ε-聚赖氨酸对铜绿假单胞菌的抑菌机理
聚赖氨酸研究进展
② 贾士儒[26] 等根据 ε-PL 分子质量大小开发了一种利用多级膜分离 技术纯化 ε-PL 的方法，获得了分子质量分布在 2 ～ 5 kDa 的 εPL;
③ 周斌[27] 等建立了离子交换树脂和膜浓缩技术相结合的方法用于 εPL 的提取。
2 ε-PL 提取工艺路线的初步建立
ε-PL 各项参数指标：
[3] Shima S, MATSUOKA H, IWAMOTO T, et al. Antimicrobial action of. EPSILON.-polyL-lysine[J]. The Journal of antibiotics, 1984, 37(11): 1449-1455.
[4] Vaara M, Vaara T. Polycations sensitize enteric bacteria to antibiotics[J]. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 1983, 24(1): 107-113.
➢ ε-聚赖氨酸 总收率：51.2% ➢ 蛋白去除率：98.8% ➢ 氯含量：19.1% ➢ 灰分：3.2% ➢ 蛋白含量：2.5% ➢ 产品纯度：88.6% ➢ 聚合度：28.4
参考文献：
[1] Itzhaki R F. Colorimetric method for estimating polylysine and polyarginine[J]. Analytical biochemistry, 1972, 50(2): 569-574.
不同电荷生物聚合物对聚赖氨酸的抑菌活性研究
摘要ε-聚赖氨酸是一种天然食品防腐剂，但与人工合成化学防腐剂相比，其抑菌效果相对差，提高其的抑菌活性具有重要意义。
本文利用紫外分光光度扫描分析ε-聚赖氨酸与呈不同电荷生物聚合物的相互作用，利用打孔法分析，微量稀释法以及CTC法分析不同电荷生物聚合物对ε-聚赖氨酸抑菌活性的影响。
紫外可见分光光谱显示ε-聚赖氨酸与负电荷聚合物有相互作用；带正电的乳酸链球菌素、硫酸鱼精蛋白可提高ε-聚赖氨酸的抑菌活性；呈负电的果胶、卡拉胶、羧甲基纤维素钠（CMC NA）对其抑菌活性有一定抑制作用，未带电荷的葡聚糖的影响较小。
本研究可为ε-聚赖氨酸在食品防腐中的提供一定的参考。
关键词：ε-聚赖氨酸；生物聚合物；抑菌活性；大肠杆菌；枯草杆菌Abstractε- polylysine is a natural food preservative, but its bacteriostatic effect is relatively poor compared with that of synthetic chemical preservatives. In this paper, the interaction between ε-polylysine and the biopolymer with different charge was analyzed by ultraviolet spectrophotometry, and the effects of different charge biopolymers on the bacteriostatic activity of ε-polylysine were analyzed by drilling method, microdilution method and CTC method. Uv-vis spectra show that ε-polylysine interacts with negatively charged polymers. The bacteriostatic activity of ε-polylysine was enhanced by positive streptococcus lactis and protamine sulfate. The e negatively charged pectin, carrageenan and sodium carboxymethyl cellulose (CMC NA) have a certain inhibitory