天然防腐剂—— ε- 聚赖氨酸

食品防腐剂

全世界每年约有 10 %～20 %的农副产品、水产品、果蔬会腐败变质,经济损失巨大。如何防止食品的腐败变质越来越引起人们的重视,有关食品防腐剂的研究也日趋完善。

目前使用的防腐剂品种很多,美国有 50 多种, 日本有 43 种。而我国允许使用的约18 种,主要品种有: 苯甲酸钠、山梨酸及其钾盐、丙酸钙等,生物防腐剂的开发和应用尚处于起步阶段。

苯甲酸系列、山梨酸系列、丙酸盐等这些防腐剂均为化学合成的防腐剂,对人体健康有一定影响。随着人们生活水平的日益提高,迫切需要更安全的防腐剂。作为新型的天然防腐剂, ε- 聚赖氨酸已于 2003 年 10 月被FDA 批准为安全食品保鲜剂。

发现史

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，该聚合物是经微生物将L-赖氨酸α-COOH和ε-NH2 缩合而成的一种同型氨基酸聚合物，故称为ε-聚赖氨酸 (ε-Poly-L-lysine简称ε-PL)。

ε-聚赖氨酸的性质

1.基本性质

ε-PL纯品为淡黄色粉末，略带苦味、吸湿性强、略有苦味。易溶于水，微溶于乙醇，但不溶于乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂，具有很高的稳定性和抑菌效果。

2.热稳定性

它具有很高的稳定性和抑菌效果，在 100 ℃处理 30 min、120 ℃处 理 20 min后，对其抑菌效果没有明显的影响，ε-PL适宜的贮存条件是避光、低温，其稳定率大于 97 %。因此，ε-PL能够承受一 般食品加工过程中的热处理，可以随原料一同进行灭菌处理，防止二次污染。

3.适宜PH

ε-PL的抗菌活性可以在较宽的pH范围内体现，在pH为4.0~7.5 时相对抑菌活性仍高于95 %，但在pH为 8.0~9.0 时其相对抑菌活性有所下降，ε-PL抑菌的最适pH为 5~8。

4.对于食品风味的影响

ε-PL 作为食品保鲜剂不影响食品风味，Ho YuTing 等研究发现，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pH值 7 和 1 mol/L NaCl 的环境下，这种乳化特性也不受影响，因此证明 ε-PL 是具有乳化和防腐双重功能的食品添加剂。

5.安全性

ε-PL进入人体内，通过消化分解而转化为赖氨酸，赖氨酸是人体必需的 8 种氨基酸之一，是允许在食品中添加的一种氨基酸，对人体无毒无害，因此ε-PL作为一种营养型抑菌剂，其安全性是远高于其它化学防腐剂的。

ε-PL 在日本作为东方式食品的保鲜剂已有很长 一段时间，如在在米饭（快餐盒）、面汤和其它汤类、 面条、煮熟蔬菜等的添加量为 10～500μg/g。A Fukutome 等进行的慢性毒性和致癌性联合试验结果表明，每天摄取的食物中 ε-PL 含量在 6 500 μg/g 属于极安全水平。

J Hiraki 等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。90 天喂养慢性毒理试验以及用 14C 标志的 ε-PL 进行 ADME 试验也表明 ε-PL 的安全性。

ε-聚赖氨酸的发展应用情况

在2014年，中国已批准ε-聚赖氨酸作为防腐剂添加于食品中, 现已广泛用于方便米饭、 湿熟面条、蔬菜、海产品、酱类、酱油、鱼片等食品。

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。 

 另外ε-PL的另一个重要用途是作为高吸水性聚合物，用于卫生巾、婴儿尿片和其他各种工业产品中。

参考文献

1.赵承强.韦绍安 《ε-聚赖氨酸在食品防腐领域的综合应用》. 广东化工. 2014年第21期

2. 李昆仑 .李江阔 .张 鹏 .张 平《ε-聚赖氨酸在食品中应用的研究进展》保鲜与加工.2010年1月第1期

3. 邹凯华.展海军 《ε -聚赖氨酸作为食品防腐剂的应用》 食品研究与开发 2008 年 1 月 

4.张东荣 ,.王正刚.毛忠贵 《聚赖氨酸的研究进展》氨基酸和生物资源　2005, 27( 2 ): 48 ～51 

5.ε-聚赖氨酸——百度百科