ｍａｙ ｄｕｅ ｉｔｓ ａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｄｅｓｔｒｏｙｉｎｇ ｔｈｅ ｃｅｌｌ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｏｆ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ，ｔｈｕｓ ｏｆ ｐｒｏｔｅｉｎ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｔｓ ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｈａｓ ｔｙ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ ｉｓ Ｋｅｙ
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。在鱼片和生鱼寿 司中一般添加量为１０００ｔｚｇ・ｇ～一５０００ｐ，ｇ・ｇ～，
小浓度。革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和酵母在
内的所测微生物的￡一ＰＬ最小杀菌浓度均＜５０ｕｇ
・ｍＬ～。除此之外，发现了细菌的敏感性和细菌 大小是有一定关系的。ｅ—ＰＬ的杀菌活性与微生 物菌种无关，而与微生物细胞的大小有关。这一 现象很有利的支持了以上推测的结论：８一ＰＬ的
到细胞表面，之后使细胞质膜发生裂解。细胞膜
为了验证８一ＰＬ是否会产生慢性和亚急性毒 性，通过对８一ＰＬ进行了毒理学研究，发现即使 当８一ＰＬ达到２００００ｍｇ・ｋｇ“的高剂量饲喂水平 时，对小白鼠也不会产生任何的不利效果或基因 突变¨’。此外，８一ＰＬ对生殖系统、神经系统、 免疫系统，以及胚胎的发育、后代的生长，甚至 第二代的胚胎发育都不会产生毒性。通过１４ｃ放 射法研究８一ＰＬ在体内的吸收、分布、代谢和排
受影响。
ＰＬ）等¨．２】。除ｅ—ＰＬ以外，其他生物防腐剂在 我国均已被批准商业化生产。在这些生物防腐剂 中，乳酸链球菌素仅能够抑制部分革兰氏阳性 菌，纳他霉素仅专一性抑制真菌，溶茵酶由于来 自鸡蛋，对鸡蛋出现免疫症状的人群不可使用， 使其应用领域受到限制＂１。而８一ＰＬ对革兰氏阳 性和阴性菌均有抑制作用，对绝大多数真菌也有 较好的抑菌效果。并且对耐热芽孢杆菌和一些病 毒也有抑制作用…。同时，８一ＰＬ还具有高水溶
ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ
ｏｆ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｅ—Ｐｏｌｙ—Ｌ—ｌｙａｉｎｅ（ｅ—ＰＬ），ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ
２５～３０
Ｌ—ｌｙｓｉｎｅ ｒｅｓｉｄｕｅｓ ｗｉｔｈ
ａ
ａ
ｌｉｎｋａｇｅ
ｂｅｔｗ∞ｎ
ｎ—ｃ舻
ｂｏｘｙｌ ｇｒｏｕｐ ａｎｄ ８一ａｍｉｎｏ ｇｒｏｕｐ，ｉｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ａｅｔｉｎｏｍｙｅｅｔｅｓ．８一ＰＬ ｉｓ
ｎｏｔ
ｉｎｈｉｂｉｔｓ ｔｈｅｉｒ ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
ｂｅｅｎ ｒｅｐｏｒｔｅｄ ｙｅｔ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｒｅｖｉｅｗｓ ｔｈｅ ａｎｔｉｍｉｃｍｂｉａｌ ａｅｔｉｖｉ・
８一ＰＬ．衄ｗｅｌｌ
ａ８
ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｆｏｏｄ ａｎｄ ｍｅｄｉｃｉｎｅ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ
限公司合作，实现了８一ＰＬ的工业化试生产。这
