應(yīng)用

ε-聚賴(lài)氨酸在保鮮防腐方面的應(yīng)用

（1） ε-聚賴(lài)氨酸和甘氨酸混合能延長(zhǎng)牛奶保質(zhì)期。

（2）對(duì)方便米飯和快餐食品等提高保存期。

（3）聚賴(lài)氨酸與大蒜為主要原料混合制成食品防腐劑。這種食品防腐劑使用時(shí)加入食品中或噴淋到食品表面，均具有顯著的抗菌防腐作用，能殺死或抑制食品內(nèi)部或表面的致病微生物。

Shima等研究了ε-PL的分子大小與對(duì)大腸桿菌抑菌活性的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)含有多于9個(gè)L-賴(lài)氨酸殘基的聚賴(lài)氨酸可以嚴(yán)格抑制微生物的生長(zhǎng)，八聚賴(lài)氨酸最小的抑菌濃度大于100mg/mL。ε-PL中α-氨基基團(tuán)的化學(xué)修飾可以降低它的抑菌活性。陽(yáng)離子表面活性化合物由于對(duì)外膜起作用從而抑制微生物的增殖。ε-PL可以顯著改變水中的氨基基團(tuán)，是陽(yáng)離子表面活性劑，因此可以像其他陽(yáng)離子聚合物一樣對(duì)微生物的生長(zhǎng)有抑制作用，對(duì)酵母菌、霉菌、革蘭氏陽(yáng)性菌陰性菌的生長(zhǎng)都有抑制作用。ε-PL對(duì)微生物的抑制作用機(jī)理合理的解釋是根據(jù)Shima等用電子顯微鏡ε-PL觀察到的處理后的大腸桿菌K-12細(xì)胞的形態(tài)學(xué)表面的結(jié)果，由于ε-PL的陽(yáng)離子特性，對(duì)微生物細(xì)胞表面有靜電吸附作用，用電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)微生物外部的膜結(jié)構(gòu)被剝奪，細(xì)胞質(zhì)也呈現(xiàn)非正態(tài)分布，最終導(dǎo)致ε-PL處理后的細(xì)胞的生理性的損害,劉蔚等用ε-PL處理大腸桿菌和枯草芽胞桿菌，發(fā)現(xiàn)其細(xì)胞壁完整性被破壞，生理作用喪失并在細(xì)胞膜上形成孔道，胞外離子含量升高，大分子物質(zhì)溢出，蛋白質(zhì)的合成受到影響，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。 [1]  

另外，ε-PL對(duì)細(xì)菌、霉菌、酵母菌最小抑菌濃度不同可能是由于他們細(xì)胞表面狀況的不同，需要做進(jìn)一步的研究。

醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用

ε-聚賴(lài)氨酸富含陽(yáng)離子，與帶有陰離子的物質(zhì)有強(qiáng)的靜電作用力并且對(duì)生物膜有良好的穿透力，基于這一特性多聚賴(lài)氨酸可用于某些藥物的載體，因此在醫(yī)療和制藥方面得到廣泛應(yīng)用。 ε-聚賴(lài)氨酸與氨甲嘌呤(治療白血病、腫瘤的藥物)聚合，能提高藥物的療效。 電脈沖對(duì)不同分子量聚賴(lài)氨酸修飾的細(xì)胞膜的破壞程度，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜吸附高分子量聚賴(lài)氨酸會(huì)降低其破損臨界電壓。 另外ε-PL的另一個(gè)重要用途是作為高吸水性聚合物，用于婦女衛(wèi)生巾、嬰兒尿片和其他各種工業(yè)產(chǎn)品中。

ε-PL在食品中的應(yīng)用

ε-PL應(yīng)用在食品中要考慮對(duì)食品風(fēng)味的影響，大量添加會(huì)產(chǎn)生苦味，影響食品的口感;在食品加工中它會(huì)與蛋白質(zhì)和酸性多糖結(jié)合，對(duì)食品的質(zhì)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生一定的改變。但是ε-PL的抑菌性較高，它在食品中的添加的濃度是較低的，所以ε-PL對(duì)食品質(zhì)量的影響也較小。由于ε-PL無(wú)毒的安全性研究，ε-PL在日本被批準(zhǔn)作為食品防腐劑用于食品中，在日本，ε-PL作為食品防腐劑用于多種食品有很長(zhǎng)的歷史,包括傳統(tǒng)的菜和主食像米飯和面條。例如切片魚(yú)和魚(yú)類(lèi)壽司，將ε-PL噴射或浸蘸在魚(yú)上。在日本許多傳統(tǒng)的日常的菜肴中ε-PL濃度一般為500ppm，此外，在日本如煮熟的大米、老湯面條、其他的湯、面條和即食性的菜中ε-PL的含量一般為10~500ppm，在日本的壽喜燒、馬鈴薯沙拉、蒸蛋糕和乳蛋糕乳脂中也會(huì)使用。ε-PL在FDA提議作為食品添加劑用于做好的米飯和壽司中建議ε-PL的添加量為5~50ppm。

肉及肉制品

ε-PL可作為防腐劑用于延長(zhǎng)肉制品的貨架期，400mg/L的ε-PL單獨(dú)使用時(shí)就能顯著抑制冷鮮豬肉感官品質(zhì)的下降、微生物的生長(zhǎng)繁殖、pH的上升和TVB-N的積累。袁秋萍等將ε-PL應(yīng)用于牛肉干，研究ε-PL、甘氨酸和食用酒精復(fù)配對(duì)牛肉干的防腐保鮮效果，結(jié)果顯示采用該復(fù)合防腐劑的牛肉千產(chǎn)品在貨架期和感官品質(zhì)方面比原有產(chǎn)品有明顯的優(yōu)勢(shì)。莫樹(shù)平等在廣式臘腸中使用ε-PL,得到數(shù)據(jù)顯示樣品菌落總數(shù)及TVB-N值均比對(duì)照低。這些結(jié)果都表明了ε-PL應(yīng)用于肉制品有著良好的防腐和保鮮的效果。

