- 聚赖氨酸的性质＼结构以及它在食品工业中的应用比如它在酒啊，牛奶啊
- 比如它在啊，牛奶啊，或者其他那些地方会用到，怎么用，拜托大家了，急
谢咯
- ε-聚赖氨酸作为食品防腐剂的应用
0 引言
食品的腐败变质主要是指于微生物的作用而导致食品质量下降或失去食用价值的一切变化。全世界每年约有10～20%的农副产品、水产品、果蔬因为腐败变质而无法使用，经济损失巨大。而且腐败变质食品对人类的健康卫生造成巨大威胁。开发抗菌性强、安全无毒的天然防腐剂已成为各国食品科技工作者的研究重点。其中，ε-聚赖氨酸（以下简称ε-PL）作为新型的食品保鲜防腐剂具有抑菌谱广、水溶性好、安全性高、热稳定性好、抑菌pH范围广等特点，因而受到人们广泛的关注。作为新型天然防腐剂，ε-PL已于2003年10月被FDA批准为安全食品保鲜剂，而且ε-PL在体内分解为人体必需的L赖氨酸，所以ε－PL天然、营养、安全。迄今为止，ε－PL的现代化工业生产在日本已经达到成熟的阶段，但该技术在国内还处在实验室阶段，ε-PL生物防腐剂开发和生产还处于起步阶段。
1 ε-PL的结构和特性
ε-PL最早是由日本的Shima和Sakai[1]在白色链霉菌Streptomyces albulus的发酵液中被分离得到的，并经过分析分析检测后发现其为一类有25－30个赖氨酸单体在ε位点聚合的阳离子聚合多肽组成的聚合物。 当聚合度高于十肽即分子量大于1300时才具有抑菌活性，具有高抑菌活性的ε-PL的分子量在3600～4300之间。ε－PL纯品为淡黄色粉末略带苦味、吸湿性强、略有苦味、溶于水，微溶于乙醇, 但不溶于乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂[2]。ε－PL带正电荷, 可以和阴离子物质发生结合, 没有固定的熔点, 250℃以上开始软化分解。其理化性质稳定, 对热(120℃，20min或100℃，30min)稳定。n = 25～30的ε－PL其等电点为9.0左右，抑菌的最适pH值为5～8。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[3]。
2 ε-PL的测定
为了简单快速地测定ε-PL，经常采用的是阳离子染色法(甲基橙)，由于阳离子的性质，可以与ε－PL结合形成不溶的聚合。浓缩液可以通过测定残留在溶液里的甲基橙在465nm处的吸光率来测定，此比色分析方法可以检测到低至10-6mol/L的浓度[4]。另一种测定ε－PL的方法是分光光度法[5]以及高液相色谱法(HPLC)，波长为UV215nm检测，洗提液0.1%H3P04，流速0.4ml/min[6]。2002年Nishikawa等[7]发现了一个简单有效的选择ε－PL生产菌的方法，此法采用一种酸性的染色方法Poly R－478 ,当微生物在琼脂上产生一种细胞外的聚合体如ε-PL时，这种酸性的染料就会聚集在产聚合体的微生物周围，从而快速灵敏地检测到产聚赖氨酸的菌种。
3 ε-PL的抑菌作用
ε-PL对其他天然防腐剂不易抑制的革兰氏阴性的大肠杆菌沙门氏菌抑菌效果非常好, 而且其对耐热性芽孢杆菌和一些病毒也有抑制作用，主要是聚赖氨酸影响蛋白质的合成，使细胞壁结构出现异常，从而抑制其繁殖[8]。多聚赖氨酸与醋酸双重作用比单独使用时抑菌范围更加广泛。1995年Delihas[9]等人研究发现ε－PL能杀死各种细菌；不同种类细菌对ε-PL的敏感性不同，分枝杆菌对其最敏感，大肠杆菌对其抗性最大；葡萄球菌和链球菌也具有不同抗性。ε－PL在中性和微酸性环境中有较强的抑菌性，而在酸性和碱性条件下抑菌效果不明显，这与它的适宜pH为5－8有关。刘慧等[10]的实验也表明经高温处理后的聚赖氨酸对微球菌仍有抑菌活性。对于霉菌,聚赖氨酸抑制比较弱。另外，ε－PL对一些呈蝌蚪状的非收缩性长尾噬菌体也有抑制作用[2]。ε－PL经高温处理后仍保持良好的抑菌效果，说明其对热稳定性好，所以在食品加工过程中不易受到高温条件的影响，便于其在各种食品中的应用。
4 ε-PL的抗菌机理
1984年S. Shima[2]等对ε－PL的进一步研究发现当其浓度为1～8 mg/L时,即对G+、G-细菌有抑制作用，且抑菌能力强,ε－PL必须含有10个以上赖氨酸残基才具有抑菌活性,对氨基的修饰会降低其抑菌能力。
