特性多聚赖氨酸可 用于某些药物的载体,因此在医疗和制药方面得到广泛应用。 ε-聚赖氨酸与氨甲嘌呤(治疗白血病、肿瘤的药物)聚合 ,能提高药物的疗效。 电脉冲对不同分子量聚赖氨酸修饰的细 胞膜的破坏程度,发现细胞膜吸附高分子量聚赖氨酸会降低其破 损临界电压。 另外ε-PL的另一个重要用途是作为高吸I 生聚合物,用于妇女卫生巾、婴儿尿片和其他各种工业产品中。

ε-聚赖氨 酸的主要商品制剂:
一般都是以50%的有效成分配合成商品出售. 如:酒精制剂:以含质量分数50%聚赖氨酸的糊精粉末为基础原 料,添加体积分数30%~70%的酒精的制剂,主要用于各种蛋制 品。 醋酸制剂:添加体积分数O.5%~5.0%的醋酸,主要用 于米饭,色拉等食品; 甘油制剂:添加量为体积分数O.01%~ 5%,主要用于含有动物性蛋白乳蛋白较多的食品;甘氨酸制剂 :添加量为质量分数0.01%一10%,和聚赖氨酸复合使用,协 同抑菌效果更佳。