ε-聚赖氨酸是目前天然防腐剂中具有优良防腐性能的纯生物型食品防腐剂.它是由25～30赖氨酸残基聚合而成,具有强烈的抑菌能力,在美国、日本广泛作为食品防腐剂用于食品的保鲜.聚赖氨酸抑菌谱广,在酸性和微酸性环境中对各种G+、G-、真菌、酵母菌、霉菌均有很好的抑菌效果.
1、理化性质:
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pH适应范围广，对热稳定(120℃，20min)，能抑制耐热菌，故加入后可热处理。与盐酸、柠檬酸、苹果酸、甘氨酸和高级脂肪甘油酯等合用有增效作用。分子量在3600—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—1520cm-1有强吸收峰。
2、ε-聚赖氨酸的特点:
ε-聚赖氨酸(ε-PL) 具有广谱抑菌性,对革兰氏阳性和阴性菌如枯草杆菌、乳酸菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等的繁殖有强的抑制作用,对酵母菌和霉菌也有一定的抑制作用。作为防腐剂，ε-PL具有安全性能高、在水中的溶解性极强、热稳定性好、使用范围广等优点。
3、抑菌机理:
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 ,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。
4、安全性:
ε- PL 作为食品的保鲜剂已有将近二十年的时间了, 研究表明，它具有较强的安全性。经慢性毒性和致癌性联合试验表明,每日摄取食物中的ε-PL 含量在6500mgk/g ,属于极安全的水平；在20000mg/kg,无明显的组织病理变化,也观察不到可能的致癌性。Hiraki 等更用非常详细的毒理试验证实了ε-PL 作为食品保鲜剂的高度安全性。他们用雄性或雌性老鼠进行急性毒性试验,实验分两组,均用ε-PL 连续喂养14 d ,一组喂养量为每日5g/kg (ε- PL 质量/老鼠体重) ，5min 后，所有老鼠的情绪只受到轻微的影响,3～6 h 后恢复正常；而喂养量为每日1125～215 g/kg 的另一组老鼠，则观察不到任何毒性反应，两组老鼠的体重也没有差别，显示ε-PL对生长没有任何影响，急性毒性试验后进一步观察很长一段时间，发现所有老鼠的体重均没有受到影响，主要器官的病理检查也没有任何异常。用代谢活力缺陷的鼠伤寒沙门氏菌( Salmonella typhimurium) 等细菌进行回复试验也表明ε-PL 没有致突变性。90 d 喂养慢性毒理试验表明,每日摄取的食物中ε-PL 含量在10,000μg/ g (相当于895mg ε- PL /kg 雄鼠和995 mg/kg 雌鼠) 以下,属于极安全的水平。用14C 标志的ε-PL 进行ADME 试验(动物的吸收性、分布性、代谢性和排泄性试验) 也表明ε-PL 的安全性。根据美国FDA的标准,ε-PL 作为食品保鲜剂在米饭或寿司中的添加量为5～50μg/g ,以每人每天进食300g 米饭(加有50mg/kg 的ε-PL) ,一个60 kg 体重的人每天进食的ε-PL 量只有15mg ,因此ε-PL 作为食品保鲜剂是极安全的。
5、使用范围：
ε- PL 具有水溶性好、热稳定性和pH 使用范围广等特点,在各种不同条件下均可使用。
6、对食品风味的影响：
ε-PL 作为食品保鲜剂不影响食品风味,Yu-TingHo 等发现,由于耐热性好,ε-PL 加入食品中经过高温消毒能与右旋糖苷发生美拉德反应,且不仅能够保持抗菌效力，还有很强的乳化特性，甚至食品在pH7 和 1 mol/L NaCl 的环境下,这种乳化特性也不受影响，因此ε-PL 是具有乳化和保鲜双功能的食品添加剂。
7、ε-聚赖氨酸的应用:
(1)在食品上的应用
ε-PL 最突出的特点在于广谱抗菌性而可用作食品保鲜剂,从肉类、家禽、海产品到面包、饼干等各种各样的食品,由于它天然又安全,符合消费者的健康需求。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, 如氨基乙酸、醋、乙醇、维生素、甘氨酸、十二磺酸硫胺素等, 并且混合使用后可以大大提高ε- PL 的抑菌能力。使用时加入食品或喷淋到食品表面, 均具有显著抗菌保鲜作用, 能杀死或抑制食品内部或表面致病微生物。如，酒精制剂：以含质量分数50％聚赖氨酸的糊精粉末为基础原料，添加体积分数30％～70％的酒精的制剂，主要用于各种蛋制品；醋酸制剂：添加体积分数0.5％～5.0％的醋酸，主要用于米饭，色拉等食品；甘油制剂：添加量为体积分数0.01％～5％，主要用于含有动物性蛋白乳蛋白较多的食品；甘氨酸制剂：添加量为质量分数0.01％一10％，和聚赖氨酸复合使用，协同抑菌效果更佳。 1989 年日本在添加剂目录表中把ε- PL 归属于一种天然添加剂,并允许使用。以后韩国也允许作为食品添加剂使用。在美国和欧洲,主要是使用山梨酸作为防腐剂,但自2003 年7 FDA 已正式批准ε- PL 作为天然食品添加剂。另外，ε-PL还可以作为食品加工企业食品机械及容器较好的清洗杀菌剂。
（2）在化妆品上的应用 :
化妆品在存储和使用过程中，极易受微生物的污染而导致腐败。防止化妆品由于微生物污染而产生对人体皮肤的危害及产品的变质、发霉，当前最有效的办法就是添加抑菌剂。由于其广泛的杀菌性能，ε-PL在化妆品上也有广泛的应用，同时由于其安全性，其应用范围将进一步扩大，目前，我公司产品在韩国、意大利及美国化妆品公司使用，效果很好。ε-PL可以有效抑制化妆品中的有害菌，是化妆品中有效、安全的防腐剂。
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（3）日化产品中的应用:
大多日化产品都有杀菌、抑菌的功效，如：牙膏、漱口液、肥皂、洗手液、湿巾、厨房清洗消毒液等，ε-PL是安全、环保、高效、广谱的杀菌剂，在日化产业也有较大的应用空间，目前，有大量资料报道，ε-PL对治疗口腔幽门螺杆菌感染有显著的疗效。 报道显示：试验选择了唾液幽门螺杆菌抗原两次阳性的口腔幽门螺杆菌感染志愿者150例。随机分为治疗组105例，使用以ε-PL为主要杀菌成分配置的漱口液和口腔喷雾剂喷射牙齿与口腔黏膜，每日2次，疗程2个月；对照组45例，不用任何治疗。结果发现: 治疗组105例于治疗结束后2周检测。治疗前强阳性44例(41.9%)中,治疗后33例(75%)转为阴性,10例(22.7%)转为弱阳性,1例(2.3%)转为中等阳性；治疗前中等阳性56例(53.3%),治疗后49例(87.5%)转为阴性,6例(10.7%)转为弱阳性,1例(1.8%)治疗前后无变化；治疗前弱阳性5例(4.8%),治疗后4例(80%)转为阴性,1例(20%)治疗前后无变化。105例中共86例转阴,治愈率为81.9%；显效10例,显效率为9.5%,有效7例,有效率为6.7%,无效2例,占1.9%。对照组45例,10周后复查均为阳性。
ε-PL具有较好的广谱杀菌效果，特别是对常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、霉菌都都有一定的抑菌效果，且又安全、环保，是日化产品较好的杀菌抑菌剂。
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