ε-聚赖氨酸的应用

ε-聚赖氨酸在食品中的应用
一、作为食品防腐剂的应用
ε-聚赖氨酸（ε-PL）作为一种天然食品防腐剂，因其良好的抗菌活性和热稳定性而受到了广泛关注。

聚赖氨酸对于大多数G+、G－细菌、真菌及某些病毒具有强烈的抑制作用。

（一）ε-聚赖氨酸的安全性
ε-PL具有很高的安全性。

小鼠急性口服毒理学研究表明ε-PL无毒性，细菌恢复突变测定表明ε-PL无致突变性。

Hiraki等人在小鼠灌胃实验中发现，食物中添加高达20000ppm 的ε-PL对小鼠生长并无明显副作用，ε-PL对于小鼠繁殖、神经胶质和免疫功能、胚胎和胎儿发育、后代的生长及其胚胎和胎儿发育无毒性。

14C-标记的ε-聚赖氨酸的吸收、分布、代谢和排泄研究（ADME）表明，ε-聚赖氨酸在肠胃中的吸收极差，经168小时的排泄，放射性全部消失。

通过自动放射能照仪观察，ε-聚赖氨酸在各组织和器官中没有积累。

1989年日本Chisso公司首先用生物技术方法工业生产聚赖氨酸，从1989年起聚赖氨酸允许在日本作为食品添加剂使用（卫生、劳动和福利部现有食品添加剂名单），以后韩国也允许其作为食品添加剂使用。

在日本，ε-聚赖氨酸在多种食品如米饭和面条的防腐方面，具有长期安全使用的历史。

例如，将ε-聚赖氨酸以1000—5000ppm的浓度喷雾或浸泡鱼片或寿司，在许多传统日本食品中ε-聚赖氨酸用量达500ppm的浓度。

另外，日常消费的食品如米饭、面条原汤、其他汤料、面条和炒菜通常含ε-PL10—500ppm。

ε-PL还用于Sukiyaki （日本牛排）、土豆沙拉、蒸蛋糕、卡士达酱的防腐。

2004年，ε-PL被美国FDA批准用于米饭和寿司的防腐，推荐用量为5—50ppm。

（二）ε-聚赖氨酸的适用范围
ε-PL用于食品防腐时，可单独使用或与其他食品添加剂配合使用。

常用的食品添加剂有甘氨酸、酒精、醋、磺酸月桂脂。

复配使用可大大提高ε-PL的防腐性能。

例如，当ε-PL 与甘氨酸复配用于浓缩牛奶的防腐时，可观察到协同抑菌效果，使添加到食品中的防腐剂的总量得以降低。

ε-聚赖氨酸在奶制品中的防腐保鲜作用徐红华等人通过饱和实验设计研究了ε-聚赖氨酸和甘氨酸对牛奶的保鲜作用，结果表明，单独使用ε-聚赖氨酸和甘氨酸，其抑菌能力明显低于二者混合使用的效果。

混合使用时其增效随二者用量的增加而增加；但当ε-聚赖氨酸用量过高时，这种增效会有所减弱。

其中添加420mg/Lε-聚赖氨酸和2% 的甘氨酸抑菌效果最佳。

ε-聚赖氨酸在淀粉类食品中的防腐保鲜作用日本学者腾井正弘在米饭中添加0.4%—0.6%ε-聚赖氨酸-醋酸制剂研究对米饭的防腐作用，结果显示：30℃培养４８小时后，添加ε-聚赖氨酸的样品中细菌总数为6.0×10３个/g，而空白样中细菌总数为3.6×108个/g，表明ε-聚赖氨酸的醋酸剂有明显抑菌作用。