effect on its antibacterial activity, while the uncharged glucan has less effect. This study can provide a reference for ε-polylysine in food preservation.Key words：ε-PL；biopolymers；Antibacterial activity of；E. coli；Bacillus subtilis目录1 引言 (4)1.1 食品防腐剂 (4)1.2 天然防腐剂的研究现状 (4)1.3 ε-聚赖氨酸研究综述 (5)1.3.1 来源及性质 (5)1.3.2 抑菌机制 (5)1.3.3 ε-聚赖氨酸的前景 (6)1.4 目的意义及研究内容 (6)2 材料与方法 (7)2.1 材料试剂、仪器 (7)2.1.1材料试剂 (7)2.1.2 仪器 (7)2.1.3 供试菌种 (7)2.1.4 培养液培养基 (7)2.1.5 抑菌剂的配制 (7)2.2 方法 (8)2.2.1 菌种活化 (8)2.2.2 培养 (8)2.2.3 单因素实验 (8)2.2.4 不同电荷生物聚合物对ε-聚赖氨酸抑菌活性的影响 (8)2.2.5 ε-聚赖氨酸与不同电荷的生物聚合物相互作用研究 (8)2.2.6ε-聚赖氨酸与不同电荷的生物聚合物的最小抑菌浓度测定 (9)2.2.7 CTC活性染色 (9)3 结果与分析 (10)3.1 不同电荷的生物聚合物对ε-聚赖氨酸抑菌活性的影响 (10)3.1.1阳离子对ε-聚赖氨酸抑菌活性的影响 (10)3.1.2 不同阴离子聚合物对ε-聚赖氨酸抑菌活性的影响 (11)3.1.3 中性生物聚合物对ε-聚赖氨酸抑菌活性的影响 (12)3.2 最小抑菌浓度的测定 (16)3.3 CTC活性染色 (18)4 讨论与结论 (20)参考文献 (21)致谢.........................................................................................错误!未定义书签。
各种防腐剂的作用机理
各种防腐剂的作用机理1、苯甲酸及其钠盐苯甲酸为白色有丝光的鳞片或针状结晶，微有安息香或苯甲醛的气味，常温下难溶于水，使用时需要加热或在乙醇中充分搅拌溶解，而苯甲酸钠为白色颗粒或结晶性粉末，气味类似苯甲酸，但易溶于水，较苯甲酸方便。
苯甲酸及其钠盐仅在pH4.5以下酸性介质中有效，最佳pH为2.5—4.0，因其安全性只相当于山梨酸钾的1/40，已逐渐较少使用。
它们对霉菌和酵母菌抑菌作用强，对细菌的抑制作用差，而对乳酸细菌则不起作用。
适用于苹果汁、软饮料、番茄酱等高酸度食品的防腐保鲜，在酱油、清凉饮料中可与对羟基苯甲酸酯类一起使用而增效。
防腐机理：苯甲酸亲油性大，易穿透细胞膜从而干扰细胞膜的通透性，抑制细胞膜对氨基酸的吸收，并抑制细胞的呼吸酶系的活性，从而达到防腐的目的。
2、山梨酸及其钾盐山梨酸为无色针状晶体或白色晶体粉末，无臭或微带刺激性臭味，耐光耐热性好，但长期暴露于空气中则易被氧化变色，难溶于水，故一般使用易溶于水的钾盐。
山梨酸及其钾盐抗菌谱广，几乎在所有pH值低于6.0的食品中都可使用，是使用最广泛的一种酸性防腐剂。
山梨酸及其钾盐能有效抑制霉菌、酵母菌和好气性细菌，但对嫌气细菌几乎无效。
其毒性远低于其他防腐剂，防腐效果较苯甲酸钠和丙酸钙强，但在严重污染的产品中山梨酸及其钾盐可能成为微生物的营养源，会促进污染。
防腐机理：山梨酸与微生物霉系统中的巯基结合，破坏微生物的许多重要的酶，从而抑制微生物生长的功能。
此外，它还能干扰传递技能，如细胞色素C对氧的传递，以及细胞膜表面的能量传递，从而抑制微生物的增殖，达到防腐的目的。
3、丙酸及其钠盐、钙盐丙酸为无色油状澄清液体，具特异臭味，略带辛辣的刺激性油酸败味。
丙酸钠盐、钙盐为为白色粉末，水溶性好，对光和热稳定，气味类似丙酸。
丙酸及丙酸盐均很易为人体吸收，并参与人体的正常代谢过程，无危害作用，但抗菌作用没有山梨酸类和苯甲酸类强。
丙酸及盐类有良好的防霉效果，对细菌抑制作用较小，对酵母无抑制作用，故常用于糕点、面包和乳酪中。
ε-聚赖氨酸的生物合成及在食品保藏中应用
