聚賴氨酸

聚賴氨酸

1977年日本學者S.Shima和H.Sakai在從微生物中篩選Dragendo~Positive(簡寫為DP)物質的過程中,發現一株放線菌No.346能產生大量而穩定的DP物質,通過對酸水解產物的分析及結構分析,證實該DP物質是一種含有25-30個賴氨酸殘基的同型單體聚合物,稱為ε-多聚賴氨酸(ε一 PL)。

ε-聚賴氨酸的研究在國外特別是在日本已比較成熟,我國剛剛起步。它是一種天然的生物代謝產品。具有很好的殺菌能力和熱穩定性[1],是具有優良防腐性能和巨大商業潛力的生物防腐劑。在日本,ε-聚賴氨酸已被批準作為防腐劑增加于食品中,廣泛用于方便米飯、濕熟面條、熟菜、海產品、醬類、醬油、魚片和餅幹的保鮮防腐中。同時還發現ε-聚賴氨酸和其他天然抑菌劑配合使用,有明顯的協同增效作用,可以提高其抑菌能力。

  • 中文名稱
    聚賴氨酸
  • 外文名稱
    Dragendo~Positive
  • 分子式
    C180H362N60O31
  • 發現時間
    1977年
  • 發現者
    S.Shima和H.Sakai
  • 性    狀
    淡黃色粉末

概述

主要用途

一般都是以50%的有效成分配合成商品出售.如:酒精製劑:以含質量分數50%聚賴氨酸的糊精粉末為基礎原料,增加體積分數30%~70%的酒精的製劑,主要用于各種蛋製品。 醋酸製劑:增加體積分數O.5%~5.0%的醋酸,主要用于米飯,色拉等食品; 甘油製劑:增加量為體積分數O.01%~5%,主要用于含有動物性蛋白乳蛋白較多的食品;甘氨酸製劑:增加量為質量分數0.01%一10%,和聚賴氨酸復合使用,協同抑菌效果更佳。

聚賴氨酸聚賴氨酸

作用機理

ε-聚賴氨酸的作用機理主要表現在如下3個方面:

(1)作用于細胞壁和細胞膜系統;

(2)作用于遺傳物質或遺傳微粒結構;

(3)作用于酶或功能蛋白。

ε-聚賴氨酸機理主要表現在破壞微生物的細胞膜結構,引起細胞的物質、能量和信息傳遞中斷,最終導致細胞死亡。

我們對聚賴氨酸的抑菌性能進行了研究,發現ε一PL不僅可抑製耐熱性較強的G+的微球菌,而且對其它天然防腐劑(如Nisin)不易抑製的G-的大腸桿菌、沙門氏菌抑菌效果亦非常好,同時還可抑製保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、酵母菌的生長。但是單獨使用ε-PL時對枯草芽孢桿菌、黑曲酶抑製不明顯,採用ε一PL與醋酸復合處理,對枯草芽孢桿菌抑製作用增強,經高溫處理後的ε- PL對微球菌仍有抑菌活性。

性質

理化性質

ε-聚賴氨酸為淡黃色粉末、吸濕性強,略有苦味,是賴氨酸的直鏈狀聚合物。它不受pH值影響,對熱穩定(120℃,20min),能抑製耐熱菌,故加入後可熱處理。但遇酸性多糖類、鹽酸鹽類、磷酸鹽類、銅離子等可能因結合而使活性降低。與鹽酸、檸檬酸、蘋果酸、甘氨酸和高級脂肪甘油酯等合用又有增效作用。分子量在3600-4300之間的ε-聚賴氨酸其抑菌活性最好,當分子量低于1300時,ε-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,250℃以上開始軟化分解。ε一聚賴氨酸溶于水,微溶于乙醇。對其表征進行紅外光譜分析表明:在1680~1640cm -1和1580-1520cm-1有強吸收峰。

生物學性質

ε-聚賴氨酸是一種具有抑菌功效的多肽,這種生物防腐劑在80年代就首次套用于食品防腐。ε-聚賴氨酸能在人體內分解為賴氨酸,而賴氨酸是人體必需的8種氨基酸之一,也是世界各國允許在食品中強化的氨基酸。因此ε一聚賴氨酸是一種營養型抑菌劑,安全性高于其他化學防腐劑,其急性口服毒性為5g/kg。 ε-聚賴氨酸抑菌譜廣,對于酵母屬的尖銳假絲酵母菌、法紅酵母菌、產膜畢氏酵母、玫瑰擲孢酵母;革蘭氏陽性菌中的耐熱脂肪芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌;革蘭氏陰性菌中的產氣節桿菌、大腸桿菌等都有明顯的抑製和殺滅作用。聚賴氨酸對革蘭氏陽性的微球菌,保加利亞乳桿菌,熱鏈球菌,革蘭氏陰性的大腸桿菌,沙門氏菌以及酵母菌的生長有明顯抑製效果,聚賴氨酸與醋酸復合試劑對枯草芽胞桿菌有明顯抑製作用。

套用

保鮮防腐方面

(1) ε-聚賴氨酸和甘氨酸混合能延長牛奶保質期。

(2)對方便米飯和快餐食品等提高儲存期。

(3)聚賴氨酸與大蒜為主要原料混合製成食品防腐劑。這種食品防腐劑使用時加入食品中或噴淋到食品表面,均具有顯著的抗菌防腐作用,能殺死或抑製食品內部或表面的致病微生物。

醫學方面

ε-聚賴氨酸富含陽離子,與帶有陰離子的物質有強的靜電作用力並且對生物膜有良好的穿透力,基于這一特徵多聚賴氨酸可用于某些葯物的載體,因此在醫療和製葯方面得到廣泛套用。 ε-聚賴氨酸與氨甲嘌呤(治療白血病、腫瘤的葯物)聚合,能提高葯物的療效。 電脈沖對不同分子量聚賴氨酸修飾的細胞膜的破壞程度,發現細胞膜吸附高分子量聚賴氨酸會降低其破損臨界電壓。 另外ε-PL的另一個重要用途是作為高吸水性聚合物,用于婦女衛生棉、嬰兒尿片和其他各種工業產品中。

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