食源性羧甲基赖氨酸的研究进展

羧甲基赖氨酸[N~ε-(Carboxymethyl)lysine,CML]是美拉德产物之一,研究较多的是其在体内的积累与慢性疾病并发症的相关性。对于食源性CML的报道较少,本文从食源性CML的性质、来源、潜在危害,形成途径及检测方法进行阐述,提供一定的理论基础。     

发酵食品中羧甲基赖氨酸的研究进展

美拉德反应(Maillard reaction,MR)会产生晚期糖基化终末产物(advanced glycation endproducts,AGEs),经研究发现AGEs为一类混合物,截至目前鉴定出的AGEs有20多种,而其中的羧甲基赖氨酸(Nε-(Carboxymethyl)lysine,CML)是研究最多、最广泛的一种。文章主要介绍了发酵食品中羧甲基赖氨酸的形成、测定方法,加工条件对羧甲基赖氨酸的影响及控制方法,以及羧甲基赖氨酸对人体产生的危害。     

对食品中羧甲基赖氨酸含量影响因素的分析

对影响食品中Nε-(1-羧甲基)-L-赖氨酸含量的因素进行了综述,以期为有效控制食品中其含量提供依据。     

肌原纤维蛋白结合态羧甲基赖氨酸的体外消化特性

利用荧光显微镜、十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)、三甲基甘氨酸-十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(tricine-sodium dodecyl sulfatepolyacrylamide gel electrophoresis,Tricine-SDS-PAGE)和粒径分析仪研究肌原纤维蛋白结合态羧甲基赖氨酸[myofibrillar protein-bound Nε-(carboxymethyl)lysine,MP-bound CML]在体外模拟胃肠系统消化过程中水解产物的变化情况,并利用超滤对胃肠消化后的水解产物进行分级(5 kDa、3 kDa～5 kDa、1 kDa～3 kDa、1 kDa),用高效液相色谱-三重四极杆串联质谱(high performance liquid chromatography-triple quadrupole-tendem mass spectrum,HPLC-QQQMS/MS)仪测定各分子量组分中CML含量及占总CML的百分比,明确MP-bound CML在胃肠消化道中的消化特性。结果表明:随着体外模拟胃肠消化时间的增加,MP-bound CML粒径逐渐减小,当肠液消化360 min时MP-bound CML水解液粒径在100 nm～1 000 nm范围内,分子量主要在17 kDa以下;MP-bound CML水解液中分子量小于5 kDa的结合态CML比例为68.5%,其中分子量小于1 kDa的结合态CML比例为8.9%,这为探究食品中蛋白结合态晚期糖基化终末产物(advanced glycation end-products,AGEs)的肠道吸收机制提供了一定的理论基础支撑。     

聚-ε-赖氨酸降解特性的初步研究

聚-ε-赖氨酸(Poly-ε-Lysine,ε-PL)是由L型赖氨酸通过α-羧基和ε-氨基之间形成酰胺键连接而成的多聚氨基酸,是一种新型的营养型生物防腐剂。实验初步研究了ε-PL的降解特性。结果表明,ε-PL的热稳定性较好,在121℃保存20min,其降解率仅为6%;ε-PL在0.01mol/L盐酸溶液中降解率接近0,在0.01mol/L氢氧化钠溶液中降解率达到75%;相比胃蛋白酶和胰蛋白酶,风味酶和木瓜蛋白酶对ε-PL的降解影响较大;ε-PL的产生菌白色链霉菌能够降解ε-PL。     

离子交换法分离发酵液中ε聚L赖氨酸

研究了ε-聚L-赖氨酸发酵液前处理的工艺条件。以蛋白质和ε-聚L-赖氨酸浓度为指标,分别使用5mol/L氢氧化钠于p H8.5沉淀蛋白质和5ku的聚砜超滤膜进行超滤,达到了良好的去除杂蛋白的效果。同时探讨了离子交换法分离发酵液中ε-聚L-赖氨酸的工艺。以ε-聚L-赖氨酸吸附量为指标,采用静态吸附法选择合适的树脂:弱酸型HD-2阳离子交换树脂,其最大吸附量可达到28.8mg/g。     

ε-多聚赖氨酸的研究进展

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。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，尤其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。采用小白色链霉菌（Streptomyces albulus）发酵制得ε-多聚赖氨酸的合成方法是较为理想的。在发酵生产中，甘油和葡萄糖是最好的碳源，氮源方面，硫酸铵和酵母膏的混合使用更有利于ε-多聚赖氨酸产物的形成，发酵生产的最适温度是25～30℃，产物形成的最佳pH为4．0。     

