ε-聚賴氨酸在肉制品保鮮中的應用

吳晨奇，高以任,2，宋京城，高 岳，韓宇鵬，崔保威

（1.蘇州農業職業技術學院，江蘇蘇州 215000；2.蘇州科技大學，江蘇蘇州 215000）

傳統肉類保鮮主要是使用化學試劑，然而ε-聚賴氨酸（ε-PL）作為氨基酸聚合物，具相同保鮮作用的同時，安全無毒、綠色環保、熱穩定性好，可被人體降解吸收。我國于2014年允許ε-PL作為食品添加劑使用，目前在國內ε-PL已可大量生產，且產量高于日本。本文首先闡述了ε-PL的性質，解釋了其抑菌機制，最后重點介紹了目前ε-PL在肉制品保鮮中的相關研究成果。

1 ε-聚賴氨酸的概述

ε-聚賴氨酸抑菌范圍廣，吸濕性強、略帶苦味，需貯藏于陰涼干燥避光處，溶于水，微溶于乙醇，不溶于酯類、醚類有機溶劑，帶正電荷，沒有固定的熔點，250 ℃以上開始軟化分解。S.SHIMA[1]研究發現ε-PL分子中堿性基團氨基是抑菌關鍵基團，聚合度在高于十肽才具有抑菌性，可與鹽酸、甘氨酸等聯合使用后抑菌效果顯著，但低濃度下抑菌活性受 Fe2+、Cu2+、Ag2+影響。

2 ε-聚賴氨酸的抑菌機制

ε-聚賴氨酸通過如下3種途徑進行抑菌。①破壞細胞膜完整性使細胞膜喪失選擇性。王梓源等[2]研究發現ε-PL攻擊細菌細胞膜，菌體胞內物大量滲出，致使菌體細胞死亡。②破壞蛋白質合成系統，使細菌不能合成蛋白質和酶，因缺乏相關酶生長受到抑制，從而降低細胞存活率。③誘導細胞內活性氧化（ROS）的細胞凋亡。胡思嘉等[3]研究發現ε-PL會引起酵母細胞中ROS的積累以及DNA片段化，最終引發菌體死亡。目前得到廣泛認同的是氈毯模型理論，即膜攻擊理論，并且這種對細胞膜的作用屬于物理行為[4]。ε-PL結合細胞膜中的磷脂頭基，引起負曲率折疊的形成，損傷細胞膜，進而引發細胞死亡。

3 ε-聚賴氨酸對肉制品中的影響

ε-聚賴氨酸不會產生毒性，在普通的食品加工過程中對熱穩定，且具有廣普抑菌活性，對部分菌種有殺滅作用，可以延緩由于微生物產生的腐敗。為避免變味、變色及變質現象的出現，盧緒志等[5]研究發現ε-PL可抑制肉類中微生物及酶的活力。魏奇等[6]研究發現Nisin和ε-PL聯用對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌抑菌作用存在疊加效應。楊軼浠等[7]研究發現香辛料提取物對肉類有顯著抑菌和抗氧化效果。

3.1 ε-聚賴氨酸在豬肉中的應用

豬肉所含蛋白質豐富，但易受到微生物、內源酶及自身氧化作用的影響，進而引起品質降低。賀羽等[8]研究發現0.24%ε-PL與1.8%殼聚糖復配的保鮮能力最優。ε-PL抑制豬肉中的微生物生長，并降低細菌對肉蛋白的分解，顯著降低TVB-N含量。盤艷梅等[9]研究發現海藻酸鈉/迷迭香復合涂膜使冷卻豬肉保質期延長至9 d。杜雙甜等[10]研究發現蘋果多酚、殼聚糖1∶1的復配液減緩豬肉中pH值、CFU和TVB-N升高，明顯優于單獨使用。孟岳成等[11]研究發現TPP/ε-PL復合物處理豬肉香腸，減緩菌落總數增多，抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌活性明顯。

3.2 ε-聚賴氨酸在雞肉中的應用

目前我國已經是世界第二大雞肉生產國，由于加工、貯存工藝的局限性，微生物成為其腐敗變質的主要因素，可構建保鮮劑復合膜來抑制肉類腐敗優勢菌生長。王可[12]研究發現冷藏條件下，CMC和SA復合膜較單一使用香辛料更有效抑制肉類中的腐敗菌的生長，可延長雞肉的貨架期6 d，同時常溫下處理過的雞肉貨架期被延長了24 h。吳曉菲[13]研究發現0.8%殼寡糖復配0.6%沙姜乙醇提取物保鮮雞肉效果最好，保質期延長至20 d。

