ε聚赖氨酸在食品中应用的进展

聚赖氨酸的研究进展食品的腐败变质主要是指由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，它直接影响食品的品质和消费者的健康。

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，中国香港特区27种，主要为丙酸及盐类、山梨酸及钾盐、苯甲酸类、噻菌灵、对羟基苯甲酸酯类、以及新型生物防腐剂聚赖氨酸、鱼精蛋白、乳酸、链球菌素等。

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。

日本开始使用聚赖氨酸、Nisin等以微生物发酵法生产的天然防腐剂替代传统的化学合成的防腐剂。

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。

迄今为止，ε-聚赖氨酸的微生物发酵在日本已实现工业化，年产千吨ε-聚赖氨酸的现代化工业装置已建成投产。

但该技术在国内还处于实验室阶段，ε-聚赖氨酸生物防腐剂的开发和生产还处于起步阶段，如果能重点扶持这一技术，将会在未来几年创造出可观的经济效益。

1聚赖氨酸的性质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，称为ε-多聚赖氨酸(8一 PL)。

研究证明由于ε-PL比α-PL有更强的抑菌活性，而且仅一多聚赖氨酸有一定毒性，目前在国际市场上ε-多聚赖氨酸作为食品防腐剂已经取代了α-多聚赖氨酸。

ε-聚赖氨酸的生物合成及在食品保藏中应用聚赖氨酸是一种天然产生的多肽，由α-酮戊二酸和-L-酪氨酸通过聚酶催化反应合成。

聚赖氨酸在食品保藏中广泛应用，可以作为一种天然的防腐剂，具有抗菌、抗氧化和抗串味作用。

本文将详细介绍聚赖氨酸的生物合成过程，并探讨其在食品保藏中的应用。

聚赖氨酸的生物合成聚赖氨酸的生物合成主要经历两个发酵步骤——第一步是α-酮戊二酸的发酵产生L-酪氨酸，第二步是L-酪氨酸以Oligomer Transferase酶为催化剂，通过酯键连接形成聚赖氨酸。

首先，在聚赖氨酸的生物合成中，α-酮戊二酸发酵产生L-酪氨酸。

这个步骤中，微生物利用葡萄糖或其他可发酵的底物，在发酵培养基中生长，并产生α-酮戊二酸。

在适宜的条件下，α-酮戊二酸被还原为了L-酪氨酸。

这个过程主要经历了氧化、还原、酯化等一系列化学变化。

第一步产生的L-酪氨酸是聚赖氨酸的前体，接下来需要通过聚酶催化反应实现酯键的形成，合成聚赖氨酸。

聚酶是一种特殊的酶，它能够将L-酪氨酸分子之间的羧基与氨基通过酯键连接起来，形成一个长链状的多肽结构。

这个酯键的形成过程需要合适的温度和pH条件，以及合适的酶催化剂。

在细菌中，发酵过程常常依赖于外源添加的酶催化剂。

常见的酶催化剂有Oligomer Transferase家族，它们能够催化L-酪氨酸的聚合反应。

通过这样的酶催化反应，一系列的酯键连接被形成，从而形成聚赖氨酸的链状结构。

聚赖氨酸的链状结构长度不定，可以根据需要进行调整。

聚赖氨酸的应用聚赖氨酸在食品保藏中应用广泛，主要是因为它具有抗菌、抗氧化和抗串味的作用。

首先，聚赖氨酸具有良好的抗菌作用。

由于聚赖氨酸分子具有多个氨基，可以与微生物细胞壁中的负电荷结合，从而破坏微生物细胞的完整性，抑制微生物的生长和繁殖。

因此，聚赖氨酸可以被应用于食品中，抑制食品中的细菌、真菌和酵母等微生物的生长，延长食品的保质期。

其次，聚赖氨酸对食品的抗氧化作用非常明显。

ε-聚赖氨酸在食品中应用的研究进展李昆仑1，李江阔1，张鹏2，张平1（1.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津300384；2.沈阳农业大学食品学院，沈阳110161）目前，在食品添加剂市场上使用的防腐剂种类很多，但大部分是人工合成防腐剂。

因此类防腐剂受pH 影响，只有在酸性条件下才能发挥作用，如山梨酸及其钾盐，苯甲酸及其钠盐等，均属化学防腐剂，对人体有一定的毒副作用。

而占比重很小的天然防腐剂又存在着抗菌谱窄、效率低、防腐作用不明显等弊端。

因此，研发抗菌谱广、抗菌性强、安全无毒、受pH 影响小的天然食品防腐剂已经成为世界各国食品科技工作者的研究重点。

1977年，S Shima 和H Sakai 从土壤中分离出可以产生ε-聚赖氨酸（ε-PL）的Streptomyces albu －lus 346，1982年又证实这种聚合物是由L-赖氨酸组成。