ε-聚-L-赖氨酸生产菌株的遗传改造与发酵优化控制

ε-聚-L-赖氨酸作为微生物合成的赖氨酸聚合物,具有良好的抑菌活性和生物相容性,在食品和医药等领域的需求量日增。然而因受微生物胞内代谢调控的制约,其合成量低。基于前体赖氨酸代谢途径的遗传改造,以及有效的发酵控制策略,已在一定程度上提高了ε-聚-L-赖氨酸的产率。对ε-聚-L-赖氨酸合成酶及降解酶的分子结构研究和产生菌遗传转化体系的构建,有望进一步提升ε-聚-L-赖氨酸的品质和产量。     

聚-ε-赖氨酸生产茵分批发酵动力学模型

对白色链霉菌(Streptomyces albus 202)产聚-ε-赖氨酸(Poly-ε-Lysine,ε-PL)的动力学进行了研究.根据Logistic和Luedeking-Piret模型方程分别建立了Streptorayces albus 202菌体生长、产物形成和基质消耗的数学模型,并利用IstOpt软件对模型参数进行非线性曲线拟合.结果发现计算值与实验值有良好的拟合性,菌体生长、产物形成和底物消耗模型的拟合度分别为0.996、0.990、0.996.结果说明所建立动力学能较好地反映ε-PL分批发酵过程.     

天然食品防腐剂ε-聚L-赖氨酸的研究进展

对在日本广泛应用的新型天然食品防腐剂ε-聚L-赖氨酸的研究历史及现状进行了全面综述.内容涉及ε-聚L-赖氨酸的生产菌种特性、抑菌机制、测定方法、毒性研究、发酵生产、分离纯化、在食品中的应用等方面.     

离子交换树脂提取发酵液中聚-ε-赖氨酸的研究

对离子交换树脂提取分离发酵液中聚-ε-赖氨酸(ε-PL)的工艺条件进行研究,确立的最佳提取条件为使用弱酸性阳离子交换树脂D152,上柱液pH8.5,以盐酸作为洗脱剂,洗脱剂浓度为0.1mol/L,洗脱速度为1.0mL/min。在优化条件下,ε-PL平均提取得率为82%,产品纯度达到了80%以上。     

抗氧化剂对赖氨酸-葡萄糖反应生成羧甲基赖氨酸的抑制研究

研究了抗氧化剂维生素B1、维生素B6、儿茶素、白藜芦醇、丁基羟基茴香醚(BHA)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)对赖氨酸-葡萄糖反应生成羧甲基赖氨酸的抑制作用。研究结果表明,维生素B1、维生素B6、儿茶素、白藜芦醇对羧甲基赖氨酸具有抑制作用,抑制率从大到小的顺序依次为维生素B1、白藜芦醇、儿茶素、维生素B6。BHA、TBHQ对羧甲基赖氨酸具有促进作用。BHA对羧甲基赖氨酸的生成促进作用较小,TBHQ对羧甲基赖氨酸的生成促进作用较大。有的抗氧化剂具有抑制羧甲基赖氨酸的生成作用,而有的却没有,有的甚至还具有促进生成作用。     

ε-聚-L-赖氨酸样品的成分分析

ε-聚-L-赖氨酸(ε-PL)样品由本研究室制得,对样品灰分的分析结果表明灰分含量均符合日本和韩国的ε-PL产品标准,检测的金属中Ca和Mg的含量最高,阴离子Cl-、PO43-、SO42-的含量分别为0.34%、1.39%和0.13%,NO3-未检出。对样品的分析结果表明Pb和As含量均低于日本、韩国标准的上限;样品中还原糖和多糖总量少于0.4%。对样品的HPLC分析结果证明样品中只含有一种ε-PL组分,但其存在形式有所不同。ε-PL样品成分分析将为其产品标准的建立提供基础数据。     

白色链霉菌发酵液中赖氨酸的测定

对天然食品防腐剂ε-聚L-赖氨酸的发酵液中赖氨酸浓度的测定方法进行了研究。结果显示：分光光度法测定白色链霉菌发酵液中的赖氨酸时适用的测量范围是0．075mg／mL～200mg／mL，反应液加热时间20min以上，反应液的最大吸收波长480nm～482nm。发酵液中如果添加脯氨酸对测定结果影响最为明显。     

利用高效液相色谱仪初步研究聚-ε-赖氨酸的稳定性

利用高效液相色谱仪初步研究了聚-ε-赖氨酸（ε-PL）的稳定性。结果表明ε-PL在pH2～11范围内稳定,抗酸能力强,在磷酸、醋酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸等溶液中稳定;ε-PL的热稳定性极高;在低浓度的还原剂亚硫酸钠溶液中稳定性较好;一定浓度的食品添加剂对ε-PL的稳定性影响不大。ε-PL作为食品防腐剂具有较大的应用潜力。     

