ε-聚赖氨酸的理化性质和应用

ε-聚赖氨酸，英文名为poly(L-lysine) macromolecule，常温常压下为淡黄色粉末。ε-聚赖氨酸属于氨基酸类衍生物，是赖氨酸的直链聚合物可作为有机合成和生物化学中间体，可用于多肽类药物分子和生物活性分子的修饰和衍生化。此外，ε-聚赖氨酸具有广谱的抑菌性能。

图1 ε-聚赖氨酸的结构式

基本介绍

1977年，日本科学家Shima和Sakai在白色链霉菌( Streptomyces albulus 346)发酵液中首次发现ε- PL, ε- PL是赖氨酸α-位上羰基和ε-位氨基结合的产物，由25 -30个赖氨酸残基组成。ε-PL是-一种的阳离子聚合多肽，当聚合度低于十肽时，会丧失抑菌活性。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，当分子量低于1300时，ε-聚赖氨酸失去抑菌活性。[1]

溶解性

ε-聚赖氨酸在常见的有机溶剂例如乙酸乙酯，二氯甲烷等溶解性差，但是能溶于水，但是在乙醇中溶解性差。

生物活性

ε-聚赖氨酸是赖氨酸的直链聚合物，它是经链霉菌发酵产生，具有广谱抑菌效果。此外，ε-聚赖氨酸也是一种天然防腐剂，其对大肠杆菌、产品节杆菌等革兰氏阴性菌具有明显的抑菌和杀灭作用。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。[2]

应用转化

ε-聚赖氨酸是一种天然、安全、健康的抗菌防腐剂，在有氧条件下由微生物发酵产生。它对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和酵母菌等具有明显的抑制作用。根据不同的pH值要求和抑菌效果，ε-聚赖氨酸可以做成ε-聚赖氨酸盐酸盐、ε-聚赖氨酸柠檬酸盐，或与纳他霉素、甘氨酸等进行复配。[1]

食品防腐:作为一种新型食品防腐剂，ε-聚赖氨酸可以运用于天然加工食品如生鱼片、寿司，方便食品如方便米饭、方便面、速食汤、速食蔬菜，以及蛋糕、色拉和乳酪中。此外，其还可以与其它食品添加剂混合使用，如氨基乙酸、醋、乙醇、维他命等，从而大大提高其防腐能力。

日化防腐:日化用品在存储期间极易滋生细菌和真菌，ε-聚赖氨酸能够有效地抑制这些菌类的生长，确保最终产品满足所有安全要求。目前，ε-聚赖氨酸已成功应用于湿巾、儿童洗发水等领域，并获得了市场的认可。

乳化剂:ε-聚赖氨酸与右旋糖苷通过美拉德反应后所得的产物会有较强的乳化能力，并且此产物的乳化能力在中性pH范围内最强，同时还不受高NaCl浓度（1.0mol/L）的影响，所得产物中ε-聚赖氨酸的抗菌性几乎完全被保留。因此，通过美拉德反应后，ε-聚赖氨酸成为了具有防腐及乳化双重功能的食品添加剂。

食疗剂:ε-聚赖氨酸能够通过抑制胰脂肪酶活性来制止小肠对饮食过程中脂肪的吸收，是一种良好的食疗剂。

储存条件

ε-聚赖氨酸化学性质较为稳定，正常情况下不会分解，分子结构中含有碱性的氨基结构可以和挥发性的酸成盐。因此，ε-聚赖氨酸需要避开酸性挥发物密封保存在室温且干燥的环境中。

参考文献

[1] 张伟娜 ε-聚赖氨酸在食品中应用的进展， China Food Additives, 2012, 5,207-211.

[2] 王璇, 胡仲秋, 袁亚宏,等. 天然抑菌剂对鲁氏接合酵母的抑菌作用[J]. 现代食品科技, 2018, 34(10):100-108.