ε-PL對(duì)某些具體的菌抑菌作用的研究，主要是一些重要的食品污染的致病菌。如Jung等研究ε-PL對(duì)耐酸陰性鼠傷寒沙門(mén)氏菌的抗菌效果時(shí)發(fā)現(xiàn)，在10C1%及24°C和359C2%的ε一PL存在的條件下，鼠傷寒沙門(mén)氏菌不能生存。此外，耐酸陰性的鼠傷寒沙門(mén)氏菌對(duì)ε-PL不具有耐受性，即使在較低的儲(chǔ)存溫度下，ε-PL的抑菌效果仍有所增強(qiáng)。由此，我們認(rèn)為ε-PL可以用于控制家禽類(lèi)產(chǎn)品中的陰性鼠傷寒沙門(mén)氏菌的生長(zhǎng)繁殖。Chang等研究了ε-PL對(duì)大腸桿菌0157:H7、鼠傷寒沙門(mén)氏菌、單核性增生李斯特菌的抑菌效果，從儲(chǔ)存7天的烤牛肉漿中觀察到受損的細(xì)胞和細(xì)胞數(shù)目的減少都表明了ε-PL的殺菌性和抗菌性。證明了ε-PL作為新型的抗菌劑在各種食品例如烤牛肉中的應(yīng)用的潛力，最佳的ε-PL的濃度為1%，明顯高于報(bào)道過(guò)的10-500ppm作為淀粉類(lèi)食品的防腐劑。因?yàn)閼?yīng)用的食品種類(lèi)不相同，不能簡(jiǎn)單地將這個(gè)結(jié)果與其他文獻(xiàn)中ε-PL有效濃度的結(jié)果比較，對(duì)于不同的食品最佳抑菌濃度有待進(jìn)一步的研究。盡管如此，選擇使用低濃度的ε-PL替代高濃度也是值得肯定并且提倡的，因?yàn)棣?PL比較昂貴并且在高濃度下使用會(huì)產(chǎn)生苦味。

水產(chǎn)類(lèi)

水產(chǎn)類(lèi)由于其高營(yíng)養(yǎng)、高水分和接近中性的pH等條件是極易腐敗變質(zhì)的，而微生物活動(dòng)是引起腐敗變質(zhì)的主要原因，ε-PL的良好的抑菌作用可以有效的抑制水產(chǎn)類(lèi)食品的腐敗，延長(zhǎng)它它們的貨架期。在4±1°C的儲(chǔ)藏環(huán)境下，0.1%的ε-PL溶液處理3min能夠有效地控制南美白對(duì)蝦的腐敗變質(zhì)，不添加ε-PL溶液組相比，可延長(zhǎng)貨架期2-3d。Ting對(duì)ε-PL改進(jìn)魚(yú)肉醬產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行了研究，研究發(fā)現(xiàn)ε-PL對(duì)魚(yú)肉醬質(zhì)構(gòu)的影響不大，加入0.2%的ε-PL可以有效地延長(zhǎng)貨架期?？梢缘弥?PL對(duì)水產(chǎn)類(lèi)食品的腐敗變質(zhì)有良好的抑制作用，添加ε一PL濃度的不同，處理原材料的不同，抑菌效果有所不同，但均能有效控制水產(chǎn)類(lèi)食品的腐敗。

淀粉類(lèi)食品

ε-PL在中性和微堿性環(huán)境中有較強(qiáng)的抑菌性，而米飯、面條、年糕等高淀粉食品中，pH偏中性到弱堿性，而目前多數(shù)防腐劑的最適抑菌范圍偏酸性，很難起到真正的防腐保鮮效果。因此，將ε-PL用于淀粉類(lèi)食品的保鮮是可行的，其效果值得期待。楊云斌等將ε-PL添加如米飯中、張春紅等將ε-PL用于濕面條，均發(fā)現(xiàn)添加了ε-PL后可以有效地延長(zhǎng)保存期。由此可以看出，ε-PL可以作為一種新型的生物保鮮劑應(yīng)用于淀粉類(lèi)食品中。

其他食品

ε-PL還可以應(yīng)用于一些飲料、調(diào)味品、乳制品等。例如，呂志良等將ε-PL添加到玉米汁飲料中，玉米汁的保存明顯的時(shí)間延長(zhǎng)。程濤等在食醋添加ε-PL,隨ε-PL用量增加其抑菌率也提高，但效果不明顯，當(dāng)與EDTA、山梨酸鉀、納他霉素復(fù)合使用時(shí)，抑菌率有極顯著的提高，有效延長(zhǎng)食醋保質(zhì)期。

食品包裝

ε一PL具有光譜的抗菌活性和安全性，可以將它應(yīng)用在食品包裝材料上，來(lái)抑制食品中微生物的生長(zhǎng)。黃崇杏等將ε-PL混合乳液涂布于食品包裝紙表面，大腸桿菌和金黃色葡萄球菌懸液涂布于平板上，將制備的含ε-PL的紙張放在上面恒溫培養(yǎng)后測(cè)量抑菌圈大小和細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線，結(jié)果表明ε-P對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌有明顯的抗菌效力，抑菌環(huán)的寬度隨著ε-PL質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增大，從細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線也可以看出隨著ε-PL用量的增加，抗菌紙對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制效果逐漸增強(qiáng)。