ε-聚赖氨酸/淀粉抑菌膜的制备及性能检测

对以淀粉为成膜基质,海藻酸钠和甘油为增塑剂,ε-聚赖氨酸为抑菌剂的淀粉基抑菌膜进行研究,并对其抑菌性和膜性能进行检测。结果表明,ε-聚赖氨酸对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌的最低抑菌浓度分别为1、2、2μg/mL,而将ε-聚赖氨酸添加到淀粉膜后,最低抑菌浓度都提高到64 mg/g,对淀粉膜和抑菌膜的力学性能、红外光谱检测、透气性和透油性及膜液的流变性、接触角等比较,差异较小。     

ε-聚赖氨酸/海藻酸钠抗菌复合膜的制备及性能研究

为了研制新型食用抗菌包装材料,以海藻酸钠为基材、1%(质量分数)甘油为增塑剂、2%CaCl_2溶液为交联剂,ε-聚赖氨酸作为抗菌剂,制备具有抑菌性能的海藻酸钠复合膜。比较分析ε-聚赖氨酸添加量对ε-聚赖氨酸/海藻酸钠薄膜的物理特性及抗菌性能的影响。红外光谱(FT-IR)分析表明:海藻酸钠膜的羰基吸收峰由原来的1 640 cm~(-1)迁移到1 670 cm~(-1)。DSC分析表明复合膜的熔化温度由195.83℃上升为198.71℃。复合膜分子之间形成了强烈的相互作用,其力学性能明显改善。当ε-聚赖氨酸在膜基质的添加量为8%时,其拉伸强度和断裂伸长率分别达到最大值30.61 MPa和30.45%。复合膜的抑菌性能随ε-聚赖氨酸浓度的增大而改善,当ε-聚赖氨酸在膜基质的添加量为8%时,薄膜抗菌能力最为显著。     

豌豆淀粉/ε-聚赖氨酸复合膜的制备及其性能

本文以豌豆淀粉/ε-聚赖氨酸为主要基材,以甘油、海藻酸钠等为增塑剂制备复合膜包装材料。采用单因素、正交实验等方法,在设定的工艺条件下流延成膜,进行复合膜的配方研究和最佳条件下膜性能研究。结果表明:最佳配方为100 mL水中加入10.5 g豌豆淀粉、1.5 g聚赖氨酸(调pH9)、1.80%甘油、0.50%海藻酸钠;产品性能检测表明,抗拉强度约为18.35 MPa,断裂延伸率约为34.79%,水蒸气透过率为12.10 g/(m2·h),透油率为0.682 g·m/(m2·h),对大肠杆菌具有较好的抑制性。本研究表明豌豆淀粉/ε-聚赖氨酸复合膜具有功能性包装应用的基础。     

抗菌肽brevilaterin与ε-聚赖氨酸对金黄色葡萄球菌的协同抑菌机理

金黄色葡萄球菌是食品中常见的致病菌,控制食品中金黄色葡萄球菌的生长繁殖对提高食品安全性至关重要。本研究以金黄色葡萄球菌作为指示菌,考察了抗菌肽brevilaterin与ε-聚赖氨酸的协同抑菌机理。抑菌动力学结果表明抗菌肽与ε-聚赖氨酸对金黄色葡萄球菌具有协同抑菌效果;细胞膜质子动力势研究结果显示,抗菌肽对跨膜pH值梯度无明显影响,ε-聚赖氨酸会破坏跨膜pH值梯度,1/4最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC)抗菌肽+1/4 MICε-聚赖氨酸(联用组)对跨膜pH值梯度产生了协同破坏作用;采用流式细胞术结合荧光显微镜考察细胞膜的完整性,发现抗菌肽对细胞膜完整性具有较强的破坏作用,1/4 MIC抗菌肽即可导致36.3%的膜破损,而ε-聚赖氨酸对膜完整性损伤较小,1/4 MICε-聚赖氨酸仅破坏10.4%的细胞膜完整性,两者联用可对细胞膜完整性产生协同破坏作用,导致51.3%细胞膜完整性发生损伤;采用透射电子显微镜观察了细胞超微结构,发现抗菌肽和ε-聚赖氨酸联用较单独使用对细胞形态和细胞内容物的泄漏产生了协同破坏作用;十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳结果显示,ε-聚赖氨酸会抑制菌体蛋白质的合成或降解蛋白质,而抗菌肽对蛋白质合成无影响;琼脂糖凝胶阻滞电泳表明,抗菌肽对菌体DNA条带无明显变化,而ε-聚赖氨酸以及两者联用会造成DNA滞留,表明ε-聚赖氨酸可以通过与DNA结合发挥抑菌作用。上述结果表明,抗菌肽brevilaterin和ε-聚赖氨酸联用可以增强对细胞膜的破坏强度,且兼具抗菌肽对呼吸链脱氢酶活性的抑制与ε-聚赖氨酸对跨膜pH值梯度的破坏和DNA的结合作用,从而实现多靶位协同抑菌。     