ε-聚赖氨酸的生物合成及在食品保藏中应用聚赖氨酸是一种天然产生的多肽，由α-酮戊二酸和-L-酪氨酸通过聚酶催化反应合成。
聚赖氨酸在食品保藏中广泛应用，可以作为一种天然的防腐剂，具有抗菌、抗氧化和抗串味作用。
本文将详细介绍聚赖氨酸的生物合成过程，并探讨其在食品保藏中的应用。
聚赖氨酸的生物合成聚赖氨酸的生物合成主要经历两个发酵步骤——第一步是α-酮戊二酸的发酵产生L-酪氨酸，第二步是L-酪氨酸以Oligomer Transferase酶为催化剂，通过酯键连接形成聚赖氨酸。
首先，在聚赖氨酸的生物合成中，α-酮戊二酸发酵产生L-酪氨酸。
这个步骤中，微生物利用葡萄糖或其他可发酵的底物，在发酵培养基中生长，并产生α-酮戊二酸。
在适宜的条件下，α-酮戊二酸被还原为了L-酪氨酸。
这个过程主要经历了氧化、还原、酯化等一系列化学变化。
第一步产生的L-酪氨酸是聚赖氨酸的前体，接下来需要通过聚酶催化反应实现酯键的形成，合成聚赖氨酸。
聚酶是一种特殊的酶，它能够将L-酪氨酸分子之间的羧基与氨基通过酯键连接起来，形成一个长链状的多肽结构。
这个酯键的形成过程需要合适的温度和pH条件，以及合适的酶催化剂。
在细菌中，发酵过程常常依赖于外源添加的酶催化剂。
常见的酶催化剂有Oligomer Transferase家族，它们能够催化L-酪氨酸的聚合反应。
通过这样的酶催化反应，一系列的酯键连接被形成，从而形成聚赖氨酸的链状结构。
聚赖氨酸的链状结构长度不定，可以根据需要进行调整。
聚赖氨酸的应用聚赖氨酸在食品保藏中应用广泛，主要是因为它具有抗菌、抗氧化和抗串味的作用。
首先，聚赖氨酸具有良好的抗菌作用。
由于聚赖氨酸分子具有多个氨基，可以与微生物细胞壁中的负电荷结合，从而破坏微生物细胞的完整性，抑制微生物的生长和繁殖。
因此，聚赖氨酸可以被应用于食品中，抑制食品中的细菌、真菌和酵母等微生物的生长，延长食品的保质期。
其次，聚赖氨酸对食品的抗氧化作用非常明显。
铜绿假单胞菌的生物膜形成及其致病机制
铜绿假单胞菌的生物膜形成及其致病机制铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是一种常见的革兰氏阴性杆菌，它产生的生物膜在其致病机制中起着重要的作用。
本文将探讨铜绿假单胞菌生物膜的形成机制以及致病机制的相关内容。
生物膜是由微生物聚集在生物界面上形成的一种复杂的结构。
它由多种微生物、水分、有机物质和矿物质组成，形成了一种稳定的生态系统。
在铜绿假单胞菌中，生物膜的形成是通过一系列复杂的步骤完成的。
首先，菌体附着在生物界面上，形成团块。
接着，菌体在团块之间建立起一种可以将细胞聚集在一起的基质。
这种基质通常由多糖、DNA以及蛋白质等分泌物组成，在保护细菌免受外界环境的侵害方面起到了重要的作用。
最后，菌体在这种环境中继续增殖，形成三维的生物膜结构。
生物膜的形成使得铜绿假单胞菌具有了许多特殊的性质，这些性质有助于其在致病过程中的适应和存活。
首先，生物膜提供了一种有效的保护罩，使得菌体免受抗生素和宿主免疫系统的攻击。
这也是为什么铜绿假单胞菌常常引起慢性感染的原因之一。
其次，生物膜提供了菌体相互作用和信号传递的平台，从而增强了菌体的适应能力和生存能力。
此外，生物膜还为菌体提供了营养物质，以支持其生长和繁殖。
铜绿假单胞菌生物膜形成的致病机制主要与其产生的一些分泌物有关。
其中，腺嘌呤环化酶是铜绿假单胞菌生物膜形成的关键酶之一。
腺嘌呤环化酶能够将腺嘌呤转化为二鸟苷酸（c-di-GMP），从而促进生物膜的形成。
c-di-GMP是一种重要的信号分子，能够调控一系列与生物膜形成相关的基因表达。
除了腺嘌呤环化酶，铜绿假单胞菌还能产生一些胞外信号分子，如N-3-氧代十二碳烯酰-L-丙氨酸（3O-C12-HSL）和N-但酰-L-丙氨酸（C4-HSL）。
这些信号分子能够介导菌体之间的相互作用和协调菌群行为，进一步促进生物膜的形成。
铜绿假单胞菌的生物膜形成和致病机制还与许多其他因素有关。
例如，菌体与宿主细胞表面的相互作用以及细胞外基质的组成都会影响生物膜的形成和稳定性。
铜绿假单胞菌的抗生素耐药性及其机制分析
铜绿假单胞菌的抗生素耐药性及其机制分析铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是一种常见的革兰氏阴性杆菌，具有广泛的分布和高度耐药性。