聚赖氨酸是赖氨酸α位的羰基和β位氨基结合的聚合物。

后来ε-聚赖氨酸(ε-PL)被证实有广谱抗菌性，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌均有抑制作用，对细菌的最小抑制浓度（MIC ）小于100μg/mL ，对真菌的抑制浓度略高，并且在高温、酸、碱条件下都稳定存在。

ε-PL 作为新型天然防腐剂，已于2003年10月被FDA 批准为安全食品添加剂，在日本已实现工业化生产，并进入了市场。

但是在我国ε-PL 还处于试验研究阶段，有待于进一步研究与探索。

1ε-PL 理化性质1.1化学结构由S.albulus 生产的ε-PL 由25～35个L-赖氨酸作者简介：李昆仑（1982—），男，汉族，天津人，研究实习员，主要从事农产品安全与贮运保鲜研究工作。

Advance in Research on Antimicrobial Property and Application of ε-PLLI Kun-lun 1,LI Jiang-kuo 1,ZHANG Peng 2,ZHANG Ping 1(1.Tianjin Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Products,National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agriculture Products,Tianjin 300384,China ；2.College of FoodScience,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110161,China)Abstract ：As a kind of natural food preservative,ε-poly-L-lysine (ε-PL)on its physical chemistry characters,antimi －crobial activities and mechanism were introduced and its application and development were reviewed in this paper.Key words ：ε-pl;preservative;antimicrobial activities;application摘要：介绍了ε-聚赖氨酸（ε-PL ）的理化性质、抑菌及抗菌特性，阐述其作为食品添加剂在食品加工中的应用与发展前景。

ε-聚赖氨酸的生物合成及在食品保藏中应用ε-聚赖氨酸（Polylysine）是一种由赖氨酸单元组成的多肽，具有优异的抗菌和抗氧化性能。

它的生物合成过程相对简单，可以通过微生物发酵生产，被广泛应用于食品保藏中。

ε-聚赖氨酸的生物合成是通过菌种发酵产生的。

一般通过选择性培养基和发酵条件的调控，可使菌种在培养基中合成大量的ε-聚赖氨酸。

目前常用的生产菌种主要有放线菌属和芽孢杆菌属。

放线菌属菌种产生的ε-聚赖氨酸在分子量上较大，分子量通常在1,000至10,000之间；而芽孢杆菌属菌种产生的ε-聚赖氨酸分子量相对较小，分子量通常在1,000以下。

在发酵过程中，菌种通过代谢途径将赖氨酸单元聚合成ε-聚赖氨酸多肽，最终以胞外分泌的方式释放到培养基中。

ε-聚赖氨酸在食品保藏中有着广泛的应用。

首先，由于其良好的抗菌性能，它可以作为一种天然的食品防腐剂。

ε-聚赖氨酸可以抑制食品中的细菌、酵母菌和霉菌的生长繁殖，有效地延长食品的保鲜期，减少食品腐败和变质的可能性。

其次，ε-聚赖氨酸还可以作为一种抗氧化剂，延缓食品氧化反应的发生，防止食品中的脂肪酸和维生素等营养物质受到氧化破坏，保持食品的色泽、香味和营养价值。

此外，ε-聚赖氨酸还可以提高食品的质感和口感，增加食品的流动性和黏稠度，改善产品的品质。

ε-聚赖氨酸的应用不仅局限于食品保藏领域，还可以广泛应用于其他领域。

例如，ε-聚赖氨酸可以用作医药领域的药物载体，通过将药物与ε-聚赖氨酸结合，提高药物的稳定性和生物利用度。

此外，ε-聚赖氨酸还可以用于化妆品领域，作为一种天然的保湿剂和护肤剂，改善肌肤的保湿性能和弹性。

总结而言，ε-聚赖氨酸是一种由赖氨酸单元组成的多肽，通过微生物发酵生产。

它具有良好的抗菌和抗氧化性能，在食品保藏中被广泛应用。

此外，ε-聚赖氨酸还具有其他领域的应用潜力，如药物载体和化妆品成分等。

随着对食品安全和品质要求的不断提高，ε-聚赖氨酸的应用前景将更加广阔，有望成为食品工业中的重要功能性成分。

食品科技ε-聚赖氨酸在肉制品保鲜中的应用吴晨奇1，高以任1,2，宋京城1，高 岳1，韩宇鹏1，崔保威1（1.苏州农业职业技术学院，江苏苏州 215000；2.苏州科技大学，江苏苏州 215000）摘 要：肉制品富含营养，肉质易受其他因素的影响而改变，传统保鲜剂添加过量会残留人体内引发食品安全问题，现需环保、抑菌效果佳的生物保鲜制剂。