ε-聚赖氨酸对牡蛎的防腐抗菌效果

为研究天然的防腐保鲜剂ε-聚赖氨酸对牡蛎防腐抗菌效果,使用浓度为0.2%和2%的ε-聚赖氨酸浸润处理牡蛎,通过监测(4±1)℃贮藏过程中牡蛎的菌落总数、pH、挥发性盐基氮(TVB-N)含量、TPA质构和氨基酸组成,评价贮藏期间的牡蛎品质变化。结果表明,ε-聚赖氨酸对牡蛎有很好的防腐抗菌效果。2%的ε-聚赖氨酸的抑菌效果更为显著,贮藏第5 d,与空白组相比,菌落数至少低1个数量级,TVB-N值小3.59 mg/100 g,差异极显著(P<0.01)。而在贮藏的10~13 d,空白组与高浓度组牡蛎的pH、TPA和FAA这三项检测指标间差异显著(P<0.05),其中,2%的ε-聚赖氨酸组硬度增加极显著(P<0.01)。此外,2%ε-聚赖氨酸组的Glu和Gly含量在贮藏10 d后变化平缓,较之空白组差异显著(P<0.05)。贮藏19 d,FAA总量比空白组低16.98 mg/g,差异极显著(P<0.01)。ε-聚赖氨酸能抑制牡蛎微生物增殖,延缓牡蛎腐败进程,表明ε-聚赖氨酸用于水产品生物防腐剂的研发有潜在的应用价值。     

大豆蛋白素肠复配防腐剂的配方研究

从腐败的大豆蛋白素肠中分离获得3株菌落形态不同的腐败菌fb1、fb2、fb3,通过测定山梨酸钾、ε-聚赖氨酸盐酸盐、丙酸钙对不同腐败菌的最小抑菌浓度,初步探究了3种防腐剂对素肠中主要腐败菌的抑制作用。结果显示:山梨酸钾对fb2、fb3的抑制作用明显高于fb1,ε-聚赖氨酸盐酸盐对腐败菌的抑制作用fb1fb3fb2,丙酸钙对3种腐败菌的抑菌效果最差,在允许添加的范围内不能够抑制fb3的生长。在此基础上,通过筛选山梨酸钾和ε-聚赖氨酸盐酸盐的不同复配比例,得出0.175mg/g山梨酸钾+0.06mg/gε-聚赖氨酸盐酸盐的防腐剂复配组合,能够将大豆蛋白素肠的货架期延长到120.45d,较单独使用山梨酸钾的93.21d和ε-聚赖氨酸盐酸盐的98.48d有了较大的提高,有效降低了防腐剂的添加量和食品安全风险。     

单核细胞增生李斯特菌复合抑菌剂的研究

单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)在0～4℃也能生长,为确保冷却肉卫生安全,必须阻止肉中污染的LM的生长繁殖。本实验通过研究不同抑菌剂对3株LM的最小抑菌浓度(MIC),选取了ε-聚赖氨酸、Nisin、曲酸三种抑菌剂,利用响应面法找出最佳组合。结果表明:ε-聚赖氨酸、Nisin、曲酸对单核细胞增生李斯特菌的最小抑菌浓度分别为50μg/mL、200μg/mL、6.4mg/mL。当ε-聚赖氨酸、Nisin、曲酸的浓度分别为20.5μg/mL、184.6μg/mL、4.37mg/mL时对单核细胞增生李斯特菌的抑制作用最佳。     