在医疗机构中，铜绿假单胞菌感染已成为严重的问题，对于治疗该菌引起的感染，抗生素耐药性的了解至关重要。
抗生素耐药性是指细菌对抗生素的抵抗能力，常见的耐药机制包括基因突变和外源性基因的水平传递。
铜绿假单胞菌对多种抗生素呈现耐药性，包括β-内酰胺类抗生素（如氨基苄青霉素、头孢菌素等）、氨基糖苷类抗生素、大环内酯类抗生素、喹诺酮类抗生素以及碳青霉烯类抗生素。
以下将对铜绿假单胞菌的抗生素耐药性及其机制进行分析。
首先，铜绿假单胞菌的内源性抗性机制是其耐药性的基础。
该菌种具有外膜结构以及多种封闭性的药物外排泵，这些结构可以拦截或排出抗生素，阻碍抗生素进入细胞或使其失效。
此外，铜绿假单胞菌具有自由基清除系统和外泌体的产生，这些机制有助于保护菌体免受抗生素的影响。
其次，铜绿假单胞菌的耐药性还可通过激活或抑制特定的耐药性相关基因来实现。
研究发现，菌体中的多个基因（如mexAB-oprM、mexXY-oprM、nfxB和ampR）在抗生素耐药性中起到关键的调控作用。
这些基因编码的蛋白质参与了药物外排泵系统或抗生素降解酶的表达，从而使菌体对抗生素的作用降低。
此外，外源性基因的水平传递也在铜绿假单胞菌的抗生素耐药性中发挥着重要作用。
许多耐药性基因以质粒或整合子的形式存在，它们可以通过转染、共同耐药岛（Resistance Island）或转座子的介导而传递给铜绿假单胞菌。
这种方式使菌体获得多样的抗生素耐药基因，从而增加了其对不同类别抗生素的耐药性。
在临床实践中，铜绿假单胞菌的抗生素耐药性对治疗选择带来了挑战。
然而，通过深入了解其耐药机制，可以为抗生素的合理使用提供指导。
当前，一些新型抗菌药物（如环丙沙星类）在对抗铜绿假单胞菌感染中显示出较好的效果，是一种潜在的治疗选择。
铜绿假单胞菌致病机制的研究进展
铜绿假单胞菌致病机制的研究进展铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是一种广泛存在于自然界中的革兰氏阴性杆菌，它可以引起各种感染疾病，特别是对于免疫系统功能低下的患者而言，其致病性更强。
铜绿假单胞菌致病机制的研究是为了更好地了解该菌种的生物学特性和致病原理，从而帮助发展新型的预防和治疗策略。
以下是铜绿假单胞菌致病机制研究的一些进展。
1. 黏附和侵入机制铜绿假单胞菌能通过鞭毛、胞外多聚物等因子在宿主上黏附并侵入细胞，其侵入机制与凝冻酶、胞外蛋白酶等多种分子因子的相互作用密切相关。
此外，它还能通过细菌表面上的外膜囊泡（OMVs）向宿主释放大量的毒力因子。
2. 毒力因子的分泌铜绿假单胞菌通过分泌多种外毒素，如细菌溶解素、外膜蛋白酶等来造成宿主细胞的损伤和溶解。
其中，热变性蛋白酶（Elastase）是其主要的外毒素之一，它可破坏宿主的胶原蛋白和弹性蛋白，导致组织坏死和细胞死亡。
3. 生物膜的形成铜绿假单胞菌能够形成生物膜，这是一种由菌体聚集形成的粘稠物质，能够保护细菌免受抗生素和宿主免疫系统的攻击。
研究发现，生物膜中的菌体能够相互交流和合作，形成复杂的群体结构，增加了抗药性和致病性。
4. 毒力调控系统铜绿假单胞菌有多种复杂的毒力调控系统，如系统共同调控因子（virulence-associated gene regulators，VgrG）、配体依赖性转录激活因子等，这些调控因子能够调节菌体的致病性和适应性，使得该菌种在宿主体内能够更好地存活和繁殖。
5. 耐药性铜绿假单胞菌对多种抗生素具有高度的耐药性，这是其致病机制研究中一项非常重要的问题。
近年来的研究表明，该菌种的耐药性主要与多重耐药泵和耐药基因的表达调控有关。
此外，铜绿假单胞菌还具有突变和水平转移等机制，使得其耐药基因能够迅速传播和适应不同的环境。
总之，铜绿假单胞菌的致病机制研究是一个复杂而重要的课题。
随着各项研究的进行，对该菌种和宿主相互作用的理解将不断深化，科学家们将不断寻找更好地预防和治疗该菌种感染的方法。
铜绿假单胞菌的致病机制及抗菌耐药性
铜绿假单胞菌的致病机制及抗菌耐药性铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是一种常见的致病菌，广泛存在于自然环境中，也是一种重要的医院感染病原体。
