食品添加剂聚赖氨酸简介.docx

新型广谱杀菌抑菌剂-聚赖氨酸公司简介：郑州拜纳佛生物工程股份有限公司始建于2007年，注册资本1000万元，总部坐落于中原腹地郑州，生产基地占地55000。利用现代生物技术进行各类食品添加剂、生物保鲜剂、生物抑菌液等生物制品研发及生产的高科技企业。公司设备先进、性能优良，具有国内一流的现代化的全自动的生物发酵系统、分离纯化系统以及完备的配套系统。管理模式先进，先后获得 ISO9001-2008质量管理体系和ISO22000-2006食品安全管理体系认证。 产品简介：-聚赖氨酸（-poly-L-lysine，简称-PL）是一种由白色链球菌(Streptomyces albulus)发酵生产的含有2530个L赖氨酸残基的同型单体聚合物，由人体必需氨基酸L-赖氨酸的-氨基与另一L-赖氨酸的-羧基形成-酰胺键连接而成，-PL最早是由日本科学家发现的。食品添加剂使用标准（GB2760-2011）中聚赖氨酸已经是国家规定可添加的安全生物食品添加剂，它比化学性添加剂更安全，抑菌效果更好，在体内代谢为有益于人体的氨基酸。在日本、美国已经普遍使用，中国食品企业也已经开始使用并且逐年增加。由于国家越来越重视食品安全，如何选择食品添加剂、选择哪种才让产品更安全、消费者更满意，是我们做食品的企业关注的。1.1 理化性质-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。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36004300之间的-聚赖氨酸其抑菌活性最好，当分子量低于1300时，-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。-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16801640cm -1和15801520cm-1有强吸收峰。1.2 -聚赖氨酸的特点-聚赖氨酸(-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，-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,在中性和微酸性环境条件均有较强的抑菌性（表3）。由于对热稳定,故加入后可热处理（表4）,因此还能抑制一些耐热性芽孢杆菌等,另外,-PL对一些呈蝌蚪状的非收缩性长尾噬菌体也有抑制作用 。 表1 -PL和其它两种天然防腐剂的比较抑菌剂抗菌谱稳定性乳酸链球菌素比较窄，只能杀死或抑制G+，对G-和酵母菌无效乳酸链球菌素在酸性条件下稳定，pH 2时经115高压灭菌不失活，pH 5时则失活40纳他霉素窄，对霉菌，酵母菌及真菌有很强的抑制作用，对细菌无效纳他霉素在水中和多数有机溶剂中的溶解度很低，且高温、紫外线、氧化剂及重金属等会影响它的稳定性聚赖氨酸广，在酸性和微酸性环境中对G+、G-、酵母菌、霉菌均有一定的抑菌效果，对其他天然防腐剂不易抑制的G-的大肠杆菌、沙门氏菌抑菌效果很好，而且对耐热性芽孢杆菌和一些病毒也有抑制作用。聚赖氨酸不受pH值影响（表3），对热稳定，在120加热20min不影响其抑菌活性（表4）。从表1可以看出，乳酸链球菌素和纳他霉素的抑菌谱都较窄，两者必须配合使用才能达到较好的抑菌效果。而聚赖氨酸在酸性和微酸性环境中对G+、G-、酵母菌、霉菌均有抑菌效果，对其他天然防腐剂不易抑制的G-的大肠杆菌、沙门氏菌抑菌效果非常好（表2），而且其对耐热性芽孢杆菌和一些病毒也有抑制作用。表2 -PL抑制微生物生长的最小抑菌浓度不同类型的微生物菌种MIC / mgL-1环境pH真菌(fungi)Aspergillus niger IFO4416 黑曲霉2505.6Trichophyton mentagrophytes IFO7522 须癣毛癣菌605.6酵母菌(yeast)Candida acutus IFO1912 假丝酵母65.0Phaffia rhodozyma IFO10129 红发夫酵母125.0Pichia anomala IFO0146 异常毕赤酵母1505.0Pichia membranaefaciens IFO0577 膜醭毕氏酵母 35.0Rhodotorula lactase IFO1423 红酵母255.6Sporobolomyces roseus IFO1037 掷胞酵母 35.0Saccharomyces cerevisiae 酿酒酵母505.0Zygosaccharomyces rouxii IFO1130 鲁氏结合酵母1505.6革兰氏阳性细菌（G+）Geobacillus stearothermophilus IFO12550 嗜热脂肪芽孢杆菌57.0Bacillus coagulans IFO12583 凝固芽孢杆菌107.0Bacillus subtilis IAM1069 枯草芽孢杆菌 37.3Clostridium acetobutylicum IFO13948 丙酮丁醇杆菌327.1Leuconostoc mesenteroides IFO3832 肠系膜明串珠菌506.0Lactobacillus brevis IFO3960 短乳杆菌106.0Lactobacillus plantarum IFO12519 植物乳杆菌56.0Micrococcus