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天然防腐剂ε-聚赖氨酸对不同微生物的抑菌效果与使用方法

常见的天然防腐剂有大豆碱性多肽、壳聚糖、纳他霉素、ε－聚赖氨酸等。ε－聚赖氨酸作为一种新型的天然抑菌剂已经被广泛应用于食品保藏。ε－聚赖氨酸又称25～30个赖氨酸残基的阳离子均聚物，分子量约为5000kDa，由链霉菌好氧发酵产生。ε－聚赖氨酸为淡黄色粉末，是一种食品添加剂，具有水溶性、食用性、对人体无毒、高温稳定、生物降解性好等特点，可以承受一般食品加工中的热处理，被FDA批准为公认的安全（GRAS）剂。早在2003年，ε－聚赖氨酸就被ＦＤＡ批准应用于食品保藏，并逐渐在美国、韩国和日本得到广泛的应用。我国也于2014年将ε－聚赖氨酸纳入食品添加剂使用范畴，具有广泛的应用前景。

1、ε-聚赖氨酸对不同微生物的抑菌机制和浓度比较

白森萌[1]通过对各菌种抑菌情况分析，ε-聚赖氨酸的抑菌效果与自身浓度和目标菌种的结构有关。

在对酿酒酵母作用时，500μg/mL的ε-聚赖氨酸可使酵母细胞死亡；而在对大肠杆菌作用时，150μg/mL的ε-聚赖氨酸即可使大肠杆菌内外膜发生破损，细胞完整性被破坏。

在对革兰氏阳性菌如枯草芽孢杆菌和李斯特菌作用时其效果并不明显。单独的ε-聚赖氨酸对枯草芽孢杆菌作用仅会使细胞轻微受损，只有在ε-聚赖氨酸与乳酸链球菌素联合使用时才能破坏细胞结构。

相关研究推测，ε-聚赖氨酸对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的抑菌作用有明显的差距，原因是阴性菌的膜表面主要是脂多糖和磷脂，无大量的肽聚糖，所以其机械强度较小；并且ε-聚赖氨酸作为聚阳离子抑菌肽可以与阴性菌表面的二价钙镁离子竞争阴离子活性位点，从而破坏细胞膜结构，更容易进入到细胞内部。

革兰氏阳性菌膜表面有较厚的肽聚糖层，细胞的机械强度较高，并且没有较多的阴离子结合位点，使得ε-聚赖氨酸对阳性菌的抑菌效果不够明显。

虽然ε-聚赖氨酸对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抑菌效果有明显的区别，但近年来的研究依然致力于寻找可以使ε-聚赖氨酸对阳性菌及阴性菌均产生抑制作用的方法。

Bastarrachea等通过使用聚丙烯和ε-聚赖氨酸为原料制备出的抗菌塑料成功使其对阳性菌和阴性菌产生抑制效果，利用红外光谱观察发现ε-聚赖氨酸与聚丙烯通过亚胺环偶联实施共价连接，荧光分析表明该抗菌材料将大肠杆菌及李斯特菌的数量降低了90%。

表为ε-聚赖氨酸对不同食品病原菌的最低抑菌浓度[2]

2、使用方法[3]

一、焙烤食品

发酵类产品，由于ε-聚赖氨酸对酵母等发酵剂的抑制作用，首选喷淋使用。在产品烤制成型冷却后期，用ε-聚赖氨酸含量1.0-3.0‰的酒精溶液（配制方法：以配置10升为例。先称取ε-聚赖氨酸10-30g溶于约1升水中，再加入6-7升75%酒精，最后加水至10升，混合均匀即可），均匀喷洒在产品表面。如果根据工艺，必须要加入产品中，可在发酵结束后，成型之前，将ε-聚赖氨酸用适量水溶解后，揉于面团中。

非发酵类产品，直接将ε-聚赖氨酸溶解后，在和面过程中加入。

二、熟肉制品

酱卤肉制品，将ε-聚赖氨酸直接加入卤汤中，搅拌溶解，将产品进行卤制即可；由于包装后成品带入有汤汁，请评估固形物与汤汁比例，确定卤汤中ε-聚赖氨酸添加量。

其他熟肉制品，如果有斩拌或者腌制工艺，可以将ε-聚赖氨酸用少量纯水溶解，或者与腌料混合均匀，在斩拌或者腌制过程中加入；如果没有斩拌或者腌制工艺，是整块肉加工，参考焙烤食品喷淋方法，在加工完成后，包装之前，将ε-聚赖氨酸配置成溶液喷淋使用。

三、果蔬汁类及其饮料

用少量纯水或者果蔬汁溶解ε-聚赖氨酸，直接加入搅拌均匀即可。由于ε-聚赖氨酸是强阳离子聚合物，具有一定的吸附阴离子的作用，请用于果蔬汁类及其饮料生产前。