-聚賴氨酸( -poly-L-lysine,簡稱 -PL)是一種由白色鏈霉菌(Streptomycesalbulus)發(fā)酵生產(chǎn)的含有25~30個(gè)L-賴氨酸殘基的同型單體聚合物,由人體必需氨基酸L-賴氨酸的 -氨基與另一L-賴氨酸的 -羧基形成 -酰胺鍵連接而成, -PL最早是由日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的。
1、理化性質(zhì):
-聚賴氨酸為淡黃色粉末、吸濕性強(qiáng),略有苦味,是賴氨酸的直鏈狀聚合物。它pH適應(yīng)范圍廣,對熱穩(wěn)定(120℃,20min),能抑制耐熱菌,故加入后可熱處理。與鹽酸、檸檬酸、蘋果酸、甘氨酸和高級脂肪甘油酯等合用有增效作用。分子量在3600 4300之間的 -聚賴氨酸其抑菌活性最好,當(dāng)分子量低于1300時(shí), -聚賴氨酸失去抑菌活性。由于聚賴氨酸是混合物,所以沒有固定的熔點(diǎn),250℃以上開始軟化分解。 -聚賴氨酸溶于水,微溶于乙醇。對其表征進(jìn)行紅外光譜分析表明:在1680~1640cm-1和1580 1520cm-1有強(qiáng)吸收峰。
2、 -聚賴氨酸的特點(diǎn):
-聚賴氨酸( -PL)具有廣譜抑菌性,對革蘭氏陽性和陰性菌如枯草桿菌、乳酸菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等的繁殖有強(qiáng)的抑制作用,對酵母菌和霉菌也有一定的抑制作用。作為防腐劑, -PL具有安全性能高、在水中的溶解性極強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
3、抑菌機(jī)理:
-PL呈高聚合多價(jià)陽離子態(tài),它能破壞微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),引起細(xì)胞的物質(zhì)、能量和信息傳遞中斷,還能與胞內(nèi)的核糖體結(jié)合影響生物大分子的合成,最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
4、安全性:
-PL作為食品的保鮮劑已有將近二十年的時(shí)間了,研究表明,它具有較強(qiáng)的安全性。經(jīng)慢性毒性和致癌性聯(lián)合試驗(yàn)表明,每日攝取食物中的 -PL含量在6500mgk/g,屬于極安全的水平;在20000mg/kg,無明顯的組織病理變化,也觀察不到可能的致癌性。Hiraki等更用非常詳細(xì)的毒理試驗(yàn)證實(shí)了 -PL作為食品保鮮劑的高度安全性。他們用雄性或雌性老鼠進(jìn)行急性毒性試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)分兩組,均用 -PL連續(xù)喂養(yǎng)14d,一組喂養(yǎng)量為每日5g/kg( -PL質(zhì)量/老鼠體重),5min后,所有老鼠的情緒只受到輕微的影響,3~6h后恢復(fù)正常;而喂養(yǎng)量為每日1125~215g/kg的另一組老鼠,則觀察不到任何毒性反應(yīng),兩組老鼠的體重也沒有差別,顯示 -PL對生長沒有任何影響,急性毒性試驗(yàn)后進(jìn)一步觀察很長一段時(shí)間,發(fā)現(xiàn)所有老鼠的體重均沒有受到影響,主要器官的病理檢查也沒有任何異常。用代謝活力缺陷的鼠傷寒沙門氏菌(Salmonellatyphimurium)等細(xì)菌進(jìn)行回復(fù)試驗(yàn)也表明 -PL沒有致突變性。90d喂養(yǎng)慢性毒理試驗(yàn)表明,每日攝取的食物中 -PL含量在10,000 g/g(相當(dāng)于895mg -PL/kg雄鼠和995mg/kg雌鼠)以下,屬于極安全的水平。用14C標(biāo)志的 -PL進(jìn)行ADME試驗(yàn)(動(dòng)物的吸收性、分布性、代謝性和排泄性試驗(yàn))也表明 -PL的安全性。根據(jù)美國FDA的標(biāo)準(zhǔn), -PL作為食品保鮮劑在米飯或壽司中的添加量為5~50 g/g,以每人每天進(jìn)食300g米飯(加有50mg/kg的 -PL),一個(gè)60kg體重的人每天進(jìn)食的 -PL量只有15mg,因此 -PL作為食品保鮮劑是極安全的。
5、使用范圍:
-PL具有水溶性好、熱穩(wěn)定性和pH使用范圍廣等特點(diǎn),在各種不同條件下均可使用。
6、對食品風(fēng)味的影響:
-PL作為食品保鮮劑不影響食品風(fēng)味,Yu-TingHo等發(fā)現(xiàn),由于耐熱性好, -PL加入食品中經(jīng)過高溫消毒能與右旋糖苷發(fā)生美拉德反應(yīng),且不僅能夠保持抗菌效力,還有很強(qiáng)的乳化特性,甚至食品在pH7和1mol/LNaCl的環(huán)境下,這種乳化特性也不受影響,因此 -PL是具有乳化和保鮮雙功能的食品添加劑。
7、 -聚賴氨酸的應(yīng)用:
(1)在食品上的應(yīng)用
-PL最突出的特點(diǎn)在于廣譜抗菌性而可用作食品保鮮劑,從肉類、家禽、海產(chǎn)品到面包、餅干等各種各樣的食品,由