它在免疫力低下及医疗设施常见感染中起着重要的致病作用。
本文将从铜绿假单胞菌的致病机制及抗菌耐药性两个方面进行探讨。
首先，我们来了解一下铜绿假单胞菌的致病机制。
铜绿假单胞菌具有多种致病因子，使其能够侵入宿主细胞并引发感染。
其中，外膜结构和多糖胶囊是重要的致病因子。
外膜结构具有较强的稳定性，能够保护菌体免受药物和宿主免疫系统的攻击。
多糖胶囊则可以掩盖菌体表面的抗原，使其对免疫系统的攻击具有一定的抵抗力。
铜绿假单胞菌还能够分泌多种外毒素，包括细菌溶解素和外毒素A。
细菌溶解素能够溶解宿主细胞膜，破坏细胞结构。
而外毒素A则是一种强烈的致病因子，具有细胞毒性、促进炎症反应和免疫抑制等作用。
此外，铜绿假单胞菌还能够形成生物膜，使其能够附着在医疗设备表面，形成难以清洁的生物膜感染。
接下来，我们来了解一下铜绿假单胞菌的抗菌耐药性。
铜绿假单胞菌具有广泛的抗药性，使其对多种抗生素产生耐药。
这主要归因于其细胞外膜结构和宿主抗菌物质的排出机制。
铜绿假单胞菌的细胞外膜结构能够限制抗生素的进入，从而降低其对药物的敏感性。
同时，宿主细胞内的抗菌物质，如多黏菌素和β-内酰胺类抗生素，也被菌体通过外膜泵机制排出，从而减少其对菌体的杀菌效果。
此外，铜绿假单胞菌还能够通过基因突变和外源性基因水平传播来获得耐药性基因。
基因突变会导致菌体内的药物靶点发生变化，从而减少抗生素对菌体的作用。
而外源性基因的水平传播可以使菌体获得抗生素的降解酶和外膜泵等耐药性基因，从而提高其抗菌药物的抵抗能力。
面对铜绿假单胞菌的致病机制和抗菌耐药性，我们需要采取相应的措施来预防和治疗感染。
首先，注意个人卫生和医疗环境的清洁，减少细菌的传播。
其次，合理使用抗菌药物，避免滥用和不当使用抗生素，以减少抗菌耐药性的发展。
新型生物防腐剂——聚赖氨酸
新型生物防腐剂——聚赖氨酸随着人们对食品安全性的认识和要求的逐步提高，化学防腐剂受到严峻挑战，食品防霉防腐剂的天然化已成为今后的发展趋势。
天然防霉防腐剂是近年来国内外倡导、开发和寻求的新型产品，开发抗菌性强、安全无毒的天然防霉防腐剂已成为各国科技工作者的研究热点。
它不但对人体健康无害，有的还具有一定的营养价值，是今后开发的方向。
ε-多聚赖氨酸是目前天然防腐剂中具有优良防腐性能和巨大商业潜力的微生物类食品防腐剂。
它是日本酒井平一和岛昭二两位博士在大量筛选有价值的放线菌时发现的一种新型聚合物，用由25～30赖氨酸残基聚合而成，经过进一步研究发现其具有强烈的抑菌能力，可以作为防腐剂用于食品的保鲜。
ε-多聚赖氨酸抑菌谱广，在酸性和微酸性环境中对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌、霉菌均有一定的抑菌效果，ε-多聚赖氨酸对其他天然防腐剂不易抑制的革兰氏阴性的大肠杆菌、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。
2003年HirakiJ等使用了ADME(最近几年，美国热电集团研制的新药毒性检测设备，集吸收、分布、代谢和排泄、毒性为一体)研究方法证实ε-多聚赖氨酸作为食品防腐剂的安全性。
他们在老鼠体内对ε-多聚赖氨酸进行了一系列药物动力学和代谢途径的研究，以了解在老鼠的食物中添加高达50000mg/kgε-多聚赖氨酸的亚慢性及慢性饲养的生物检测中，没有毒理学影响的原因。
对老鼠进行急性口服毒性实验，发现ε-多聚赖氨酸实际是无毒的，口服量高达5g/kg时死亡率为0。
ε-多聚赖氨酸添加于食品中仅需微量就能奏效，且不会影响食品口味感，可做食品的天然保存剂。
它天然安全，符合消费者的健康需求。
在日本，利用ε-多聚赖氨酸作为食品保存剂的生产规模发展迅速，市场规模达数十亿日元。
ε-多聚赖氨酸应用于糕点、面包食品中，能有效的抑制耐热性芽孢杆菌的增殖，延长保存期;应用于低糖低热量食品，如乳蛋白冰淇淋、奶油制品等，可改善其保存性;在低温软罐头食品中加微量ε-多聚赖氨酸可防止杀菌后产生异味;在冷藏食品中添加ε-多聚赖氨酸能起到保证质量的效果。
铜绿假单胞菌的致病机制研究
铜绿假单胞菌的致病机制研究铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是一种常见的致病菌，对于免疫功能较差的人群，如免疫抑制患者和长期住院的患者来说，感染铜绿假单胞菌可能带来严重的健康问题。