對肉類進行包裝的方式、包裝所用氣體的類別和配比均可不同程度地影響雞肉質地。茹志瑩等[14]研究發現15%O2+30%CO2+55%N2氣調包裝的冰溫條件下雞肉的保鮮期和品質得到有效的延長和保持。包裝氣體直接影響CFU，進而影響TVB-N、pH、IMP等指標。溫度可以影響微生物的生長，可改善調控溫度的技術，或利用不同溫度處理雞肉。李莎莎[15]研究發現雞肉在冰溫條件下可以更好地維持凝膠特性、保護雞肉品質，當豌豆蛋白濃度為8%時，次鮮肉凝膠的保水性、彈性和恢復性均在最大值，凝膠網格結構最為致密。

天然材料對環境污染小，可以利用其提取物和天然保鮮劑聯用以達到最好的抑菌效果。王瑩等[16]研究發現殼多糖和茶多酚對雞肉保鮮的效果達到極顯著水平。天然物質中有效抑菌物質的提取方法不同，一定程度上影響其對食物的保鮮能力。洪軍等[17]研究發現連翹和葡萄皮醇對食源性致病菌抑菌效果較好，連翹可較好地抑制TVB-N、TBARS和pH值增加。蔬菜、草藥等易獲取材料也可作為天然抑菌物質的供源。高志鑫等[18]研究發現白芷水煎液具最佳抑菌效果，0.75 g/mL白芷水煎液與韭菜提取液聯用，可減緩扒雞的劣變速度，進一步使貯存天數增多。

殼聚糖是抑菌且具良好成膜性能的天然材料。王倩等[19]研究發現OR-CS包裝組可更有效地保持冰鮮雞胸肉的品質和色澤，在貯藏期間能顯著延緩肉表面亮度的減弱，不會對肉的顏色、氣味、黏度和彈性產生不良影響。多種抑菌物質混合使用在較低使用量可達到所需的抑菌效果。游慶紅等[20]研究發現0.20%茶多酚、0.07%Nisin，0.04%ε-PL處理冷鮮雞肉，減緩TVB-N、pH和CFU升高，貯藏時間可延長至12 d。

3.3 ε-聚賴氨酸在牛肉中的應用

牛肉味道極佳，富含維生素深受消費者的青睞，何亮[21]研究發現肌肉蛋白分解成氨和胺類堿性含氮物質會升高pH和TVB-N。顧春濤[22]研究發現低濃度ε-PL復配液可以延長牛肉貨架期。李福厚等[23]研究發現室溫儲存12 d后ε-PL和茶多酚復配液處理組牛肉CFU、pH、TVB-N和TBARS均無變化。以花為原材料制備抑菌劑處理牛肉是一種綠色環保的方式。羅丹等[24]研究發現與山梨酸鉀和維生素C相比的抗氧化和防腐效果，玫瑰雪菊濃縮液處理后的牛肉的pH、TVB-N、TBARs、羰基含量和CFU都有所改善。ALIREZALU KAZEM等[25-26]研究發現1%ε-PL與9% SNE儲存期間對霉菌、酵母，TVC和大腸菌群表現最高的抑制作用，還研究發現ε-PL殼聚糖復合處理組薄膜厚度和拉伸強度值較高，pH、TVB-N、TBARS、總活菌數均減緩。

冰溫技術影響肉類脂肪的氧化程度，抑制內源性酶的活性。較單一使用抑菌物質，保藏條件協同抑菌物質處理牛肉可達到更好的保鮮效果。郝瑞等[27]研究發現天然保鮮劑和冰溫結合延長牛肉的貨架期至16 d。0.3%ε-PL，0.75%馬齒莧提取物，0.05%木犀草素與冰溫協同作用具最佳保鮮效果。張一敏等[28]研究發現-0.5～-2.8 ℃冰溫可有效地減緩汁液損失，脂肪氧化和CFU增長，從而抑制肉中的微生物生長及內源酶的活性。

4 結語

作為安全性高、熱穩定性好的抗菌天然氨基酸聚合物，ε-聚賴氨酸可以通過破壞細胞膜完整性、破壞蛋白質合成系統、誘導胞內活性氧化的細胞凋亡來延長肉類食品保質期，以及減少變味、變色及變質現象。較單一使用ε-PL保鮮處理食品，與天然食品保鮮劑Nisin、茶多酚等復配可進一步增強抑菌效果，同時減少化學保鮮劑的使用，進而保護環境。