对动物性食品的防腐保鲜作用腾井正弘将鸡肉等肉类浸渍在溶有0.12％ε-聚赖氨酸甘氨酸制剂调味液中，再涂上面粉用油炸。

这种鸡在30℃放置72小时，经细菌总数检测发现：浸渍过炸鸡中细菌总数为1.0×104个/g，而空白样中为108个/g以上。

（三）ε-聚赖氨酸的商品剂型
酒精制剂以含50% ε-聚赖氨酸德糊精粉末为基础原料，添加30% —70% 的酒精制剂，主要用于各种蛋制品。

研究发现，将无水乙醇或者含水乙醇与ε-聚赖氨酸盐混合能明显抑制酵母生长。

有机酸制剂添加有机酸如：醋酸、苹果酸、马来酸、柠檬酸、琥珀酸等，添加量为0.5%—5.0%。

其中ε-聚赖氨酸与醋酸对枯草芽胞杆菌有明显的抑制作用。

主要用于米饭、饮料、色拉、酱类等食品。

甘油酯制剂甘油酯为低级脂肪酸酯，添加量为0.01% —5% 。

主要用于含有动物性蛋白、乳蛋白较多的食品。

甘氨酸制剂甘氨酸本身就是一种抑菌剂，其和ε-聚赖氨酸复合使用，协同抑菌效果更佳。

甘氨酸添加量为0.01% —１０％。

近来一些包含ε-ＰＬ和柑橘籽中提取成分、或者柑橘皮中提取成分的杀菌剂被开发出来，这类杀菌剂对许多致病性细菌如E.colio157：H7、鼠伤寒沙门氏菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌、金黄色普通球菌是有效的。

而且可以安区地直接加入十五种。

这种可吃的杀菌剂已被商业化应用于多个方面，如对怀疑存在细菌的器物表面或内部消毒。

事实上，它们可安全地用于碗碟清洗，以及厨房器具和盥洗室的清洁。

二、作为乳化剂的应用
ε-PL在工业食品应用中的一个实际问题是ε-PL与蛋白或酸性多糖相互作用，可能导致其抗菌活性的丧失。

而且，其乳化能力较差，其应用基本局限于淀粉类食品。

近来，利用美拉德反应将ε-PL与葡聚糖共价结合以提高其乳化能力，所得到的PL-葡聚糖优于那些商业化的乳化剂葡萄糖-脂肪酸酯和聚甘油酯，特别是在中性pH值范围内其乳化能力极佳，在高盐浓度下（1.0M NaCl）、pH＞7时其乳化能力不受影响。

而且，PL-葡聚糖几乎完全保留了ε-PL的初始抗菌能力，因此，PL-葡聚糖在食品加工可用作功能食品添加剂，即乳化剂和抗菌剂。

减肥产品肥胖是一种严重的疾病，可导致各种健康问题，如糖尿病、高血压和粥样硬化。

控制肥胖的主要办法是食用低脂食品，另一个可行的办法是服用一种能够选择性限制小肠对膳食中脂肪吸收的天然产物。

众所周知，胰岛酯酶对于脂类在小肠中的吸收起着关键的作用，因此，可以想象，那些可以抑制胰腺酯酶活性的天然产物可以遏制脂肪的吸收。

近来，Kido et al.首次报道了ε-PL抑制酯酶的活性及对饭后高甘油三酸酯血症的抑制效果。

他们指出，在包含胆盐和磷脂酰胆碱，浓度范围为10-1000mg/l的底物乳液中，ε-PL 可抑制人和猪的胰腺酯酶活性，在同样浓度下，还破坏了乳液的乳化能力，表明其对酯酶的抑制和对乳化作用的破坏是相互的。

同一研究工作还表明，由ε-PL和胆盐相互作用导致的底物乳液的破坏是酯酶被抑制的主要原因。

在测定聚赖氨酸的数量或氨基的位置（α-和ε-）是否在抑制脂酶方面起着更重要的作用的实验中，研究者发现，使50%酯酶活性被抑制所需4种赖氨酸同聚物的浓度（IC50）分别为：α-PL（222个赖氨酸残基，3.1μmol/l）＜ε-PL （25—35个赖氨酸残基，6.8μmol/l）≈α-PL（44个赖氨酸残基，7.6μmol/l）＜α-PL（11个赖氨酸残基，37μmol/l）。

