不同分子量ε-聚-l-賴氨酸對釀酒酵母抑菌機制的研究.pdf

1、ε-聚-L-賴氨酸（ε-PL）是一種由25-35個L-賴氨酸通過ε-氨基和α-羧基縮合而成的堿性聚酰胺。ε-PL由于其良好的安全性、熱穩(wěn)定性和廣譜抑菌性而被廣泛應用。ε-PL的抑菌活性與它的分子量密切相關，而且分子量較大的ε-PL有苦味，對食品工業(yè)的應用造成一定的局限。雖然ε-PL安全性得到公認，但微生物菌體在不同分子量ε-PL作用下會發(fā)生怎樣的變化還不甚了解。此外，多肽類抗菌劑被普遍認為是通過破壞微生物細胞膜而發(fā)揮作用的。但到目前為止

2、，ε-PL準確的抑菌機制尚不十分明確，尤其是關于不同分子量ε-PL的作用機制的報道并不多見。因此，為了進一步揭示不同分子量ε-PL的抑菌機制，以及從食品安全角度為ε-PL應用提供更多的基礎數(shù)據，本研究以釀酒酵母作為模式菌株，從抑菌活性、代謝水平、細胞壁三方面多層次地研究了不同分子量ε-PL對釀酒酵母細胞的影響。
　　通過切向流超濾系統(tǒng)將混合分子量的ε-PL產品分離為三個組分，平均聚合度分別為8.02、15.21和21.83，數(shù)均分

3、子量分別為1027.44、1967.77和2816.39，為進一步的研究提供了材料來源。
　　通過測定不同分子量的ε-PL對釀酒酵母的抑菌活性的影響，發(fā)現(xiàn)不同分子量的ε-PL對釀酒酵母的MIC有明顯的區(qū)別，當濃度達到250μg/mL時，低分子量(＜1KDa)ε-PL對釀酒酵母沒有抑制作用，高分子量(1-3KDa和＞3KDa)ε-PL和產品對釀酒酵母有明顯的抑制作用，與此同時，高分子量(1-3KDa和＞3KDa)ε-PL和產品會使細

4、胞膜的穿透活性增強，而抑制細胞的生長，從而使細胞密度的增長速度降低，低分子量(＜1KDa)ε-PL沒有類似的作用。由SEM觀察到不同分子量ε-PL處理過的釀酒酵母細胞形態(tài)發(fā)生了不同的改變，高分子量ε-PL(1-3KDa和＞3KDa)使細胞表面粗糙，出現(xiàn)凹陷和微膠粒，低分子量(＜1KDa)ε-PL處理的細胞表面只發(fā)生輕微變化。
　　利用代謝組學方法對不同分子量ε-PL和乙醇作用對釀酒酵母代謝的差異性進行研究。對檢測到的82種小分子代

5、謝物進行主成分分析、層次聚類分析和偏最小二乘分析，發(fā)現(xiàn)對照組樣本與ε-PL處理組樣本有明顯不同的聚類效果，不同分子量ε-PL處理引起了釀酒酵母胞內代謝的系統(tǒng)性變化。進一步分析發(fā)現(xiàn)不同分子量的ε-PL主要對糖酵解途徑和三羧酸循環(huán)產生了不同的作用。同時，一些胞內保護性代謝物積累狀況也有所不同。
　　通過測定三種主要成分β-1，3-葡聚糖、磷酸甘露糖和幾丁質含量的變化以及幾丁質在細胞壁上的分布，來研究不同分子量的ε-PL對細胞壁的影響。

6、得出不同分子量ε-PL對釀酒酵母細胞壁產生了不同的影響，高分子量(1-3KDa、＞3KDa)ε-PL和產品對β-1，3-葡聚糖和磷酸甘露糖含量的影響較低分子量(＜1KDa)ε-PL顯著，而不同分子量ε-PL對細胞壁幾丁質的含量和分布的影響相近。推測出不同分子量ε-PL對釀酒酵母細胞壁的影響可能是其作用于細胞膜所產生的次級損傷。
　　最后，基于以上實驗結果推測出不同分子量ε-PL對釀酒酵母可能的抑菌機制，低分子量(＜1KDa)ε-P