四种食品防腐剂对食醋中芽孢杆菌的抑菌效果研究

探讨食品中常用的两种化学防腐剂(苯甲酸钠、尼泊金乙酯)和两种天然防腐剂(Nisin和ε-聚赖氨酸)对导致食醋产膜的芽孢杆菌的抑制作用。本试验通过试管二倍稀释法测定最低抑菌浓度(MIC),琼脂平板扩散法中的打孔法测定抑菌圈。试验结果表明,四种防腐剂的抑菌效果大小为:Nisin>ε-聚赖氨酸>尼泊金乙酯>苯甲酸钠。Nisin抑菌效果最好,对1号,2号,3号芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌的抑菌圈分别达到20.1 mm,21.1 mm,21.3 mm,17.5 mm,MIC分别为1.25,1.25,0.625,0.625 mg/mL。     

Checkerboard法对ε-聚赖氨酸和壳聚糖抑菌作用的研究

该研究以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为指示菌,探究ε-聚赖氨酸和壳聚糖复配溶液的抑菌效果。结果表明：6 μg/mL ε-聚赖氨酸和 100 μg/mL 壳聚糖复配溶液对大肠杆菌的抑制作用最佳;16 μg/mL ε-聚赖氨酸和 100 μg/mL壳聚糖复配溶液对金黄色葡萄球菌的抑制作用最佳。Checkerboard法表明壳聚糖和ε-聚赖氨酸抑菌作用具有叠加效应。ε-聚赖氨酸与壳聚糖复配溶液处理能够使细菌出现蛋白质泄漏现象。     

ε-聚赖氨酸复配保鲜剂对蛋糕保鲜效果

用3种新型保鲜剂——ε-聚赖氨酸、肉桂酸钾、迷迭香提取物以延长蛋糕的保质期。以抹茶戚风蛋糕为应用对象,通过优势腐败菌培养,考察ε-聚赖氨酸、肉桂酸钾、迷迭香提取物对其最小抑菌浓度的影响。通过响应面试验设计,得出3种保鲜剂最佳添加量。试验表明:加入0.147 g/kg ε-聚赖氨酸、0.137 g/kg肉桂酸钾和0.750 g/kg迷迭香提取物,可显著延长蛋糕保质期,使蛋糕能够在37℃贮藏2 d延长至贮藏6 d。     

ε-聚赖氨酸-葡聚糖复合物的功能性研究

通过美拉德干热反应,利用羰基对蛋白质氨基进行改性,制备ε-聚赖氨酸-葡聚糖(ε-PL-DE)复合物,在提高其乳化性的同时,通过最小抑菌质量浓度法和牛津杯法对其抑菌性进行研究。结果表明:ε-PL-DE复合物在温度60℃时可较好保留ε-聚赖氨酸的抑菌性,随着反应温度提高,其抑菌性降低;且ε-PL-DE复合物抑菌性在中性和微碱性条件下较强,pH4、9的条件下较弱。通过SDS-PAGE、糠醛和色差的测定,证实ε-聚赖氨酸(ε-PL)和葡聚搪(DE)的美拉德反应不仅逐渐生成大分子物质,向终反应阶段过渡,褐变程度加深且不同温度下的美拉德反应程度也不同,高温反应会快于低温反应。     

ε-聚赖氨酸抑菌性能研究

分别采用分光光度法、菌体量法以及孔扩散法研究了ε-聚赖氨酸对细菌和真菌的抑菌活性及ε-聚赖氨酸浓度、pH值和温度对其抑菌活性的影响。结果表明,ε-聚赖氨酸对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、黄曲霉、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、保加利亚乳杆菌等6种供试微生物均有一定的抑制作用,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、保加利亚乳杆菌抑制效果较好,对黄曲霉较差;对各种菌的最小抑菌浓度(MIC)为大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、保加利亚乳杆菌12.5 mg/L;枯草芽孢杆菌25 mg/L;酿酒酵母800 mg/L;黄曲霉1 600 mg/L。ε-聚赖氨酸的抑菌活性随其浓度的增加而增强,热稳定性非常好,能耐100℃的高温,在pH5～8抑菌活性最强,与甘氨酸、Nisin都有协同增效的作用。     