其抑菌机理主要表现在呈高聚合多价阳离子态的ε-PL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[11]。1992年Vaara M[12]发现因为细胞膜是微生物进行能量转化、物质代谢的主要场所之一, 所以ε－PL吸附到细胞膜上通过与细胞膜作用影响微生物细胞的呼吸,与胞内的核糖体结合生成脂多醣而影响生物大分子的合成，可破坏膜结构完整性，使细胞丧失对物质的选择性，并可导致胞内溶酶体膜破裂而诱导微生物产生自溶作用,最终导致细胞死亡[13]。1995年Delihas[9]等人提出ε－PL的抑菌性与细菌的细胞壁结构无必然联系，细菌对ε－PL的敏感性不同可能与细菌类型或细胞表面接受成分的多少或细胞分泌出能降解ε－PL的蛋白酶类的多寡有关。N Delihas[9]等发现分枝杆菌属的细菌对ε- PL的抑菌作用具有高度的敏感性,说明ε－PL及其衍生物可用作抗结核药物。
5 ε- PL在食品上的应用
而作为食品添加剂人们最注重的就是添加剂本身的安全问题。Neda[14]对ε－PL进行了毒理学研究，经慢性和亚急性喂饲小鼠实验证明了ε－PL没有毒性，甚至当ε－PL达到20000mg/kg的高剂量水平的时候也不会产生任何的不利效果或基因突变。此外，ε－PL对生殖系统、神经系统、免疫系统，以及胚胎的发育、后代的生长，甚至第二代的胚胎发育都不会产生毒性，因此是一种安全的天然防腐剂。Hiraki[15]通过14C放射法研究ε－PL在体内的吸收、分布、代谢和排泄（ADME）后发现，ε－PL在肠胃道中几乎不被吸收，168h之内经过排泄放射性也随之削减。另外对受体进行X光照射来看，在任何组织器官内都没有ε－PL的堆积。
在日本，ε-PL被批准作为防腐剂添加于食品中, 已广泛用于方便米饭、湿熟面条、熟菜、海产品、酱类、酱油、鱼片和饼干的保鲜防腐，如在鱼片和生鱼寿司中一般添加量为1 000～5 000μg/ g，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。在酱油加工的调味鸡饭的调味液中加0.12 %的ε－PL，将鸡浸渍20～30 min 后油炸,即使30℃保存也能大大抑制酵母菌等增殖，延长保存期；ε－PL应用于糕点、面包等食品中,能有效抑制耐热性芽孢菌的繁殖；应用于低糖低热量食品如乳蛋白冰淇淋、奶油制品可改善其保存性；在低温软罐头食品中加微量ε－PL可防止杀菌后产生异味；在冷藏食品中添加ε－PL能起到保证质量的效果[16]。
张东荣[17]等研究过不加ε－PL的米饭，48 h后颜色泛黄，有恶臭的味道；而添加10 mgε－PL的，颜色改变不大，没恶臭味道。徐红华[18]等研究了ε－PL对牛奶的保鲜效果。当采用420mg/ L的ε－PL和2%甘氨酸复配时，保鲜效果最佳，可以保存11d，并仍有较高的可接受性；同时还发现ε－PL和其他天然抑菌剂配合使用，有明显的协同增效作用，可以提高其抑菌能力。
ε－PL作为食品防腐剂不影响食品风味,Yu－Ting Ho[19]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，甚至不受高浓度NaCl(1.0M)的影响，因此通过美拉德反应可使ε－PL具有乳化和防腐双重功能的食品添加剂。
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的防腐能力[20]。目前，以ε－PL和柑橘萃取物为主要成分的抑菌剂已经成功地被研制出来，其中的有效成分能很好地抑制许多致病菌的生长。另外据有关方面报道，用大蒜为主要原料与ε－PL混合制成食品防腐剂，使用时加入食品或喷淋到食品表面，均具有显著抗菌防腐作用，能杀死或抑制食品内部或表面致病微生物。
另外，ε－PL还被应用于食疗剂中。2003年Kido[21]首次报道了关于脂肪酶抑制剂活性特征及ε－PL对饭后甘油三脂的抑制作用，指出ε－PL能够作用于含有胆盐和磷酸胆碱的乳剂并使其分解，从而抑制脂肪酶活性制止小肠对饮食过程中脂肪的吸收。而减少脂肪的吸收能达到抑制肥胖的产生。
6 展望
随着人们生活水平及对营养健康认识日益提高，安全，有效，对人体无毒害的生物防腐剂已经成为各国研发热点。尤其是近几年发现的ε－PL具有抑菌谱广，热稳定性好，水溶性强，可生物降解等优点。ε－PL在国外研究较成熟, 应用广泛， 而在我国正处于研发阶段中, 尚未列入使用卫生标准。所以加快研究聚赖氨酸的生产工业化，实际应用及对其检测，并加快发展运用高新技术提高其质量、档次，以进一步推动我国食品工业的发展，适应日益增长的食品市场的需求。