因此，研究铜绿假单胞菌的致病机制对于预防和治疗与该菌有关的感染具有重要意义。
铜绿假单胞菌的致病机制是多方面的，包括黏附、侵入、生物膜形成、产生外毒素以及激活炎症反应等。
首先，铜绿假单胞菌通过表面细菌附着素（adhesins）与宿主细胞发生黏附，这是感染的起始过程。
黏附后，细菌通过类型三分泌系统注入毒力因子，进一步侵入宿主细胞。
研究表明，铜绿假单胞菌具有一系列的蛋白质和酶类因子，能够帮助其逃避宿主免疫系统的清除，从而实现持续性感染。
此外，铜绿假单胞菌还能够形成生物膜，这是一种由黏多糖和细菌细胞聚集而成的保护结构。
生物膜能够保护细菌免受抗生素和宿主免疫细胞的攻击，使得感染更加难以清除。
铜绿假单胞菌的生物膜形成主要依赖于信号分子的调控，如环化二胞• Guanosine（c-di-GMP）的水平。
该信号分子在低水平下细菌呈自由游走状态，而高水平会促使细菌形成生物膜。
因此，阻断c-di-GMP通路可能是治疗铜绿假单胞菌感染的潜在策略。
铜绿假单胞菌产生的外毒素也是其致病机制的重要组成部分。
外毒素可以分为细胞外酶、肝素桥接纤维素和烷基喹啉等。
这些外毒素能够破坏宿主组织、抑制宿主免疫反应以及导致细胞死亡，从而增加感染的严重程度。
特别是烷基喹啉，它是一种强有力的溶解剂，可以破坏细胞膜，导致宿主细胞的死亡，从而为细菌的侵入提供更多的营养和生存空间。
最后，铜绿假单胞菌感染还能够激活宿主的炎症反应。
感染后，宿主细胞会释放细胞因子，如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）等，诱导炎症细胞的聚集和炎症反应的发生。
炎症反应不仅能够杀灭细菌，还可以吸引更多的免疫细胞到达感染部位，参与清除感染。
然而，过度的炎症反应也可能导致宿主组织的损害，从而对宿主产生更多的伤害。
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ε-聚赖氨酸对铜绿假单胞菌的抑菌机理摘要；目前，在食品添加剂市场上使用的防腐剂种类很多，但大部分是人工合成防腐剂。
因此类防腐剂受pH 影响，只有在酸性条件下才能发挥作用，如山梨酸及其钾盐，苯甲酸及其钠盐等，均属化学防腐剂，对人体有一定的毒副作用。
而占比重很小的天然防腐剂又存在着抗菌谱窄、效率低、防腐作用不明显等弊端。
因此，研发抗菌谱广、抗菌性强、安全无毒、受pH 影响小的天然食品防腐剂已经成为世界各国食品科技工作者的研究重点。
1977年日本学者S．Shima和H．Sakai在从微生物中筛选Dragendo~Positive(简写为DP)物质的过程中，发现一株放线菌No．346能产生大量而稳定的DP物质，通过对酸水解产物的分析及结构分析，证实该DP物质是一种含有25—30个赖氨酸残基的同型单体聚合物，称为ε-多聚赖氨酸(ε一PL)。
ε聚赖氨酸(ε-PL) 是一种由单个赖氨酸分子在α-羟基和-ε氨基形成酰胺键而连接成的均聚氨基目前主要通过白色链霉菌( Streptomyces albulus) 的微生物合成进行生产。
ε-聚赖氨酸具有抑菌谱广、水溶性好、安全性高、热稳定性好、抑菌pH范围广等特点,因而在食品保鲜方面的应用越来越多。
文中简单介绍了ε聚赖氨酸有关微生物合成的方法,重点介绍了ε-聚赖氨酸作为食品保鲜剂的抑菌特性及在食品等方面的应用前景。
关键词：ε-聚赖氨酸, 微生物合成, 食品保鲜剂, 应用1 前言1977 年,Shima 等从土壤中分离出了一种放线菌白色链霉菌( Streptomyces albulus ) 346 ,发现其培养液过滤后有一种对德拉根道夫(Dragendorff) 试验(用碘化铋钾试验生物碱形成特性加成化合物的结晶) 呈阳性的化合物,该物质经验证为一种由单一赖氨酸在α-羟基和ε-氨基形成酰胺键而连接成的聚氨基酸,有20～30 个赖氨酸单体,为ε-聚赖氨酸(以下简称ε-PL) 。
ε-PL 具有很广的抗菌谱,对生长的细菌其最小抑菌浓度在100μg/ mL 以下。
ε-PL 能引起人们广泛的关注就在于可以作为食品保鲜剂,具有抑菌谱广、水溶性好、安全性高、热稳定性好、抑菌pH 范围广等特点。
