聚赖氨酸在鲜切水果保鲜中的应用研究(5)
1.5.2 聚赖氨酸(ε-PL)的理化性质
采用S1albulus生产的聚赖氨酸(ε-PL)是含有25-30个赖氨酸单体组成的异型多肽， 由单个赖氨酸分子在A-羟基和-ε氨基形成酰胺键而连接成的多聚体直链。采用不同菌种生产的聚赖氨酸(ε-PL)，其赖氨酸单体数也有所不同[4]。到目前为止，还没有发现聚赖氨酸(ε-PL)具有确切的二文和三文空间结构。聚赖氨酸(ε-PL)分子质量根据其赖氨酸单体数( n)的不同，可按以下公式计算: 分子质量= [ 146119*n] -[ 18102*(n-1)]。作为食品保鲜剂的典型，聚赖氨酸(ε-PL)具有30个赖氨酸单体，分子质量约4700，纯品为淡黄色粉末、吸湿性强，水溶性好，微溶于乙醇，略有苦。其理化性质稳定，热学性能( 120℃ ，20min或100℃ ，30min) 稳定。它不受pH值影响，能抑制耐热菌，故加入后可进行热处理。但遇到酸性多糖类、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3600-4300之间的聚赖氨酸(ε-PL)，其抑菌活性最好，当分子量低于1300时，聚赖氨酸(ε-PL)失去抑菌活性。由于聚赖氨酸(ε-PL)是混合物，所以没有固定的熔点，250℃以上开始软化分解。聚赖氨酸(ε-PL)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1580-1520cm-1，有强吸收峰。
1.5.3 聚赖氨酸(ε-PL)的生物学性质
聚赖氨酸(ε-PL)是一种具有抑菌功效的多肽，这种生物防腐剂在80年代初由日本学者腾井正弘，平木纯首次应用于食品防腐。聚赖氨酸(ε-PL)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。因此聚赖氨酸(ε-PL)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。聚赖氨酸(ε-PL)抑菌谱广，对于啤酒酵母属的尖锐假丝啤酒酵母菌、法红啤酒酵母菌、产膜毕氏啤酒酵母、玫瑰掷孢啤酒酵母、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和大肠杆菌等引起食物中毒与腐败的菌有强烈的抑制作用。研究也表明：聚赖氨酸(ε-PL)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，沙门氏菌以及啤酒酵母菌的生长有明显抑制效果，聚赖氨酸(ε-PL)与醋酸复合试剂对枯草芽胞杆菌有明显抑制作用。
1.5.4 聚赖氨酸(ε-PL)抑菌机理
聚赖氨酸(ε-PL)呈高聚合多价阳离子态，它能破坏微生物的细胞膜结构[5]，引起细胞的物质、能量和信息传递中断，还能与胞内的核糖体结合，影响生物大分子的合成，最终导致细胞死亡。
聚赖氨酸(ε-PL)对其他天然防腐剂不易抑制的革兰氏阴性大肠杆菌沙门氏菌抑菌效果非常好，而且其对耐热性芽孢杆菌和一些病毒也有抑制作用，主要是聚赖酸影响蛋白质的合成，使细胞壁结构出现异常，从而抑制其繁殖。传统研究认为，食品防腐剂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。
S．Shima，H．Sakai等研究发现，防腐剂主要是具有抑制微生物的呼吸作用，导致能量物质ATP和还原物质NADH亏缺，所有合成代谢受阻，活性的动态膜结构不能文持，代谢方向趋于水解，最后产生细胞自溶。实验表明：聚赖氨酸(ε-PL)踞留生物膜后，破坏了依赖于膜结构完整的能量代谢和细胞及细胞器赖以生存的对物质的选择性，导致胞内溶酶体膜破裂而诱导微生物产生自溶作用，最终导致细胞死亡。
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