目前，国外食品防腐剂行业已相当成熟，开发出了数十种天然食品防腐剂，建立了完备的法规。国内对天然食品防腐剂的研究起步较晚，目前尚属初级阶段，为适应市场需求，国内学者也做了大量的工作。生物技术的飞速发展，为开发、应用天然食品防腐剂开辟了一条崭新的途径。本文从ε-聚赖氨酸的结构、生产、应用等方面综合叙述ε-聚赖氨酸的研究现状及应用前景。
1 ε-聚赖氨酸的特点
ε-聚赖氨酸是一种由单一赖氨酸在a－羟基和ε-氨基形成酰胺键而连接成的多聚体直链氨基酸，含有有20～30个赖氨酸单体。到目前为止，还没有发现ε-PL具有确切的二维和三维空间结构。当聚合度低于十肽，会丧失抑菌活性。具有高抑菌活性的ε-多聚赖氨酸的分子量在3600～4300之间。
ε-PL能引起人们广泛的关注就在于可以作为食品保鲜剂，具有抑菌谱广、水溶性好、安全性高、热稳定性好、抑菌范围广等特点。
水溶性好：ε－聚赖氨酸在水中的溶解性强于游离赖氨酸，这样更便于在食品中的添加使用。
安全性：ε－聚赖氨酸是一种营养型抑菌剂，安全性高于其他化学抑菌剂，其急性口服毒性为5g/kg。赖氨酸是人体的一种必需氨基酸，也是许多国家(包括我国)允许在食品中强化的一种氨墓酸。
热稳定性较好：聚赖氨酸的热稳定性非常好，聚赖氨酸的水溶液在80℃处理60分钟、100℃处理30分钟、120℃处理20分钟后对大肠杆菌的最小抑制浓度不变，即说明其在高温情况下不分解，不失活。聚赖氨酸能够承受一般食品加工过程中的热处理，可以随原料一同进行灭菌处理，防止二次污染
抑菌范围广：聚赖氨酸具有广谱抑菌性，ε－聚赖氨酸发酵液对多种菌有抑制作用。其中作用明显的的菌为金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、绿色木霉、啤酒酵母、红酵母。另外，对苏云金芽孢杆菌和玉米黑穗霉菌也有较强的抑菌效果。同时聚赖氨酸也具有一定的抗噬菌体的能力。
2 ε-聚赖氨酸的合成
ε－聚赖氨酸的合成有化学合成法、酶法和生物合成等方法。其中，采用白色链霉菌发酵制得多聚赖氨酸的合成方法较为理想。研究表明，ε-多聚赖氨酸的生物合成是非核糖体肽的合成，并且这个反应是由细胞膜上的酶来催化的，同时，这种酶也可催化AMP和ATP-PPi之间的转换反应。
3 ε-聚赖氨酸的提取
发酵醪液过滤除菌体后，滤液用NaOH调pH至8.5，再过滤除出沉淀，滤液用阳离子(H )交换树脂吸附，分别用醋酸和盐酸进行冲洗和洗脱，洗脱液用NaOH中和至pH 6．5，再进行减压蒸发浓缩，浓缩液用活性碳脱色后，加入乙醇和乙醚(2：1)混合液，过滤后得到的沉淀物即为ε-PL粗产品，如果要得到纯度更高的产品，可用色谱柱进一步分离纯化。
4 ε-聚赖氨酸应用
ε-聚赖氨酸由于其抗菌性和安全性已广泛应用到食品工业的各个领域。如用于面包点心、奶制品、肉制品、冷藏食品和袋装食品等。聚赖氨酸作为一种生物防腐剂，并且是人体必须氨基酸-赖氨酸的聚合物随着进一步的研究，其应用领域在不断增加。
