ε-聚赖氨酸（ε-poly-L-lysine，简称ε-PL）是一种由白色链球菌(Streptomyces albulus)发酵生产的含有25～30个L－赖氨酸残基的同型单体聚合物，由人体必需氨基酸L-赖氨酸的ε-氨基与另一L-赖氨酸的α-羧基形成ε-酰胺键连接而成，ε-PL最早是由日本科学家发现的。
1.1 理化性质
ε-聚赖氨酸为淡黄色粉末、吸湿性强，略有苦味，是赖氨酸的直链状聚合物。它不受pH值影响，对热稳定(120℃，20min)，能抑制耐热菌，故加入后可热处理。与盐酸、柠檬酸、苹果酸、甘氨酸和高级脂肪酯等合用有增效作用。分子量在3600—4300之间的ε-聚赖氨酸其抑菌活性最好，当分子量低于1300时，ε-聚赖氨酸失去抑菌活性。由于聚赖氨酸是混合物，所以没有固定的熔点，250℃以上开始软化分解。ε-聚赖氨酸溶于水，微溶于乙醇。对其表征进行红外光谱分析表明：在1680～1640cm -1和1580—1520cm-1有强吸收峰。
1.2 ε-聚赖氨酸的特点
?-聚赖氨酸(ε-PL) 具有广谱抑菌性,对革兰氏阳性和阴性菌如枯草杆菌、乳酸菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等的繁殖有强的抑制作用,对酵母菌和霉菌也有一定的抑制作用。作为防腐剂，ε-PL具有安全性能高、在水中的溶解性极强、热稳定性好、使用范围广等优点,在中性和微酸性环境条件均有较强的抑菌性（表3）。由于对热稳定,故加入后可热处理（表4）,因此还能抑制一些耐热性芽孢杆菌等,另外,ε-PL对一些呈蝌蚪状的非收缩性长尾噬菌体也有抑制作用 。
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| | 乳酸链球菌素在酸性条件下稳定，pH 2时经115℃高压灭菌不失活，pH 5时则失活40％ |
| 窄，对霉菌，酵母菌及真菌有很强的抑制作用，对细菌无效 | 纳他霉素在水中和多数有机溶剂中的溶解度很低，且高温、紫外线、氧化剂及重金属等会影响它的稳定性 |
| 广，在酸性和微酸性环境中对G+、G-、酵母菌、霉菌均有一定的抑菌效果，对其他天然防腐剂不易抑制的G-的大肠杆菌、沙门氏菌抑菌效果很好，而且对耐热性芽孢杆菌和一些病毒也有抑制作用。 | 聚赖氨酸不受pH值影响（表3），对热稳定，在120℃加热20min不影响其抑菌活性（表4）。从表1可以看出，乳酸链球菌素和纳他霉素的抑菌谱都较窄，两者必须配合使用才能达到较好的抑菌效果。而聚赖氨酸在酸性和微酸性环境中对G+、G-、酵母菌、霉菌均有抑菌效果，对其他天然防腐剂不易抑制的G-的大肠杆菌、沙门氏菌抑菌效果非常好（表2），而且其对耐热性芽孢杆菌和一些病毒也有抑制作用。 |
抑菌机理
ε-PL 呈高聚合多价阳离子态,它能破坏微生物的细胞膜结构 ,引起细胞的物质、能量和信息传递中断,还能与胞内的核糖体结合影响生物大分子的合成,最终导致细胞死亡。
安全性
ε- PL作为食品的保鲜剂已有将近二十年的时间了, 研究表明，它具有较强的安全性。
经慢性毒性和致癌性联合试验表明,每日摄取食物中的ε-PL 含量在6500mgk/g ,属于极安全的水平；在20000mg/kg,无明显的组织病理变化,也观察不到可能的致癌性。Hiraki 等更用非常详细的毒理试验证实了ε-PL 作为食品保鲜剂的高度安全性。他们用雄性或雌性老鼠进行急性毒性试验,实验分两组,均用ε-PL 连续喂养14 d ,一组喂养量为每日5g/kg (ε- PL 质量/老鼠体重) ，5min 后，所有老鼠的情绪只受到轻微的影响,3～6 h 后恢复正常；而喂养量为每日1125～215 g/kg 的另一组老鼠，则观察不到任何毒性反应，两组老鼠的体重也没有差别，显示ε-PL对生长没有任何影响，急性毒性试验后进一步观察很长一段时间，发现所有老鼠的体重均没有受到影响，主要器官的病理检查也没有任何异常。用代谢活力缺陷的鼠伤寒沙门氏菌( Salmonella typhimurium) 等细菌进行回复试验也表明ε-PL 没有致突变性。90 d 喂养慢性毒理试验表明,每日摄取的食物中ε-PL 含量在10,000μg/ g (相当于895mg ε- PL /kg 雄鼠和995 mg/kg 雌鼠) 以下,属于极安全的水平。用14C 标志的ε-PL 进行ADME 试验(动物的吸收性、分布性、代谢性和排泄性试验) 也表明ε-PL 的安全性。根据美国FDA的标准,ε-PL 作为食品保鲜剂在米饭或寿司中的添加量为5～50μg/g ,以每人每天进食300g 米饭(加有50mg/kg 的ε-PL) ,一个60 kg 体重的人每天进食的ε-PL 量只有15mg ,因此ε-PL 作为食品保鲜剂是极安全的。
使用范围
ε- PL 具有水溶性好、热稳定性和pH 使用范围广等特点,在各种不同条件下均可使用。国标及使用范围如下：