生物防腐剂聚赖氨酸抑菌性能初步评价文献综述
2020-05-31 20:37:50
文 献 综 述 1.聚赖氨酸 1.1ε-聚赖氨酸的结构及理化性质 ε-聚赖氨酸,顾名思义就是赖氨酸的聚合物,不同于我们经常提起的由多种氨基酸组成的肽类物质,ε-聚赖氨酸仅是由L-赖氨酸组成的单一肽类。
L-赖氨酸中含有两个氨基,称为α-氨基和ε-氨基,因此不同L-赖氨酸之间可以形成两种酰胺键,但ε-聚赖氨酸专指由ε-氨基和另一个L-赖氨酸的 α-羧基形成的聚合物,一含有25~30个赖氨酸残基。
干燥后的ε-聚赖氨酸呈粉末状,淡黄色,具有很强的吸湿性,因此保存时应密封,注意防潮。
ε-聚赖氨酸的熔点不固定,但在250℃以上会开始逐渐软化分解,而且ε-聚赖氨酸的抑菌性能受温度的影响较小,只有在120℃下加热 20 min才能使其失去抑菌活性,因此能用于需要加热处理的食品中。
1.2ε-聚赖氨酸的抑菌机理 传统研究认为,食品防腐剂能抑制微生物的生长主要是因为以下三个原因:(1)某些防腐剂可以破坏微生物的细胞壁或细胞膜(如溶酶菌),使细胞壁中的成分降解,细胞膜功能紊乱;(2)进入细胞内与细胞的遗传物质或与遗传密切相关的微粒结构相互作用;(3)作用于细胞内的酶或功能蛋白,使其不能发挥正常的功能。
Shima 与他的研究团队[1]发现,ε-聚赖氨酸在微生物细胞内主要作用于细胞呼吸系统中的有关酶类,阻碍细胞内的合成代谢,使代谢向水解转移,细胞内物质不断降解,最后导致细胞因自溶死亡。
1984 年 Shima 等在研究ε-聚赖氨酸的分子大小与对大肠杆菌 K-12(20)的抑制作用时发现,当ε-聚赖氨酸中含有9个以上的赖氨酸残基时能够强烈的抑制大肠杆菌的生长,但 L-赖氨酸的八聚物却基本没有抑菌活性。
与此同时,由50个L-赖氨酸通过α-羧基和α-氨基连接而成的α-聚赖氨酸也要比ε-聚赖氨酸的活性低得多。
因此,拥有特异性的酰胺键和一定数量的L-赖氨酸残基是ε-聚赖氨酸发挥其抑菌作用的关键[2]。
赖氨酸含有两个氨基,因此它的聚合物ε-聚赖氨酸是一种阳离子的聚合物,Vaara等人在 1983 年通过研究发现聚阳离子可以破坏革兰氏阴性细菌的细胞膜,从而杀死这些细菌[3]。