ε－多聚赖氨酸添加于食品中仅需微量就能奏效，且不会影响食品味感，可做食品的天然保存剂。它天然安全，符合消费者的健康需求。在日本，利用ε－多聚赖氨酸作为食品保存剂的生产规模发展迅速，市场规模达数十亿日元。ε－多聚赖氨酸应用于糕点、面包食品中，能有效的抑制耐热性芽孢杆菌的增殖，延长保存期；应用于低糖低热量食品，如乳蛋白冰淇淋，奶油制品等，可改善其保存性；在低温软罐头食品中加微量ε－多聚赖氨酸可防止杀菌后产生异味；在冷藏食品中添加ε－多聚赖氨酸能起到保证质量的效果。
ε－聚赖氨酸在奶制品中的防腐保鲜作用：徐红华等人通过饱和试验设计研究了ε－聚赖氨酸和甘氨酸对牛奶的保鲜作用，结果表明单独使用ε－聚赖氨酸和甘氨酸，其抑菌能力明显低于二者混合使用的效果。
ε－聚赖氨酸在含淀粉类食品中的防腐保鲜作用：日本学者腾井正弘在米饭中添加0.4%--0.6%ε-聚赖氨酸－醋酸制剂研究对米饭的防腐作用，表明ε－聚赖氨酸的醋酸制剂有明显的抑菌作用，ε－聚赖氨酸在动物性食品中的防腐保鲜作用：将鸡肉、肉类浸渍在溶有0.12%ε－聚赖氨酸－甘氨酸制剂调味液中，再涂上面粉用油炸。这种炸鸡在30℃放置72hr，经细菌总数检测发现:浸渍过炸鸡中细菌总数为104个/g，而空白样中为108个/g以上。
在生物科学研究领域，多聚赖氨酸是电融合技术中的有效促融剂。研究表明：电脉冲对不同分子量多聚赖氨酸修饰的细胞膜的破坏程度，发现细胞膜吸附高分子量多聚赖氨酸会降低其破损临界电压。平均分子量为3970-132300的纳摩尔级浓度的聚赖氨酸能促进大麦原生质体的电融率，与葡聚糖相比，是其电融率的2倍。
5 ε-聚赖氨酸的抑菌机理
细胞膜是微生物进行能量转化、物质代谢的主要场所之一。ε-PL呈高聚合多价阳离子态，它能吸附到细胞膜上，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，并可导致胞内溶酶体膜破裂而诱导微生物产生自溶作用，最终导致细胞死亡。
6 ε-聚赖氨酸的应用前景
至今ε-PL发酵生产的研究已历经几十年，目前虽然ε-PL发酵生产已在日本实现工业化，ε-PI 作为一种天然、无毒、可生物降解的聚氨基酸，不仅在食品工业有广泛的应用，而且其在医药、环保、农业中的应用也将不断拓开。
ε-聚赖氨酸在目前的日本添加剂目录表中属于一种天然添加剂，1989年日本窒素公司首先用生物技术方法工业化生产聚赖氨酸，同年，日本在添加剂目录表中把ε-PL归属于一种天然添加剂，并允许使用。以后韩国也允许作为食品添加剂使用。在美国和欧洲，主要是使用山梨酸作为防腐剂，但自2003年7月10日FDA收到日本窒素公司的申请后，目前已正式批准(GRAS Notice No．GRN 000135．)该公司生产的的ε-PL作为天然食品添加剂。该公司还将逐步把ε-PL的应用拓展至纤维、化妆品及其他货品，甚至把ε-PL作为抗菌材料用于厨房及浴室用具中。
目前，国内对ε-聚赖氨酸的应用处于研发阶段，有关ε- PL在医药和基因芯片领域的应用研究开展得较多，在食品方面目前尚未列入使用卫生标准。因此，ε-聚赖氨酸的研究及食品防腐剂的应用具有广阔的前景和发展空间，ε- PL独特的物理化学性质可以应用到除了食品工业以外的其他很多领域，所以将来ε-PL会有巨大的需求。今后的研究重点是筛选到产聚赖氨酸的菌株，对其进行改造，大幅度提高产量；并加强基础研究，揭示其抑菌机理，同时加强应用研究。