以老鼠进行的动物实验已证明,ε-PL 是一种安全的食品保鲜剂,在日本,采用Streptomyces al-bulus 进行工业发酵生产的ε-PL 已进入商业市场。
本文简单介绍ε-PL 微生物合成的方法,重点介绍ε-PL 作为食品保鲜剂的抑菌特性及在食品等方面的应用前景。
一、ε-聚赖氨酸的性质1、ε-聚赖氨酸的理化性质1.1 化学结构由S.albulus 生产的ε- PL 由25～35 个L-赖氨酸残基组成，除了长度以外，没有明确的研究结果表明ε- PL 有二级或者三级结构。
1.2 最适pH 值ε-聚赖氨酸为淡黄色粉末、吸湿性强，略有苦味，最适pH 值为5～8。
是赖氨酸的直链状聚合物。
它不受pH值影响，对热稳定(120℃，20min)，能抑制耐热菌，故加入后可热处理。
但遇酸性多糖类、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。
1.3 热稳定性ε-PL 热稳定性非常好，即使将其水溶液加热至100 ℃处理30 min 或120 ℃处理20 min 后，也不会发生分解现象，仍保持原有聚合物的长度。
J Hiraki （2000）研究表明，在pH 值3.0 时加热，ε- PL 的结构也未发生变化。
ε- PL 能够承受一般食品加工过程中的加热处理，可以随原料一同进行灭菌处理，防止二次污染。
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一聚赖氨酸溶于水，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。
1.4 胶体性质ε-PL 作为一种浓缩胶质溶液的交联剂，它的效力对pH 值和胶质分布有依赖性。
在胶质中，阳离子电荷与阴离子缩氨酸聚合物的平衡导致了胶体的不透明性和最终网络结构的崩溃[1]。
在pH 值接近中性时，L-聚赖氨酸可以作为一种有效的胶质网络交联剂。
一种甲基酯化程度为36%的胶质形成了一种透明的弹性凝胶体，胶质中的电荷重新分配。
凝胶体的硬度随着交联剂的浓度增加而增加，在ε- PL 胶质所占比率为0.21～0.56 时达到最大值。
聚阳离子赖氨酸的添加会导致凝胶体透明度的下降，并且最终导致网状结构的崩溃。
胶质聚赖氨酸链的亲和力随着聚赖氨酸链长的不断增长而增加，聚赖氨酸残基达到47 个时，交互作用的稳定性常数是8 700。
作为一种交联剂，聚赖氨酸的存在降低了Donnan 效果的影响程度，导致了网状物的融胀。
在复杂的非原质体环境中，离子影响着全部平衡，包括无机的和有机的阳离子，可以通过对网络交联和融胀的影响调整胶质网络的性质。
2、ε-聚赖氨酸的生物学性质ε-聚赖氨酸是一种具有抑菌功效的多肽，这种生物防腐剂在80年代就首次应用于食品防腐。
ε-聚赖氨酸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ε一聚赖氨酸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。
ε-聚赖氨酸抑菌谱广，对于酵母属的尖锐假丝酵母菌、法红酵母菌、产膜毕氏酵母、玫瑰掷孢酵母；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、大肠杆菌等都有明显的抑制和杀灭作用..聚赖氨酸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，沙门氏菌以及酵母菌的生长有明显抑制效果，聚赖氨酸与醋酸复合试剂对枯草芽胞杆菌有明显抑制作用。
二、ε-聚赖氨酸的抑菌机理ε-聚赖氨酸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。
我们对聚赖氨酸的抑菌性能进行了研究，发现ε一PL不仅可抑制耐热性较强的G+的微球菌，而且对其它天然防腐剂(如Nisin)不易抑制的G-的大肠杆菌、沙门氏菌抑菌效果亦非常好，同时还可抑制保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、酵母菌的生长。
但是单独使用ε-PL时对枯草芽孢杆菌、黑曲霉抑制不明显，采用ε一PL与醋酸复合处理，对枯草芽孢杆菌抑制作用增强，经高温处理后的ε- PL对微球菌仍有抑菌活性。