ε-聚赖氨酸是一种抑菌效果好、安全性高、热稳定性好，生物发酵产生的天然氨基酸聚合物，在食品保鲜和防腐领域有广阔前景。

本文综述了ε-聚赖氨酸防腐保鲜的特性、抑菌机制及其目前在肉制品中的相关研究成果，旨在为对ε-聚赖氨酸的进一步研究与开发提供一定的理论基础。

关键词：ε-聚赖氨酸；肉制品；保鲜Application of ε-polylysine in Preservation of Meat ProductsWU Chenqi1, GAO Yiren1,2, SONG Jingcheng1, GAO Yue1, HAN Yupeng1, CUI Baowei1(1.Suzhou Polytechnic Institute of Agriculture, Suzhou 215000, China; 2. Suzhou University of Science andTechnology, Suzhou 215000, China)Abstract: Meat products are rich in nutrition, and meat quality is easy to change by other factors. Excessive addition of traditional preservative will cause food safety problems in the human body, and now environmental protection and biological preservation preparations with good antibacterial effect are needed.-Pollysine is a natural amino acid polymer produced by good antibacterial effect, high safety, good thermal stability and biological fermentation, which has broad prospects in the field of food preservation and anticorrosion preservation.This paper reviews the properties of-polylysine corrosion preservation and its current research results in meat products, aiming to provide some theoretical basis for further research and development of-polylysine.Keywords:ε-polylysine; meat products; preservation传统肉类保鲜主要是使用化学试剂，然而ε-聚赖氨酸（ε-PL）作为氨基酸聚合物，具相同保鲜作用的同时，安全无毒、绿色环保、热稳定性好，可被人体降解吸收。

聚赖氨酸在食品中的应用
嘿，你问聚赖氨酸在食品中的应用啊？那咱就来唠唠。

这聚赖氨酸啊，在食品里的用处可不少呢。

首先呢，它能防腐。

就像给食品穿上了一层保护衣，让那些坏细菌、霉菌啥的没法捣乱。

比如说在面包里加点聚赖氨酸，面包就不容易发霉变质了，可以放得更久一些。

然后呢，它还可以保鲜。

有些水果啊、蔬菜啊，容易坏掉，但是有了聚赖氨酸，就像有了个小卫士守护着它们，能让它们保持新鲜的状态更久。

就像给水果和蔬菜打了一针保鲜剂。

接着呢，聚赖氨酸在肉制品里也能发挥作用。

可以防止肉制品变质，还能让肉制品的口感更好。

比如说在火腿肠里加点聚赖氨酸，火腿肠就会更美味，也不容易坏。

还有啊，在饮料里也能看到聚赖氨酸的身影。

它可以让饮料更稳定，不容易出现沉淀啥的。

就像给饮料加了个小助手，让饮料变得更好喝。

我给你讲个事儿吧。

我有个朋友开了个面包店，以前他的面包经常放不了几天就发霉了，浪费了好多。

后来他听说聚赖氨酸可以防腐，就试着在面包里加了一点。

哇，效果可好了，面包的保质期变长了，他也不用那么担心面包坏掉了。

从那以后，他就一直用聚赖氨酸来保护他的面包。

总之呢，聚赖氨酸在食品中的应用有防腐、保鲜、在肉制品和饮料中发挥作用等。

它就像一个小魔法棒，让食品变得更好。

让我们一起认识聚赖氨酸，享受更安全、美味的食品吧。

天然防腐剂ε-聚赖氨酸对不同微生物的抑菌效果与使用方法常见的天然防腐剂有大豆碱性多肽、壳聚糖、纳他霉素、ε－聚赖氨酸等。

ε－聚赖氨酸作为一种新型的天然抑菌剂已经被广泛应用于食品保藏。

ε－聚赖氨酸又称25～30个赖氨酸残基的阳离子均聚物，分子量约为5000 kDa，由链霉菌好氧发酵产生。

ε－聚赖氨酸为淡黄色粉末，是一种食品添加剂，具有水溶性、食用性、对人体无毒、高温稳定、生物降解性好等特点，可以承受一般食品加工中的热处理，被FDA批准为公认的安全（GRAS）剂。