ε-聚-L-赖氨酸对酿酒酵母抑菌机制的初步研究

ε-聚-L-赖氨酸(ε-Poly-L-lysine,ε-PL)是一种具有广谱抑菌性的聚阳离子多肽,目前已作为生物防腐剂广泛应用。为了进一步揭示ε-PL抑菌机理,本文以酿酒酵母作为模式菌株,确定了ε-PL作用下酿酒酵母的剂量响应曲线、致死率、活力,以及ε-PL细胞膜穿透活性和其对酵母细胞表面疏水性的影响;研究了二价阳离子对ε-PL抑菌活性的影响;利用扫描电子显微镜观察了酵母细胞形态在ε-PL作用下的变化。结果表明:ε-PL对酿酒酵母的抑菌活性依赖于其作用浓度的高低,当ε-PL浓度达到500μg/m L时可将酵母细胞致死;此外,ε-PL能够提高酵母细胞膜通透性和疏水性;同时,ε-PL抑菌活性会受到二价阳离子的影响;基于上述实验结果和扫描电子显微镜观察发现ε-PL可能通过毡毯模型中描述的作用模式将酵母细胞杀死。     

ε-多聚赖氨酸产生菌发酵研究与产物鉴定

为了提高ε-多聚赖氨酸(ε-PL)产生菌的发酵效率和产量,在筛选高产ε-多聚赖氨酸产生菌株基础上,对发酵培养基成分进行优化,以提高比发酵量以及发酵效率为途径获得最佳培养基成分。辅助以原位分离发酵实验,结果发现当甘油与D-木糖按照3:7混合作为复配碳源,(NH4)2SO4与酵母粉按照1:1.25混合作为复配氮源时,产量最高为1.76 g/L,相比于优化前的发酵产量、比发酵量和发酵效率分别提高了30.1%、18.8%和17.1%。同时通过核磁共振波谱与薄层层析确定发酵产物,从而验证整个发酵体系的性能。     

冻藏对原料肉加工前后羧甲基赖氨酸和羧乙基赖氨酸含量的影响

目的探究冻藏对原料肉加工前后羧甲基赖氨酸(N~ε-carboxymethyl-lysine,CML)和羧乙基赖氨酸(N~ε-carboxyethyllysine,CEL)含量的影响。方法以鸡胸肉为研究对象,使用反复冻融的方式模拟原料肉的冻藏过程,通过TBARs值与脂肪酸含量的变化评价原料肉脂肪氧化程度,同时考察原料肉与烤制后其中CML和CEL的含量。结果反复冻融会造成原料肉的汁液损失,游离氨基酸含量增加。在冻融前期(0～2 cycles)脂肪氧化程度较低, TBARs值为0.25 mg/kg,后期(4～6 cycles)程度加大,TBARs值为0.53 mg/kg。未冻融的新鲜原料肉中的CML及CEL含量均为最低,经1次冻融后CEL含量增加一倍达到(165.01±2.33)(μg/g干基),CML含量增加不显著(P0.05)。热加工后肉饼中CEL含量随原料肉冻融次数逐渐升高,于第6次冻融后达到最高值133.26±7.16(μg/g肉饼),与鲜肉对比含量增加15%,同时CML的含量增加44%。结论冻藏过程中,原料肉的反复冻融会导致脂肪氧化, CML和CEL的累积,同时会影响热加工后肉制品的品质。     

鸡蛋壳赖氨酸螯合钙的制备及其结构表征

为提高废弃鸡蛋壳的利用率,对鸡蛋壳赖氨酸螯合钙的制备工艺进行研究,并对其结构进行表征,以开发一种新型氨基酸生物钙制剂。本文以鸡蛋壳和L-赖氨酸为原料,赖氨酸螯合钙螯合率为指标,优化鸡蛋壳赖氨酸螯合钙的制备工艺。通过单因素试验和响应面试验,考察螯合反应时间、反应温度、溶液p H和L-赖氨酸与Ca Cl2摩尔比等因素对赖氨酸螯合钙螯合率的影响,优化确定最佳螯合工艺为:反应时间为49 min,反应温度为70℃,溶液p H为8.7,L-赖氨酸与Ca Cl2摩尔比为2:1。在此条件下,赖氨酸螯合钙螯合率为82.84%,较柠檬酸钙和谷氨酸钙螯合率分别高3.55%和1.72%。采用红外光谱、X衍射分析了鸡蛋壳赖氨酸螯合钙的结构,结果表明L-赖氨酸中的-NH2键和-COOH键均参与了螯合反应,L-赖氨酸中氨基上的N原子和羧基上的O原子均参与了反应,因此赖氨酸与钙形成了螯合物。     

染料结合赖氨酸(DBL)法测定大豆粕中赖氨酸含量

本文论述了应用染料结合赖氨酸(DBL)法测定大豆粕中赖氨酸含量的研究。试验了不同丙酰化时间:10、15、20、30min,不同染色时间:60、120、180min对赖氨酸测定结果的影响。研究表明:当大豆粕样品重为180mg,丙酰化时间控制在15min,染色时间控制在120min,则赖氨酸测定的结果误差可以保持或接近在±0.03％。