J Hiraki 等指出，ε-PL 的抑菌机理可能是因为它是阳离子表面活性物质，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，还能与细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。
ε-PL 对细菌、真菌、酵母的最低抑制浓度不同，原因可能是它们的细胞表面结构不同。
ε-PL 既可以抑制革兰氏阳性菌生长，又可以抑制革兰氏阴性菌生长，除了乳链球菌和空肠弯曲菌（150 μg/mL）外，对其他细菌的最小抑制浓度均不超过50 μg/mL。
在对酵母的抑制作用中，对毕赤酵母、接合酵母的最小抑制浓度是150 μg/mL,对假丝酵母、法夫酵母、子囊菌、乳糖分解酵素红酵母、掷孢酵母、啤酒酵母等其他酵母的抑制作用都不超过50 μg/mL。
而对霉菌的最小抑制浓度均超过50 μg/mL[2]。
S Shima 等采用Escherichia coli K-12 研究了ε-PL 的分子量与抑菌性关系的结果表明，超过9 个L-赖氨酸残基才可以抑制微生物的生长，而化学改性α氨基会降低抑菌活性[3]。
ε-PL 是一种阳离子聚合物，等电点是9.0。
因此，在碱性条件下，抑菌活性和抗噬菌体的活性最低。
对于E.coli，在pH 值为5.0～8.0 条件下，最低抑制浓度是25～50 μg/mL，而在pH 值为8.0 时最低抑制浓度大于200 μg/mL[2]。
同样，如果存在像偏磷酸这种阴离子聚合物的情况下也会降低ε- PL 的抑菌活性，其原因是降低了它的阳离子电荷。
ε-PL 具有广谱抑菌性，对革兰氏阳性和阴性菌如大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、乳酸菌、金黄色葡萄球菌等的繁殖有抑制作用，而对霉菌的抑制作用较小。
ε-PL 作为保鲜剂具有安全性能高、在水中的溶解性强、热稳定性好、使用范围广以及不影响食品风味等优点，在中性和微酸性环境条件下均有较强的抑菌作用。
由于对热稳定，加入后可热处理，因此还能抑制耐热性芽孢杆菌等。
另外，S Shima 等认为，ε-PL 对一些呈蝌蚪状的非收缩性长尾噬菌体也有抑制作用[3]。
值得注意的是, 具有高抑菌活性的ε-PL 至少必须有10 个以上赖氨酸单体，而且利用微生物合成的ε-PL抗菌活性高于化学合成的α-聚赖氨酸（含有50 个赖氨酸单体）。
三、ε-聚赖氨酸的应用一、作为食品防腐剂的应用ε-聚赖氨酸（ε-PL）作为一种天然食品防腐剂，因其良好的抗菌活性和热稳定性而受到了广泛关注。
聚赖氨酸对于大多数G+、G－细菌、真菌及某些病毒具有强烈的抑制作用。
（一）ε-聚赖氨酸的安全性ε-PL具有很高的安全性。
小鼠急性口服毒理学研究表明ε-PL无毒性，细菌恢复突变测定表明ε-PL无致突变性。
Hiraki等人在小鼠灌胃实验中发现，食物中添加高达20000ppm的ε-PL对小鼠生长并无明显副作用，ε-PL对于小鼠繁殖、神经胶质和免疫功能、胚胎和胎儿发育、后代的生长及其胚胎和胎儿发育无毒性。
14C-标记的ε-聚赖氨酸的吸收、分布、代谢和排泄研究（ADME）表明，ε-聚赖氨酸在肠胃中的吸收极差，经168小时的排泄，放射性全部消失。
通过自动放射能照仪观察，ε-聚赖氨酸在各组织和器官中没有积累。
1989年日本Chisso公司首先用生物技术方法工业生产聚赖氨酸，从1989年起聚赖氨酸允许在日本作为食品添加剂使用（卫生、劳动和福利部现有食品添加剂名单），以后韩国也允许其作为食品添加剂使用。
在日本，ε-聚赖氨酸在多种食品如米饭和面条的防腐方面，具有长期安全使用的历史。
例如，将ε-聚赖氨酸以1000—5000ppm的浓度喷雾或浸泡鱼片或寿司，在许多传统日本食品中ε-聚赖氨酸用量达500ppm的浓度。
另外，日常消费的食品如米饭、面条原汤、其他汤料、面条和炒菜通常含ε-PL10—500ppm。
ε-PL还用于Sukiyaki（日本牛排）、土豆沙拉、蒸蛋糕、卡士达酱的防腐。
2004年，ε-PL被美国FDA批准用于米饭和寿司的防腐，推荐用量为5—50ppm。
（二）ε-聚赖氨酸的适用范围ε-PL用于食品防腐时，可单独使用或与其他食品添加剂配合使用。
常用的食品添加剂有甘氨酸、酒精、醋、磺酸月桂脂。