文 献 综 述

1.1 ε-聚赖氨酸的概述

1.1.1 ε-聚赖氨酸

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#8212;30个赖氨酸残基的同型单体聚合物，称为ε-多聚赖氨酸(ε-PL)。ε-聚赖氨酸是一类由L-赖氨酸中ε-氨基和α-羟基通过酰胺键结合而成的多聚氨基酸。

1.1.2 ε-聚赖氨酸的理化特性

ε-聚赖氨酸为淡黄色粉末、吸湿性强，略有苦味，是赖氨酸的直链状聚合物。它不受pH值影响，对热稳定(120℃，20min)，能抑制耐热菌，故加入后可热处理。但遇酸性多糖类、盐酸盐类、磷酸盐类、铜离子等可能因结合而使活性降低。与盐酸、柠檬酸、苹果酸、甘氨酸和高级脂肪甘油酯等合用又有增效作用。分子量在3600#8212;4300之间的ε-聚赖氨酸其抑菌活性最好，当分子量低于1300时，ε-聚赖氨酸失去抑菌活性。由于聚赖氨酸是混合物，所以没有固定的熔点，250℃以上开始软化分解。ε-聚赖氨酸溶于水，微溶于乙醇。对其表征进行红外光谱分析表明：在1680～1640cm -1和1580#8212;1520cm-1有强吸收峰。

1.1.3 ε-聚赖氨酸的生物学性质

ε-聚赖氨酸是一种具有抑菌功效的多肽，这种生物防腐剂在80年代就首次应用于食品防腐。ε-聚赖氨酸能在人体内分解为赖氨酸，而赖氨酸是人体必需的8种氨基酸之一，也是世界各国允许在食品中强化的氨基酸。因此ε-聚赖氨酸是一种营养型抑菌剂，安全性高于其他化学防腐剂，其急性口服毒性为5g/kg。ε-聚赖氨酸抑菌谱广，对于酵母属的尖锐假丝酵母菌、法红酵母菌、产膜毕氏酵母、玫瑰掷孢酵母；革兰氏阳性菌中的耐热脂肪芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌；革兰氏阴性菌中的产气节杆菌、大肠杆菌等都有明显的抑制和杀灭作用。聚赖氨酸对革兰氏阳性的微球菌，保加利亚乳杆菌，热链球菌，革兰氏阴性的大肠杆菌，沙门氏菌以及酵母菌的生长有明显抑制效果，聚赖氨酸与醋酸复合试剂对枯草芽胞杆菌有明显抑制作用。

1.2 ε-聚赖氨酸在食品中的研究和应用现状

1.2.1 ε-聚赖氨酸的抑菌机理

ε-聚赖氨酸的作用机理主要表现在如下3个方面：

（1）作用于细胞壁和细胞膜系统；

（2）作用于遗传物质或遗传微粒结构；

（3）作用于酶或功能蛋白。对聚赖氨酸的抑菌性能进行研究，发现ε-PL不仅可抑制耐热性较强的G 的微球菌，而且对其它天然防腐剂不易抑制的G^-的大肠杆菌、沙门氏菌抑菌效果亦非常好，同时还可抑制保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、酵母菌的生长。但是单独使用ε-PL时对枯草芽孢杆菌、黑曲霉抑制不明显，采用ε-PL与醋酸复合处理，对枯草芽孢杆菌抑制作用增强，经高温处理后的ε-PL对微球菌仍有抑菌活性。

1.1.2 在食品中的应用

ε-聚赖氨酸是一种天然的食品防腐剂，ε-聚赖氨酸具有卓越的抗菌活性和热稳定性，所以是一种理想的天然食品防腐剂。经慢性和亚急性喂饲小鼠实验证明了ε-聚赖氨酸没有毒性，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。ε-PL在日本已经作为多种食品的防腐剂广泛使用。比如，在日本人传统日常菜肴中，在天然加工食品如生鱼片、寿司中方便食品如方便米饭、方便面、速食汤、速食蔬菜中以及在蛋糕、色拉、乳酪等中的应用。近年来，美国也开始使用ε-PL，主要应用于方便食品的防腐。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，例如当ε-PL和氨基乙酸混合使用于浓缩牛奶的防腐时，会产生明显的协同增效作用，大大提高了抑菌能力。由于这种协同作用使得食品中的防腐剂添加量得以减少。

ε-PL还具有乳化性，ε-PL与右旋糖苷通过美拉德反应后所得的产物会有较强的乳化能力，甚至比商用乳化剂的效果更好，并且此产物的乳化能力在中性pH范围内最强，同时还不受高NaCl浓度的影响，研究还发现所得产物中ε-PL的抗菌性几乎完全被保留。因此可见，通过美拉德反应后，ε-PL成为了具有防腐及乳化双重功能的食品添加剂。

1.3 ε-聚赖氨酸遗传转化体系建立的方法