早在2003年，ε－聚赖氨酸就被ＦＤＡ批准应用于食品保藏，并逐渐在美国、韩国和日本得到广泛的应用。

我国也于2014年将ε－聚赖氨酸纳入食品添加剂使用范畴，具有广泛的应用前景。

1、ε-聚赖氨酸对不同微生物的抑菌机制和浓度比较白森萌[1]通过对各菌种抑菌情况分析，ε-聚赖氨酸的抑菌效果与自身浓度和目标菌种的结构有关。

在对酿酒酵母作用时，500μg/mL的ε-聚赖氨酸可使酵母细胞死亡；而在对大肠杆菌作用时，150μg/mL的ε-聚赖氨酸即可使大肠杆菌内外膜发生破损，细胞完整性被破坏。

在对革兰氏阳性菌如枯草芽孢杆菌和李斯特菌作用时其效果并不明显。

单独的ε-聚赖氨酸对枯草芽孢杆菌作用仅会使细胞轻微受损，只有在ε-聚赖氨酸与乳酸链球菌素联合使用时才能破坏细胞结构。

相关研究推测，ε-聚赖氨酸对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的抑菌作用有明显的差距，原因是阴性菌的膜表面主要是脂多糖和磷脂，无大量的肽聚糖，所以其机械强度较小；并且ε-聚赖氨酸作为聚阳离子抑菌肽可以与阴性菌表面的二价钙镁离子竞争阴离子活性位点，从而破坏细胞膜结构，更容易进入到细胞内部。

革兰氏阳性菌膜表面有较厚的肽聚糖层，细胞的机械强度较高，并且没有较多的阴离子结合位点，使得ε-聚赖氨酸对阳性菌的抑菌效果不够明显。

虽然ε-聚赖氨酸对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抑菌效果有明显的区别，但近年来的研究依然致力于寻找可以使ε-聚赖氨酸对阳性菌及阴性菌均产生抑制作用的方法。

江南大学科技成果——新型生物食品防腐剂ε-聚赖氨酸的发酵生产技术项目简介ε-聚赖氨酸是由25-35个L-赖氨酸通过其α-羧基与ε-氨基缩合形成的一种同型氨基酸聚合物，分子量在2500-4500Da。

目前ε-聚赖氨酸主要作为一种食品防腐剂被广泛应用于日本、韩国、美国和欧盟。

2014年4月，我国卫计委也正式批准其在我国食品加工业中的使用。

本项目通过10多年的技术攻关，聚焦于产生菌筛选、高产菌选育、发酵过程优化与调控、产物的分离提取与精制等研究内容，获得了具有完全自主知识产权的系列高产菌，实现了实验室（5L）-中试（1m3）-试生产（10m3）不同规模的ε-聚赖氨酸发酵生产，并建立了与发酵规模相匹配的ε-聚赖氨酸高效提取和精制工艺。

本项目得到江苏省科技支撑计划、江苏省产学研联合创新计划、国家自然科学基金等项目资助。

创新要点5L发酵罐ε-聚赖氨酸发酵产量达到48g/L，国际领先水平；10m3发酵罐ε-聚赖氨酸发酵产量＞35g/L，国内领先水平；ε-聚赖氨酸提取收率＞60%，纯度＞95%，国内先进水平。

效益分析乳酸链球菌素（Nissin）、纳他霉素和ε-聚赖氨酸是美国FDA批准的三大微生物来源天然食品防腐剂。

相比于前两种食品防腐剂，ε-聚赖氨酸具有更广的抑菌谱、更好的热稳定性和更强的水溶性。

在实际应用中，三种生物食品防腐剂可以形成互补优势，是化学合成食品防腐剂的有利替代者，具有较大市场价值。

年产30吨ε-聚赖氨酸生产线，需要固定设备投资约1000万元；生产成本约400元/公斤，按市场售价1200元/公斤（95%含量）计算，预计利润达到800元/公斤；年利润为：800元/公斤×30吨=2400万元。

推广情况已转让相关企业授权专利一种灰褐链霉菌菌株、及利用该菌制备ε-聚赖氨酸及其盐的方法，200910224087.X；一种促进ε-聚赖氨酸合成的方法，201310257217.6；一种ε-聚赖氨酸发酵液絮凝除菌的方法，201410441173.7；一种对ε-聚赖氨酸及其盐溶液脱色的方法，201410289214.5；一种低pH值胁迫提高ε-聚赖氨酸产量的方法，201510021744.6。