多聚赖氨酸|多聚-L-赖氨酸|生物防腐剂

   ε-聚赖氨酸（ε-poly-L-lysine，简称ε-PL）是一种由白色链霉菌(Streptomyces albulus)发酵生产的含有25～30个L－赖氨酸残基的同型单体聚合物，由人体必需氨基酸L-赖氨酸的ε-氨基与另一L-赖氨酸的α-羧基形成ε-酰胺键连接而成，ε-PL早是由日本科学家发现的。
1、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pH适应范围广，对热稳定(120℃，20min)，能抑制耐热菌，故加入后可热处理。与盐酸、柠檬酸、苹果酸、甘氨酸和脂肪甘油酯等合用有增效作用。分子量在3600—4300之间的ε-聚赖氨酸其抑菌活性，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-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。
2、 ε-聚赖氨酸的特点：
         ε-聚赖氨酸(ε-PL) 具有广谱抑菌性,对革兰氏阳性和阴性菌如枯草杆菌、乳酸菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等的繁殖有强的抑制作用,对酵母菌和霉菌也有一定的抑制作用。作为防腐剂，ε-PL具有安全性能高、在水中的溶解性强、热稳定性好、使用范围广等优点。
3、抑菌机理 ：
        ε-PL 呈高聚合多价阳离子态,它能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,还能与胞内的核糖体结合影响生物大分子的合成,终导致细胞死亡。
4、安全性 ：
        ε- PL 作为食品的保鲜剂已有将近二十年的时间了, 研究表明，它具有安全性。经慢性毒性和致癌性联合试验表明,每日摄取食物中的ε-PL 含量在6500mgk/g ,属于极安全的水平；在20000mg/kg,无明显的组织病理变化,也观察不到可能的致癌性。Hiraki 等更用非常详细的毒理试验证实了ε-PL 作为食品保鲜剂的高度安全性。他们用雄性或雌性老鼠进行急性毒性试验,实验分两组,均用ε-PL 连续喂养14 d ,一组喂养量为每日5g/kg (ε- PL 质量/老鼠体重) ，5min 后，所有老鼠的情绪只受到轻微的影响,3～6 h 后恢复正常；而喂养量为每日1125～215 g/kg 的另一组老鼠，则观察不到任何毒性反应，两组老鼠的体重也没有差别，显示ε-PL对生长没有任何影响，急性毒性试验后进一步观察很长一段时间，发现所有老鼠的体重均没有受到影响，主要器官的病理检查也没有任何异常。用代谢活力缺陷的鼠伤寒沙门氏菌( Salmonella typhimurium) 等细菌进行回复试验也表明ε-PL 没有致突变性。90 d 喂养慢性毒理试验表明,每日摄取的食物中ε-PL 含量在10,000μg/ g (相当于895mg ε- PL /kg 雄鼠和995 mg/kg 雌鼠) 以下,属于极安全的水平。用14C 标志的ε-PL 进行ADME 试验(动物的吸收性、分布性、代谢性和排泄性试验) 也表明ε-PL 的安全性。根据美国FDA的标准,ε-PL 作为食品保鲜剂在米饭或寿司中的添加量为5～50μg/g ,以每人每天进食300g 米饭(加有50mg/kg 的ε-PL) ,一个60 kg 体重的人每天进食的ε-PL 量只有15mg ,因此ε-PL 作为食品保鲜剂是极安全的。
5、使用范围：
         ε- PL 具有水溶性好、热稳定性和pH 使用范围广等特点,在各种不同条件下均可使用。
6、对食品风味的影响：
         ε-PL 作为食品保鲜剂不影响食品风味,Yu-TingHo 等发现,由于耐热性好,ε-PL 加入食品中经过高温消毒能与右旋糖苷发生美拉德反应,且不仅能够保持抗菌效力，还有很强的乳化特性，甚至食品在pH7 和 1 mol/L NaCl 的环境下,这种乳化特性也不受影响，因此ε-PL 是具有乳化和保鲜双功能的食品添加剂。
7、ε-聚赖氨酸的应用 ：
     在食品上的应用 ：
        ε-PL 突出的特点在于广谱抑菌性而可用作食品保鲜剂,从肉类、家禽、海产品到面包、饼干等各种各样的食品，由于它又安全,符合消费者的健康需求。 ε- PL 作为一种新型食品防腐剂除了单独使用外,还可以与其它食品添加剂混合使用, 如氨基乙酸、醋、乙醇、维生素、甘氨酸、十二磺酸硫胺素等, 并且混合使用后可以大大提高ε- PL 的抑菌能力。使用时加入食品或喷淋到食品表面, 均具有显著抗菌保鲜作用, 能杀死或抑制食品内部或表面致病微生物。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0.5％～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0.01％～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。 1989 年日本在添加剂目录表中把ε- PL 归属于一种添加剂,并允许使用。以后韩国也允许作为食品添加剂使用。在美国和欧洲,主要是使用山梨酸作为防腐剂,但自2003 年7 FDA 已正式批准ε- PL 作为食品添加剂。另外，ε-PL还可以作为食品加工企业食品机械及容器较好的清洗抑菌剂。