浅谈ε-聚赖氨酸的性质

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1、浅谈£■聚赖氨酸的性质彭爱保熊萍萍(南昌大学共青学院工程技术系，江西九江332020)［摘耍］:e■聚赖氨酸(e-poly-lysine,e-PL)是一种防腐性能优良和商业价值巨大的微牛物类食品防腐剂。与其他牛物防腐剂比相较，e-RL在防腐保鲜方面的表现更趋于完美。在2003年10月，FDA批准新型天然食品防腐剂£■聚赖氨酸为安全食品保藏剂。£・PL在H本己实现工业化的微生物发酵，但是在国内还处于实验室阶段，开发出具有自主知识产权的£・PL生物防腐剂预计产生的经济效益和社会效益势必极为可观。关键词：♦聚

2、赖氨酸理化性质生物活性防腐机制在理化性质上「聚赖氨酸(e-PL)是一种由赖氨酸单体组成的均聚多肽，含有多种含有25・30个赖氨酸残基的同型单体，残基之间通过a•竣基和£■氨基连接。e-PL的分子式是C180H362N6003I,重量平均分子量(Mw)为4700,分子量分布(Mw/Mn)为1.14；数平均分子量(Mn)4090,聚合度一般为25〜30；融点为172.8°C；转晶点为88°C；没有固定的熔点，250°C以上开始溶化分解。化学结构式如图1.1所示，根据目前报道，还不能确定一PL具有二维和三维空

3、间结构。-PL颜色为浅黄色，具有良好的水溶性，但不溶于乙醇、甲醇等有机溶剂；热稳定性强，在80°C和120°C分别加热处理60min和20min,仍有抑菌能力。在£-PL抑菌活性较高的分子量区间为3600-4300,当分子量低于1300时，£-PL无抑菌作用。通过红外光谱对£・PL进行分析，最强吸收峰在1680-1640cm-l和1580-1520cm-l。在生物活性上£・PL是一种具有抑菌作用的多肽，在人体内可分解成赖氨酸，且赖氨酸是必需氨基酸之一，世界各国允许在食品中强化赖氨酸。相关试验表明，一PL

4、与化学防腐剂相比具有良好安全性，其急性口服毒性仅为5g/kgoHirakiJ[1]等研究表明，一PL极安全的水平是每日最大含量为6500Pg/g；当高达20000Ug/g时，也未发现—PL的致癌性。£・PL具有抗菌谱的抑菌性。人们在研究中发现，-PL在中性和微酸性环境中，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌属、霉菌等均有一定的抑菌效果。但相比前两位，e・PL对酵母菌、霉菌的抑菌浓度耍高一些，为128ug/mL〜256ug/mL。此外，£・PL还具有一定的抗噬菌体能力。表1-1e-PL和-PL对供试菌的抑

5、菌效果TestorganismMIC(

6、ig/mL)TestorganismMIC(^g/mL)£-PLa-PLPenicilliumurticaeIFO3851232P.chrysogenumIFO4897126488>64AsperrgillusnigerIFO3317832£-PLa-PL>256ProieusvulgarisIFO256SeeratiamarcescensIFO>256AerobacteraerogenesSaccharomycopsislipolylica25

7、6BacillusbrevisIFO333138CandidatrobiclisIFO0589128B・subtililisIFO1221014C・albicans128B・cereusIFO35141632C・utilis128Arthrobantersimplex12140816126698>64传统研究表明，防腐剂的作用机理主耍包括以下三点:(1)作用于功能蛋白或关键酶，引起代谢过程受阻；(2)作用于细胞壁和细胞膜系统，使细胞的能量、物质和信息传递中断；(3)作用于遗传微粒或遗传物质结构,使

8、遗传性状发生改变。研究表明，—PL的抑菌性能与其一级结构冇关。DelihasN等［2］在对£•赖氨酸系的聚合物抑菌性的研究表明:n=8的e・PL对EcoliK-12的作用很微弱，而n=9时，其最小抑菌浓度为12Mg/mL,随着n的增大，e-PL的抗菌活性越来越强，当215时，其抗菌活性和高聚合度(25-30)的的£・PL相同。SshtmS和SakaiH等⑶也证明，£・PL的抑菌活性与肽链长度成止比，肽链长度低于10个赖氨酸残基的e-PL完全无抑菌作用。另外，还发现-PL的氨基经化学修饰，其抑菌活性也会消

9、失，这表明e-PL中的碱性基团可能与抑菌活性有重要关系。酒井平一、岛昭二等⑷研究了-PL对噬菌体的抑制作用，结果表明，一聚赖氨酸抗病毒作用的最主要的因素是S・聚赖氨酸中的L・Lys的单休数，其活性随L・Lys的残基数的增加而增强；研究同时还发现e-PL的抗病毒作用在于噬菌体的形态而不在于病毒的核酸种类。HoyT等发现当一PL作用于生物膜后，影响细菌的呼吸作用，同时£・PL还可能会结合胞内的核糖体从而抑制酶和蛋白的合成，影响细胞膜和蛋白合成系