不同防腐剂对盐鸡制品的抑菌性能及品质的影响

目的:研究防腐剂对盐焗鸡制品的抑菌性能及品质影响。方法:选取乳酸链球菌素(nisin)、双乙酸钠、脱氢乙酸钠、山梨酸钾、纳他霉素、ε-聚赖氨酸等作为防腐剂,菌落总数、p H、感官评定作为评价指标,考察防腐剂单独使用以及两两交互对盐焗鸡制品的抑菌性能及品质的影响。结果表明:单独添加4 g/kg的nisin或2 g/kg的ε-聚赖氨酸时,盐焗鸡制品的感官品质和p H达到最优,抑菌效果也较为显著;将5 g/kg的nisin和2.5 g/kg的ε-聚赖氨酸复配使用时效果最佳,菌落总数为5800 cfu/g,感官评分4.04,p H6.53,明显强于单独使用nisin的保鲜效果。     

迷迭香酸协同ε-聚赖氨酸对金黄色葡萄球菌的抑菌机理初探

本文研究了迷迭香酸协同ε-聚赖氨酸对食品常见污染菌——金黄色葡萄球菌的抑菌作用,检测了两种抑菌成分对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度(MIC)、抑菌圈、联合作用效果、抑菌动力学曲线、可溶性蛋白、还原糖外泄和菌表面蛋白SDS-PAGE(十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳)图谱的效果。结果表明:迷迭香酸和ε-聚赖氨酸对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度(MIC)分别为4和0.1875 mg/mL,且抑菌浓度指数(FICI)为0.5,有较好的协同增效作用。1/4 MIC迷迭香酸和1/4 MIC ε-聚赖氨酸的复合有较强的抑菌活力,能损伤菌细胞膜,导致蛋白质和还原糖外泄,其蛋白图谱分析的菌体表面蛋白分子量变化,说明这两种抑菌成分促使金黄色葡萄球菌表面蛋白降解,抑制了金黄色葡萄球菌表面毒力因子的毒性。     

利用抗性筛选和基因组重排技术选育ε-聚赖氨酸高产菌株

聚赖氨酸产生菌Streptomyces albulus M-Z18的摇瓶产量较低,仅为1. 60 g/L。利用抗性筛选和基因组重排技术对S. albulus M-Z18进行菌种选育以获得高产ε-聚赖氨酸菌株。通过引入巴龙霉素抗性到S. albulus M-Z18中,获得两株性状优良的菌株S. albulus P-1和S. albulusP-2,ε-聚赖氨酸产量分别为2. 20 g/L和2. 16 g/L,单位菌体ε-聚赖氨酸合成能力分别为0. 41g/g和0. 39 g/g,作为基因组重排的亲本菌株;运用正交实验优化实验条件,最终获得一株高产ε-聚赖氨酸的融合子S. albulus G12,产量为2. 73 g/L,相比M-Z18提高了70. 63%。     

ε-聚赖氨酸盐酸盐与Nisin对蜡状芽孢杆菌的协同作用及机理

以碱性磷酸酶、紫外吸收物、丙酮酸含量以及SDSPAGE凝胶电泳结果等为指标,通过单独及联合使用ε-聚赖氨酸盐酸盐、乳酸链球菌素(Nisin),综合评价了ε-聚赖氨酸盐酸盐、Nisin对蜡状芽孢杆菌的抑菌作用。结果表明:ε-聚赖氨酸盐酸盐与Nisin对蜡状芽孢杆菌具有协同抑制作用,Nisin主要是通过破坏细胞壁膜结构以增加细胞壁膜的通透性,而ε-聚赖氨酸盐酸盐主要是通过影响ATP酶活性、蛋白质合成与表达及能量代谢过程来影响菌体的生长代谢活动。二者联合使用,可在较低浓度下达到更好抑菌效果。     

