一株产ε-聚赖氨酸菌株的鉴定和发酵优化

张旭松，高 鹏，黄天悦，陈 斐，郭佳强，曾 鑫，陈孝平

武汉工程大学环境生态与生物工程学院，湖北 武汉 430205

ε-聚赖氨酸是1977 年日本的Shima 和Sakait在白色链霉菌的发酵液发现的一种对德拉根道夫试验呈阳性的化合物，随着对该物质研究的深入，发现这种物质是由25～35 个L-赖氨酸单体经过α-COOH 和ε-NH2缩聚而成的一种同型氨基酸聚合物，分子量约为3 500～4 500 Da。由于其肽键异于α-聚赖氨酸聚合物中的肽键，所以将这种物质称为ε-聚赖氨酸［1］。ε-聚赖氨酸的结构如图1 所示。ε-聚赖氨酸纯品外观为碱白色至淡黄色粉末，略带苦味、吸水性强、溶于水，微溶于乙醇，但不溶于乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂［2-3］。研究发现，ε-聚赖氨酸在121 ℃下处理60 min 仍不会被降解，该物质的等电点为9.0，所以该物质受pH 的影响较小［4］。截至目前，相关研究还没有发现其具有确切的三维结构。ε-聚赖氨酸作为一种聚合物，归类于非晶体，因此它没有确切的熔点，当温度超过250 ℃，便开始软化并分解，红外光谱分析表明，ε-聚赖氨酸在1 680～1 640 nm 和1 580 ～1 520 nm 区间时有强吸收峰［2-3］。

ε-聚赖氨酸具有抑菌谱广、水溶性好、安全性高、热稳定性好和抑菌pH 范围广等特点逐渐地受到食品、医药和化工行业的关注［5-6］。经研究发现ε-聚赖氨酸可绿色降解，可食用，对人体本身和其它动物均无毒副作用，该物质也不会在人体内积累。早已在韩国、日本、美国等国家应用于食品防腐，随后中国也批准ε-聚赖氨酸作为食品防腐剂［7-8］。ε-聚赖氨酸还可以应用农产品生长和保鲜［9-12］，应用于生物医学，例如用于干扰素诱导剂、药物载体、药物缓释剂、生物传感器［13-14］、可生物降解性ε-聚赖氨酸树脂制备等［15-17］。……