Page 15 - 《精细化工》2022年第1期

第 1 期 曹云刚，等: ε-聚赖氨酸抑菌机制及其在肉类保鲜中的应用 ·5·

4.2.1 ε-PL/大豆分离蛋白复合膜 表 1 ε-PL 不同复合膜的优势与限制因素
大豆分离蛋白营养丰富、安全无毒，具有成膜 Table 1 Advantages and limiting factors of different ε-PL
composite membranes
性好、可降解等特性，是优良的可食性涂膜原料。
张小涵 [58] 将 ε-PL 作为抑菌剂加入大豆蛋白-壳聚糖 复合膜 优势 限制因素
ε-PL/ 多糖复 良好的抑菌活性 [50-54] ； 阻湿性较差 [57]
复合膜中，发现其可有效抑制金黄色葡萄球菌和大
合膜 适宜于长期贮存 [56]
肠杆菌的生长，表明该膜具有良好的抑菌性能。另
ε-PL/ 蛋白复 良好抑菌活性；机械性 热封性差；透水
外，加入 ε-PL 还可提高复合膜的机械性能，复合膜 合膜 能优异 [58-60] 率高 [60]
断裂伸长率随 ε-PL 浓度增大而提高。 ε-PL/ 聚乙烯 良好的可降解性、抑菌 韧性、强度较差；
4.2.2 ε-PL/豌豆蛋白复合膜 醇复合膜 活性和水溶性 [61-62] 生产成本高 [61]
豌豆蛋白由于营养丰富、价格低廉、不含植物
激素且具有低过敏性的特点，是近年兴起的一种优 5 结束语与展望
质植物蛋白 [59] 。豌豆蛋白具有良好的成膜性，其制
作的豌豆蛋白膜能够作为包装材料；同时，豌豆蛋 ε-PL 作为天然、高效的抗菌肽，在肉制品的绿
白膜具有良好的生物降解性，能够有效解决塑料包 色加工及安全控制领域具有极大的开发利用潜力。
装废弃物降解时间久、对环境造成污染的问题。郭 ε-PL 能够通过破坏细胞膜结构与功能、抑制菌体能
永 [60] 将 ε-PL 添加至以豌豆蛋白为基质的成膜液中， 量代谢、引起 DNA 损伤等诱导致腐微生物死亡，进
所制备的复合抑菌膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌 而有效抑制肉制品的腐败变质，延长货架期。随着
具有明显的抑制作用，并且该复合膜的抗拉强度显 对 ε-PL 研究及应用的深入，基于 ε-PL 制备的食品
著提高，水蒸气透过性和水溶性显著降低。 包装膜已受到广泛关注。相较于利用单一 ε-PL 作为
ε-PL 与蛋白类物质制备的复合膜在抑菌活性和 保鲜剂，将其与蛋白、多糖、聚乙烯醇等联合制备
机械性能方面较单一蛋白膜显著增强，但热封性差、 的复合膜可以达到更为理想的肉制品保鲜效果。同
透水率高、基本无法阻止水蒸气扩散（表 1）。因此， 时，ε-PL 复合膜的高生物降解性能够替代不可降解
仍需通过深入研究以提高 ε-PL/蛋白质复合膜的理 的传统食品包装，以达到保护环境的目的。
化性能，以实现其工业化生产和应用，满足市场需求。 目前，国内已有江苏一鸣、浙江新银象等生物
4.3 ε-PL/聚乙烯醇复合膜 技术公司建立了 ε-PL 的工业生产线，实现了 ε-PL
聚乙烯醇（PVA）是一种性能优良的可降解高 的规模化生产，但在产品用途开发方面尚存在明显
分子聚合物，无毒无害，具有良好的水溶性、成膜 不足。今后还需深入研究 ε-PL 与成膜材料的相互作
性和气体阻隔性。但是由于单一聚乙烯醇膜无抑菌 用与内在机制，以进一步改善复合膜的理化性质及
性，故必须在其中添加抑菌剂以制成聚乙烯醇抗菌 抑菌活性，制备高效安全、绿色环保、抑菌保鲜性
复合膜。 能优良的 ε-PL 复合膜，实现 ε-PL 的高值化开发应
杨萍萍等 [61] 研究表明，添加 ε-PL 的聚乙烯醇复 用以及肉类和其他食品的长效保鲜。
合膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肠球菌和枯草
参考文献：
芽孢杆菌均有抑制作用。另外，该复合膜可有效抑
制生鲜鸭肉在贮存过程中 TVB-N 含量的增加，有效 [1] WANG A X (王爱霞), WANG X W (王秀文), QIN J Y (秦加阳), et al.
Biosynthesis of ε-polylysine and its application in medicine field[J].
延长货架期 4 d 以上。谭之磊 [62] 采用流延法制备 Journal of Binzhou Medical University (滨州医学院学报), 2020,
ε-PL/聚乙烯醇复合膜，该复合膜具有良好的力学性 43(3): 216-221.
[2] SHIMA S, SAKAI H. Polylysine peoduced by Streptomyces[J].
能，拉伸强度可达 28.6~33.1 MPa。ε-PL/聚乙烯醇复 Agricultural and Biological Chemistry, 1977, 41(9): 1807-1809.
合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抑菌 [3] SHUKLA S, MISHRA A. Epsilon-polylysine production from sugar
cane molasses by a new isolates of Bacillus sp. and optimization of
效果，其抑菌圈直径随 ε-PL 浓度增加而增大。 the fermentation condition[J]. Annals of Microbiology, 2013, 63(4):
添加 ε-PL 制备的 ε-PL/聚乙烯醇复合膜具有良 1513-1523.
[4] LI Y H, GAO F, GUO J, et al. Polymeric micelles with aggregation-
好的可降解性、抑菌活性和水溶性，是一种绿色环
induced emission based on microbial ε-polylysine for doxorubicin
保的食品用复合膜。但该复合膜在低温和低湿度情 delivery[J]. European Polymer Journal, 2020, 122: 108474.
况下韧性、强度较差，且存在的成本问题制约了其 [5] ITUZE K M C, QIAO Z N (乔郅钠), XU M J (徐美娟), et al.
Heterologous expression of Streptomyces albulus ε-poly-L-lysine
工业化生产。今后聚乙烯醇复合膜的研究重点是对 synthase and optimization of whole-cell biocatalyst for ε-poly-L-lysine
聚乙烯醇进行改性，发挥其优势，以期更高效地实 synthesis[J]. Food and Fermentation Industries (食品与发酵工业),
2020, 46(16): 1-6.
现肉制品的长效保鲜。 [6] WANG K F (王开方), PAN L (潘龙), DIAO W J (刁文娇), et al.
表 1 汇总了 ε-PL 不同复合膜的特点。 Effects of pH and specific growth rates on ε-poly-L-lysine