ε-聚赖氨酸(ε-Poly-L-lysine,简称ε-PL)是一种由多个L-赖氨酸残基通过α-COOH和ε-NH2连接而成的新型生物聚合物,通常具有25~35个赖氨酸残基。这种物质最早于1977年由日本学者S.Shima和H.Sakai在白色链霉菌(Streptomyces albulus 346)发酵液中首次发现。ε-聚赖氨酸因其独特的抑菌特性和广泛的应用前景而备受关注。
一、理化性质
外观与溶解性:ε-聚赖氨酸为淡黄色粉末,吸湿性强,略有苦味。它易溶于水,微溶于乙醇,但不溶于乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂。
稳定性:ε-聚赖氨酸具有良好的热稳定性,能在高温(如121°C)下不分解、不失活。同时,它不受pH值影响,能在较宽的pH范围内保持其抑菌活性。
分子量:ε-聚赖氨酸的分子量范围一般在780-4600Da之间,其中分子量在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-聚赖氨酸会失去抑菌活性。
二、抑菌机理
ε-聚赖氨酸的抑菌机理主要表现在以下几个方面:
作用于细胞壁和细胞膜系统,破坏细胞壁的完整性。
作用于遗传物质或遗传微粒结构,影响微生物的繁殖能力。
作用于酶或功能蛋白,干扰微生物的正常代谢过程。
三、应用领域
食品防腐:ε-聚赖氨酸因其天然、安全、高效的抑菌特性,被广泛应用于食品防腐领域。它可以有效抑制多种微生物的生长,延长食品的保质期。在日本,ε-聚赖氨酸已经进入了商业市场,广泛应用于各种食品中。而在国内,虽然目前仍处于研究阶段,但因其良好的应用前景,预计将在未来得到广泛应用。
医学应用:ε-聚赖氨酸富含阳离子,与带有阴离子的物质有强的静电作用力,并且对生物膜有良好的穿透力。因此,它可用于某些药物的载体,提高药物的疗效。此外,ε-聚赖氨酸还可用于制作高吸水性聚合物,用于妇女卫生巾、婴儿尿片等工业产品中。
其他领域:ε-聚赖氨酸还可应用于化妆品和日化用品中,作为防腐剂和抗菌剂使用。
四、安全性
ε-聚赖氨酸是一种天然抑菌剂,相对于其他化学防腐剂而言具有更高的安全性。其急性口服毒性较低(如急性口服毒性为5g/kg),且能在人体内分解为赖氨酸——人体必需的8种氨基酸之一。因此,ε-聚赖氨酸被认为是一种营养型抑菌剂,适合在食品和其他领域中使用。
综上所述,ε-聚赖氨酸作为一种新型生物聚合物具有广泛的应用前景和重要的研究价值。随着科学技术的不断发展和人们健康意识的提高,相信ε-聚赖氨酸将在更多领域中得到应用和推广。