围感染的疫情，经检测调查，虽然已经确定造成 此次食品污染的是肠出血性大肠杆菌，但其源头
还有待追查。这再次表明，防止食品中微生物污
将有利于拓展现有生物防腐剂的抑菌范围，有利 于提高生物防腐剂在食品防腐方面的使用比例。
染的重要性。这也从一个侧面说明，选用安全有 效的食品防腐剂是一项极为重要的任务。然而， 目前在我国食品防腐剂使用量中，生物防腐剂的 使用量不超过千分之五。从一定意义讲，生物防 腐剂的发展已成为制约加工食品安全的关键环节
袭１
Ｅ—ＰＬ的抑菌谱
万方数据
３￡一ＰＬ抑菌机理
Ｓｈｉｍａ等人研究了￡一ＰＬ对Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ
ｃｏｌｉ Ｋ
抑菌活性是作用于细胞膜的一种物理行为‘６１。
一１２的抑菌性与其聚合度之间的关系。研究发 现，当聚合度大于９时，８一ＰＬ的抑菌性较强； 而当聚合度小于８时，其抑菌活性降低（＞
１００ｍｇ・ｍＬ。）。通过化学修饰８一ＰＬ的ｆｔ．一氨
６．１．１
图１抑菌过程示意圈
４
ｅ—ＰＬ杀菌性能
虽然曾报道了许多关于８一ＰＬ抑菌活性的研
究，但ｓ—ＰＬ的杀菌机理仍不清楚。基于对８一 ＰＬ抑菌机理的推断，人们已经开始研究ｅ—ＰＬ的 杀菌机理。８一ＰＬ的最小杀菌浓度（ＭＢＣｓ）定义
为在２ｈ内将接种菌杀死９９．９９％所需的８一ＰＬ最
８一ＰＬ单独使用效果
８一ＰＬ具有广谱抑菌性，对其它天然防腐剂 （如Ｎｉｓｉｎ）不易抑制的革兰氏阴性的大肠杆菌、
Ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅ—ＰＬ
ＳＯＮＧ
Ｑｉｎｇ－ｃｈａｏ，ＺＨＡＮＧ Ｒａｎ，ＪＩＡ
Ｓｉｆｔ－ｒｕ’
（Ｋｅｙ
Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ
Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４５７）
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
５￡一ＰＬ安全性 作为食品添加剂，人们最注重的是其本身的 安全性闻题。由于￡一ＰＬ能在人体内分解为赖氨 酸，可完全被人体消化吸收，而赖氨酸又是人体 所必需的８种氨基酸之一，允许在食品中强化使 用。因此，８一ＰＬ不但没有毒副作用，而且可作
为一种赖氨酸来源。
基，其抑菌活性降低，说明８一ＰＬ的ｄ一氨基对 于其抑菌活性是很重要的。通过电子显微镜观
ＡＰＡ膜具有良好的免疫隔离作用ⅢＪ。
目前，常见的聚赖氨酸分为Ｏｔ—ＰＬ（Ｏｔ—Ｐｏｌｙ —Ｌ—ｌｙｓｉｎｅ，Ｏｔ—ＰＬ）与８一ＰＬ两类，前者是由 化学法合成。因Ｏｔ—ＰＬ的聚阳离子特性，使其在 医学领域具有多种用途。ｄ—ＰＬ显示出某些毒 性¨８｜，限制了其进一步应用。所以在医学应用领 域，生物合成的￡一ＰＬ可作为人工合成仅一ＰＬ的 有效替代品。近期发现ＤＮＡ与８一ＰＬ衍生物形 成的多离子化合物具有低毒性。到目前为止，该
ｏｆ
ａ
ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ
ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
ｗｏｒｄｓ：ｅ—Ｐｏｌｙ—Ｌ—ｌｙｓｉｎｅ；ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ；ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ ａｃｔｉｖｉｔｙ；ｓａｆｅｔｙ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｌ前言 随着人们生活水平的提高和健康意识的加
收稿１３期：２０１２—０２—２６ ・通讯作者
￡一聚赖氨酸的活性及其应用
宋庆超，张然，贾士儒’
（工业微生物教育部重点实验室，天津科技大学，天津３００４５７）
