ε-聚赖氨酸在肉制品保鲜中的应用

吴晨奇，高以任,2，宋京城，高 岳，韩宇鹏，崔保威

（1.苏州农业职业技术学院，江苏苏州 215000；2.苏州科技大学，江苏苏州 215000）

传统肉类保鲜主要是使用化学试剂，然而ε-聚赖氨酸（ε-PL）作为氨基酸聚合物，具相同保鲜作用的同时，安全无毒、绿色环保、热稳定性好，可被人体降解吸收。我国于2014年允许ε-PL作为食品添加剂使用，目前在国内ε-PL已可大量生产，且产量高于日本。本文首先阐述了ε-PL的性质，解释了其抑菌机制，最后重点介绍了目前ε-PL在肉制品保鲜中的相关研究成果。

1 ε-聚赖氨酸的概述

ε-聚赖氨酸抑菌范围广，吸湿性强、略带苦味，需贮藏于阴凉干燥避光处，溶于水，微溶于乙醇，不溶于酯类、醚类有机溶剂，带正电荷，没有固定的熔点，250 ℃以上开始软化分解。S.SHIMA[1]研究发现ε-PL分子中碱性基团氨基是抑菌关键基团，聚合度在高于十肽才具有抑菌性，可与盐酸、甘氨酸等联合使用后抑菌效果显著，但低浓度下抑菌活性受 Fe2+、Cu2+、Ag2+影响。

2 ε-聚赖氨酸的抑菌机制

ε-聚赖氨酸通过如下3种途径进行抑菌。①破坏细胞膜完整性使细胞膜丧失选择性。王梓源等[2]研究发现ε-PL攻击细菌细胞膜，菌体胞内物大量渗出，致使菌体细胞死亡。②破坏蛋白质合成系统，使细菌不能合成蛋白质和酶，因缺乏相关酶生长受到抑制，从而降低细胞存活率。③诱导细胞内活性氧化（ROS）的细胞凋亡。胡思嘉等[3]研究发现ε-PL会引起酵母细胞中ROS的积累以及DNA片段化，最终引发菌体死亡。目前得到广泛认同的是毡毯模型理论，即膜攻击理论，并且这种对细胞膜的作用属于物理行为[4]。ε-PL结合细胞膜中的磷脂头基，引起负曲率折叠的形成，损伤细胞膜，进而引发细胞死亡。

3 ε-聚赖氨酸对肉制品中的影响

ε-聚赖氨酸不会产生毒性，在普通的食品加工过程中对热稳定，且具有广普抑菌活性，对部分菌种有杀灭作用，可以延缓由于微生物产生的腐败。为避免变味、变色及变质现象的出现，卢绪志等[5]研究发现ε-PL可抑制肉类中微生物及酶的活力。魏奇等[6]研究发现Nisin和ε-PL联用对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌作用存在叠加效应。杨轶浠等[7]研究发现香辛料提取物对肉类有显著抑菌和抗氧化效果。

3.1 ε-聚赖氨酸在猪肉中的应用

猪肉所含蛋白质丰富，但易受到微生物、内源酶及自身氧化作用的影响，进而引起品质降低。贺羽等[8]研究发现0.24%ε-PL与1.8%壳聚糖复配的保鲜能力最优。ε-PL抑制猪肉中的微生物生长，并降低细菌对肉蛋白的分解，显著降低TVB-N含量。盘艳梅等[9]研究发现海藻酸钠/迷迭香复合涂膜使冷却猪肉保质期延长至9 d。杜双甜等[10]研究发现苹果多酚、壳聚糖1∶1的复配液减缓猪肉中pH值、CFU和TVB-N升高，明显优于单独使用。孟岳成等[11]研究发现TPP/ε-PL复合物处理猪肉香肠，减缓菌落总数增多，抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌活性明显。

3.2 ε-聚赖氨酸在鸡肉中的应用

目前我国已经是世界第二大鸡肉生产国，由于加工、贮存工艺的局限性，微生物成为其腐败变质的主要因素，可构建保鲜剂复合膜来抑制肉类腐败优势菌生长。王可[12]研究发现冷藏条件下，CMC和SA复合膜较单一使用香辛料更有效抑制肉类中的腐败菌的生长，可延长鸡肉的货架期6 d，同时常温下处理过的鸡肉货架期被延长了24 h。吴晓菲[13]研究发现0.8%壳寡糖复配0.6%沙姜乙醇提取物保鲜鸡肉效果最好，保质期延长至20 d。