ε-PL和α-PL（44个赖氨酸残基）的IC50无明显差别，说明聚赖氨酸分子中氨基的数量对于抑制脂酶是重要的，而氨基的位置是不重要的。

ε-PL与α-PL抑制酯酶的差异在于，在加入消化酶如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和胃蛋白酶后，ε-PL 抑制酯酶的能力依然保持，而α-PL不能。

这些结果表明ε-PL可以抑制消化道中的酯酶，而其他在体外实验中具有抑制脂酶能力的蛋白在体内可能被降解了。

ε-PL对小鼠postprandial高甘油三酸酯血症的作用研究结果表明，以15mg/kg脂类乳液和ε-PL灌胃小鼠组2—3小时后的血浆三酰浓度显著低于只灌胃脂类组（P＜0.05）。

这些结果充分证明ε-PL 能够抑制胰腺脂酶活性，从而抑制膳食中脂类在小肠中的吸收。

三、作为水凝胶和吸水性物质的应用
近年来，由于其在农业、食品、医药领域存在巨大的应用潜力，从天然聚合物中开发具有高吸水性或刺激效应性能的水凝胶受到广泛关注。

例如，当细胞产品用作药物时，可用ε-PL制备的吸收剂选择性去除内毒素（LPS）。

而且，ε-PL水溶液经γ射线照射可变为水凝胶。

研究γ射线照射条件时发现，当照射剂量为75kGy或更大时，5% （质量浓度）的
ε-PL水溶液即可形成水凝胶，该凝胶的比水分含量为160，但当照射剂量继续增加时，比水分含量急剧下降。

ε-PL的溶胀高度依赖于pH，在低pH范围内，因质子化的氨基基团的离子排斥作用而发生溶胀；在高pH范围，由于弹力作用和缺乏离子排斥，凝胶收缩。

另外，一种两性的pH敏感型水凝胶可由poly（r-谷氨酸）和poly（ε-lysine）的混合液制备，上述凝胶在低pH范围内（4.0以下）和高pH范围内（6.0以上）发生溶胀，而在pH4.0—6.0范围发生收缩。

另据报道，具有高度水合能力的凝胶也可通过ε-PL和多糖的交联获得。

当丙烯二醇海藻酸脂和ε-PL混合时，二者通过酰胺键结合，形成具有高度吸水性、高强度和高溶胀率的水凝胶。

可以相信，具有这些性质的凝胶可被广泛地应用于农业、食品和医药行业。

ε-聚赖氨酸
产品简介
ε-聚赖氨酸（ε-Polylysine, ε- PL），是白色链球菌的代谢产物，对革兰氏阳性菌和阴性菌、酵母、霉菌、病毒等都有明显的抑制作用，被广泛的用作食品保鲜剂。

产品特性
ε-聚赖氨酸为淡黄色粉末，吸湿性强，是赖氨酸的直接链状聚合物，能在人体内分解为赖氨酸，可以完全被人体消化吸收，不但没有任何毒副作用，而且可以作为一种赖氨酸的来源。

它易溶于水，微溶于乙醇，但不溶于乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂。

ε-聚赖氨酸对革兰氏阳性菌和阴性菌、霉菌、病毒等都有明显的抑制作用，对其它防腐剂不易抑制的革兰氏阴性菌大肠杆菌、沙门氏菌抑菌效果非常好。

而且对耐热性芽孢杆菌和一些病毒也有抑制作用；抑菌效率高，浓度很低时就能起作用；抑菌活性不受pH值影响；热稳定性好，高温下不分解（120oC，120min），可随原料一同进行灭菌处理，是一种高效、无毒、安全、无副作用的食品防腐剂。

应用范围
ε-聚赖氨酸已于2003年10月被FDA批准为安全食品保鲜剂，被广泛应用于食品保鲜。

在食品应用中，ε-聚赖氨酸多与其它物质配合使用，如酒精、有机酸、甘油酯等。

可用于米饭、糕点、面点、酱类、饮料、酒类、肉制品、罐头等的防腐保鲜。

使用方法
建议用冷开水或蒸馏水将本品配成5-10%的溶液，再加入食品中充分混匀，应采用分级扩大法添加，以达到均匀混合的目的。

本品与其它物质复合使用可达到更好的效果。