ε-聚赖氨酸与卵白蛋白间相互作用及对抑菌活性的影响

为表征带正电ε-聚赖氨酸与带负电卵白蛋白间的相互作用以及相互作用对ε-聚赖氨酸抑菌活性的影响,本 实验通过测定ε-聚赖氨酸与卵白蛋白复合溶液的ζ-电位和浊度,对ε-聚赖氨酸与卵白蛋白之间的相互作用进行了表 征。通过抑菌实验研究ε-聚赖氨酸与卵白蛋白之间的相互作用对ε-聚赖氨酸抑菌活性的影响。结果表明卵白蛋白可 与ε-聚赖氨酸形成带不同电荷的复合物,进而导致ε-聚赖氨酸对大肠杆菌的抑菌效果下降,这可能是由于ε-聚赖氨 酸与卵白蛋白分子之间发生静电结合,减少了其与带负电微生物表面间的相互作用。本研究初步建立了ε-聚赖氨酸 与卵白蛋白及大肠杆菌之间的相互作用模型,有利于进一步揭示在复杂食品体系中ε-聚赖氨酸与蛋白质的相互作用 及其对ε-聚赖氨酸抑菌活性的影响。     

美拉德反应条件对ε-聚赖氨酸-壳聚糖复合物乳化性及抑菌性的影响

采用干热美拉德反应制备了ε-聚赖氨酸-壳聚糖共价复合物,研究了反应时间及反应温度对共价复合物乳化性和抑菌性的影响。褐变检测、凝胶渗透色谱分析以及红外分析表明:ε-聚赖氨酸和壳聚糖在干热反应后发生共价交联并且结构发生了变化。当ε-聚赖氨酸与壳聚糖质量比1:5时,在70℃下反应6h的共价复合物不仅提高了乳化稳定性和乳化活性,而且保留了其抑菌活性。     

ε-聚赖氨酸和L-抗坏血酸处理对鲜切菠菜品质的影响

为探究ε-聚赖氨酸和L-抗坏血酸处理对鲜切菠菜保鲜效果的影响,根据货架期结果,在不同质量浓度梯度和组合的ε-聚赖氨酸和L-抗坏血酸处理组中（共16?组）筛选得到3?组保鲜液,分别为B组（0.05?g/L ε-聚赖氨酸溶液）、E组（10?g/L L-抗坏血酸溶液）、K组（0.05?g/L ε-聚赖氨酸＋10?g/L L-抗坏血酸溶液）。而后通过抑菌圈实验结合理化指标、抗氧化酶活性,研究不同保鲜液对鲜切菠菜品质的影响。结果表明：抑菌效果为K组＞B组＞E组;调控活性氧代谢效果为K组＞E组＞B组。0.05?g/L?ε-聚赖氨酸和10?g/L?L-抗坏血酸溶液联合应用于鲜切菠菜具有协同增效的作用,可延长货架期至12?d,0.05?g/L?ε-聚赖氨酸通过抑菌从而延长鲜切菠菜货架期至11?d;10?g/L L-抗坏血酸溶液主要通过改善鲜切菠菜活性氧代谢从而延长鲜切菠菜的货架期至10?d。     

ε-聚赖氨酸对冷鲜肉理化特性的影响

用不同浓度的ε-聚赖氨酸处理冷鲜肉,试验表明,与对照组相比,当ε-聚赖氨酸作用于冷鲜肉时,随着ε-聚赖氨酸浓度增加,其对冷鲜肉的菌落总数、pH、挥发性盐基氮及高铁肌红蛋白含量产生显著性影响。然而,ε-聚赖氨酸并不会影响冷鲜肉的硫代巴比妥酸值。结果表明, 1.25 g/100 mL和1.50 g/100 mLε-聚赖氨酸能显著抑制微生物的生长繁殖,减弱冷鲜肉中蛋白质的降解作用,并阻止肉的颜色改变。因此,ε-聚赖氨酸具备作为天然食品防腐剂的潜力,并且能延长冷鲜肉的货架期。