摘要：ｓ一聚赖氨酸（８一Ｐｏｌｙ—Ｌ—ｌｙｓｉｎｅ，８一ＰＬ）由放线菌产生，含有２５～３０个Ｌ一赖氨酸残基， 其通过Ｌ一赖氨酸理一羧基和８一氨基间形成的酰胺键连接而成。ｅ—ＰＬ是一种具有抑菌功效的阳离子型多 肽，抑菌谱广，能够抑制革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌、真菌以及噬菌体。又因其具有稳定性、安 全性以及生物可降解性，日本、美国等国家已先后批准其作为食品添加剂使用，但在我国，８一ＰＬ的应用仍 处于研发阶段。许多报道都研究了ｓ—ＰＬ的抑菌活性，推测其抑菌机理是８一ＰＬ破坏微生物的细胞膜结构， 抑制微生物的呼吸作用，同时抑制蛋白的合成，但其杀菌机理仍不清楚，需要更进一步研究。本文总结了有 关ｅ—ＰＬ的抑菌性能和机理及其在食品、医药等领域中的应用进展，并展望了其作为生物防腐剂的应用前 景。 关键词：￡一聚赖氨酸；生物防腐剂；抑菌性能；安全性；应用 中国分类号：ＴＳ２０２．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—２５１３ｉ２０１２）０３—０ｔ７９—０５
化合物作为基因药运系统得到了很大发展。
由于８一孔具有强大的抑菌活性，在食品中 添加的浓度很低，所以食品的风味不会受影响。 虽然单独使用８一ＰＬ即可起到食品防腐的作用， 但与其他食品添加剂复配可显著增强８一ＰＬ的防 腐活性。 日本学者腾井正弘¨训在米饭中添加０．４％一
ａ
Ｊａｐａｎ ａｎｄ Ａｍｅｒｉｃａ．Ｈｏｗｅｖｅｒ．ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ８一ＰＬ ｉｓ ｕｎｄｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ
ｏｎ
Ｃｈｉｎａ．Ｍａｎｙ ｒｅｐｏｒｔｓ ｈａｖｅ
ｂｅｅｎ ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ
ａｎｆｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｓ—ＰＬ．Ｔｈｅ ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ缸８一ＰＬ
在米饭、汤类、面条、煮熟蔬菜等中的添加量为
１０９９・ｇ一一５００ｐｇ・ｇ～。在酱油加工的调味鸡
万方数据
饭的调味液中加０．１２％的８一ＰＬ，将鸡浸渍 ２０ｒａｉｎ～３０ｒａｉｎ后油炸，即使３０℃保存也能大大 抑制酵母菌等增殖，延长保存期。ｅ—ＰＬ应用于 糕点、面包等食品中，能有效抑制耐热性芽孢菌 的繁殖；应用于低糖低热量食品如乳蛋白冰淇 淋、奶油制品可改善其保存性；在低温软罐头食 品中加微量８一ＰＬ可防止杀菌后产生异味；在冷 藏食品中添加ｅ—ＰＬ能起到保证质量的效果－９ Ｊ。
强，对食品品质提出了更高的要求，这其中除了 食品的营养、感官和外观包装外，食品的食用安
项目基金：国家高技术研究发展计划支持（８ｆｉ３）（资助号：２００６ＡＡＩＯＺ３４７）。 作者简介：宋庆超（１９８６年一），女，博士研究生，研究方向为食品微生物。
万方数据
全性更为人们所关注。造成德国多人死亡，大范
性和热稳定性。在国内，天津科技大学率先开展 了ｇ—ＰＬ的研究工作，并与浙江银象生物工程有
察，推测８一ＰＬ的可能抑菌机理是：８一ＰＬ与细
胞表面的静电作用促使细胞质的异常分配和细胞 膜的裂解，最终使微生物菌体受到物理损害ＨＪ。 此外，发现８一ＰＬ可诱导大肠杆菌的胞内物质渗 漏。通过８一ＰＬ处理过的细胞，渗漏出三羧酸循 环过程中的一种酶，即ＮＡＤＨ所依赖的胞质苹果 酸脱氢酶（ＭＤＨ），并发现随着细胞存活率的降 低，渗漏的ＭＤＨ活性也增高¨ｏ。正如之前所报 道的，聚阳离子化合物如鱼精蛋白，可以与细胞 膜相互作用，诱导细胞内如ＡＴＰ、Ｂ一半乳糖苷 酶等物质的渗漏。同样过程，８一ＰＬ首先被吸附
ｐｏｌｙｅａｔｉｏｎｉｃ ｐｅｐｔｉｄｅ，ｗｈｉｃｈ ｅｘｈｉｂｉｔｓ ａｎｄ—
ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ａｃｔｉｖｉｔｙ
８一ＰＬ ｉｓ ｕｓｅｄ