luteus IFO12708 藤黄微球菌167.0Staphylococcus aureus IFO13276 金黄色葡萄球菌127.0Streptococcus lactis IFO12546 乳链球菌1006.0革兰氏阴性细菌（G-）Raoultella planticola IFO3317 植生克雷伯菌87.0Campylobacter jejuni 空肠弯曲菌1007.0Escherichia coli IFO13500 大肠杆菌507.0Pseudomonas aeruginosa IFO3923 铜绿假单胞菌37.0Salmonella typhymurium 鼠伤寒沙门氏菌167 0可以看出,-PL 具有广谱抗菌性,其对细菌的最小抑菌浓度(MIC) 均小于100g/mL ,对真菌其MIC相对要高一些。表3 pH 对-PL的MIC的影响试验菌种MIC/ mgL -1pH =5.0pH =6.0pH =7.0pH =8.0Bacillus subtilis3.03.03.03.0Bacillus cereus25.0100.050.012.5Escherichia coli25.025.050.050.0Staphylococcus aureus12.525.012.5 6.3表4 热处理对- PL的MIC的影响热处理方式MIC/ mgL-1未处理5080 ,60 min50100 ,30 min50120 ,20 min50* 用大肠杆菌( E.coli) 进行试验因此，聚赖氨酸在抗菌谱和稳定性方面均优于其它两种防腐剂，而且使用成本低，已经成为新一代的天然抑菌剂。抑菌机理 -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。安全性- 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-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-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-PL 连续喂养14 d ,一组喂养量为每日5g/kg (- PL 质量/老鼠体重) ，5min 后，所有老鼠的情绪只受到轻微的影响,36 h 后恢复正常；而喂养量为每日1125215 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-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-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-PL 含量在10,000g/ g (相当于895mg - 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-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-PL 的安全性。根据美国FDA的标准,-PL 作为食品保鲜剂在米饭或寿司中的添加量为550g/g ,以每人每天进食300g 米饭(加有50mg/kg 的-PL) ,一个60 kg 体重的人每天进食的-PL 量只有15mg ,因此-PL 作为食品保鲜剂是极安全的。使用范围 - 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。对食品风味的影响 -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,-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-PL 是具有乳化和保鲜双功能的食品添加剂。-聚赖氨酸的应用 1、在食品上的应用-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。- 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- 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3070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0.55.0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0.015，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- 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- PL 作为天然食品添加剂。另外，-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。表2 -聚赖氨酸在各种食品中的推荐使用量食品种类推荐用量熟肉制品香肠0.25g/kg西式火腿0.25g/kg生鲜畜肉冷鲜肉残留量小于0.05g/kg（表面处理）冷冻肉残留量小于0.05g/kg（表面处理）饮料类饮用纯净水0.075g/l果蔬饮料0.2g/l蛋白类饮料0.15g/l水基调味饮料0.15g/l茶、咖啡、植物饮料0.2g/l海水产品鲜