聚赖氨酸

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。ε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ε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、大肠杆菌等都有明显的抑制和杀灭作用。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。

(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水性聚合物，用于妇女卫生巾、婴儿尿片和其他各种工业产品中。

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。

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。

ε-聚赖氨酸机理主要表现在破坏微生物的细胞膜结构，引起细胞的物质、能量和信息传递中断，最终导致细胞死亡。

我们对聚赖氨酸的抑菌性能进行了研究，发现ε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ε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。

2003年HirakiJ等使用了ADME(最近几年，美国热电集团研制的新药毒性检测设备，集吸收、分布、代谢和排泄、毒性为一体)研究方法证实ε-多聚赖氨酸作为食品防腐剂的安全性。他们在老鼠体内对ε-多聚赖氨酸进行了一系列药物动力学和代谢途径的研究，以了解在老鼠的食物中添加高达50000mg/kgε-多聚赖氨酸的亚慢性及慢性饲养的生物检测中，没有毒理学影响的原因。对老鼠进行急性口服毒性实验，发现ε-多聚赖氨酸实际是无毒的，口服量高达5g/kg时死亡率为0。2003年通过了美国食品和医药管理(FDA)的许可，因此它被誉为"营养型防腐剂"。

ε-多聚赖氨酸添加于食品中仅需微量就能奏效，且不会影响食品口味感，可做食品的天然保存剂。它天然安全，符合消费者的健康需求。在日本已经得到广泛应用。ε-多聚赖氨酸应用于糕点、面包食品中，能有效的抑制耐热性芽孢杆菌的增殖，延长保存期;应用于低糖低热量食品，如乳蛋白冰淇淋、奶油制品等，可改善其保存性;在低温软罐头食品中加微量ε-多聚赖氨酸可防止杀菌后产生异味;在冷藏食品中添加ε-多聚赖氨酸能起到保证质量的效果。

多聚赖氨酸作为抑菌剂在食品中使用时，通常与其它物质配合使用，以达到增效和经济的目的。常用的配合物质可分为五类:1、酒精，使用量为30~70%，主要应用于各种蛋制品。2、有机酸，常常使用的有机酸一般有:醋酸、苹果酸、马来酸、柠檬酸、琥珀酸等，使用量在0.5~50%之间，主要应用于米饭、饮料、色拉、酱类等食品;3、甘油酯，甘油酯多为低级脂肪酸酯，用量在0.01~5%之间，主要用于动物性蛋白，乳蛋白较多的食品。4、甘氨酸，用量为0.01~10%;主要应用于牛奶防腐。5、其它天然抑菌剂，如:鱼精蛋白、茶多酚等。

1) 抑菌谱广

ε-PL对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌、霉菌均有很好的抑菌效果，并且对一些耐热性芽孢杆菌和病毒也有一定抑制作用。

2) 安全性能高

当人体食用后，可降解为L-赖氨酸这一人体必需氨基酸，进一步用于蛋白质合成或继续代谢，无任何毒性，并于2003年通过了美国食品和医药管理(FDA)的许可，因此它被誉为"营养型防腐剂"。

3) 热稳定性好

ε-PL在高温条件下很稳定，80℃60分钟及120℃20分钟加热，均保持其抑菌能力，它能承受一般食品加工过程的热处理，可随原料一同进行灭菌处理。

4) 水溶性极强

ε-PL的水溶性好，有利于在食品中的添加使用。