对肉类进行包装的方式、包装所用气体的类别和配比均可不同程度地影响鸡肉质地。茹志莹等[14]研究发现15%O2+30%CO2+55%N2气调包装的冰温条件下鸡肉的保鲜期和品质得到有效的延长和保持。包装气体直接影响CFU，进而影响TVB-N、pH、IMP等指标。温度可以影响微生物的生长，可改善调控温度的技术，或利用不同温度处理鸡肉。李莎莎[15]研究发现鸡肉在冰温条件下可以更好地维持凝胶特性、保护鸡肉品质，当豌豆蛋白浓度为8%时，次鲜肉凝胶的保水性、弹性和恢复性均在最大值，凝胶网格结构最为致密。

天然材料对环境污染小，可以利用其提取物和天然保鲜剂联用以达到最好的抑菌效果。王莹等[16]研究发现壳多糖和茶多酚对鸡肉保鲜的效果达到极显著水平。天然物质中有效抑菌物质的提取方法不同，一定程度上影响其对食物的保鲜能力。洪军等[17]研究发现连翘和葡萄皮醇对食源性致病菌抑菌效果较好，连翘可较好地抑制TVB-N、TBARS和pH值增加。蔬菜、草药等易获取材料也可作为天然抑菌物质的供源。高志鑫等[18]研究发现白芷水煎液具最佳抑菌效果，0.75 g/mL白芷水煎液与韭菜提取液联用，可减缓扒鸡的劣变速度，进一步使贮存天数增多。

壳聚糖是抑菌且具良好成膜性能的天然材料。王倩等[19]研究发现OR-CS包装组可更有效地保持冰鲜鸡胸肉的品质和色泽，在贮藏期间能显著延缓肉表面亮度的减弱，不会对肉的颜色、气味、黏度和弹性产生不良影响。多种抑菌物质混合使用在较低使用量可达到所需的抑菌效果。游庆红等[20]研究发现0.20%茶多酚、0.07%Nisin，0.04%ε-PL处理冷鲜鸡肉，减缓TVB-N、pH和CFU升高，贮藏时间可延长至12 d。

3.3 ε-聚赖氨酸在牛肉中的应用

牛肉味道极佳，富含维生素深受消费者的青睐，何亮[21]研究发现肌肉蛋白分解成氨和胺类碱性含氮物质会升高pH和TVB-N。顾春涛[22]研究发现低浓度ε-PL复配液可以延长牛肉货架期。李福厚等[23]研究发现室温储存12 d后ε-PL和茶多酚复配液处理组牛肉CFU、pH、TVB-N和TBARS均无变化。以花为原材料制备抑菌剂处理牛肉是一种绿色环保的方式。罗丹等[24]研究发现与山梨酸钾和维生素C相比的抗氧化和防腐效果，玫瑰雪菊浓缩液处理后的牛肉的pH、TVB-N、TBARs、羰基含量和CFU都有所改善。ALIREZALU KAZEM等[25-26]研究发现1%ε-PL与9% SNE储存期间对霉菌、酵母，TVC和大肠菌群表现最高的抑制作用，还研究发现ε-PL壳聚糖复合处理组薄膜厚度和拉伸强度值较高，pH、TVB-N、TBARS、总活菌数均减缓。

冰温技术影响肉类脂肪的氧化程度，抑制内源性酶的活性。较单一使用抑菌物质，保藏条件协同抑菌物质处理牛肉可达到更好的保鲜效果。郝瑞等[27]研究发现天然保鲜剂和冰温结合延长牛肉的货架期至16 d。0.3%ε-PL，0.75%马齿苋提取物，0.05%木犀草素与冰温协同作用具最佳保鲜效果。张一敏等[28]研究发现-0.5～-2.8 ℃冰温可有效地减缓汁液损失，脂肪氧化和CFU增长，从而抑制肉中的微生物生长及内源酶的活性。

4 结语

作为安全性高、热稳定性好的抗菌天然氨基酸聚合物，ε-聚赖氨酸可以通过破坏细胞膜完整性、破坏蛋白质合成系统、诱导胞内活性氧化的细胞凋亡来延长肉类食品保质期，以及减少变味、变色及变质现象。较单一使用ε-PL保鲜处理食品，与天然食品保鲜剂Nisin、茶多酚等复配可进一步增强抑菌效果，同时减少化学保鲜剂的使用，进而保护环境。