不同分子量ε-聚-l-賴(lài)氨酸對(duì)釀酒酵母抑菌機(jī)制的研究.pdf

1、ε-聚-L-賴(lài)氨酸（ε-PL）是一種由25-35個(gè)L-賴(lài)氨酸通過(guò)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(yīng)用。ε-PL的抑菌活性與它的分子量密切相關(guān)，而且分子量較大的ε-PL有苦味，對(duì)食品工業(yè)的應(yīng)用造成一定的局限。雖然ε-PL安全性得到公認(rèn)，但微生物菌體在不同分子量ε-PL作用下會(huì)發(fā)生怎樣的變化還不甚了解。此外，多肽類(lèi)抗菌劑被普遍認(rèn)為是通過(guò)破壞微生物細(xì)胞膜而發(fā)揮作用的。但到目前為止

2、，ε-PL準(zhǔn)確的抑菌機(jī)制尚不十分明確，尤其是關(guān)于不同分子量ε-PL的作用機(jī)制的報(bào)道并不多見(jiàn)。因此，為了進(jìn)一步揭示不同分子量ε-PL的抑菌機(jī)制，以及從食品安全角度為ε-PL應(yīng)用提供更多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，本研究以釀酒酵母作為模式菌株，從抑菌活性、代謝水平、細(xì)胞壁三方面多層次地研究了不同分子量ε-PL對(duì)釀酒酵母細(xì)胞的影響。
　　通過(guò)切向流超濾系統(tǒng)將混合分子量的ε-PL產(chǎn)品分離為三個(gè)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(jìn)一步的研究提供了材料來(lái)源。
　　通過(guò)測(cè)定不同分子量的ε-PL對(duì)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(duì)釀酒酵母的MIC有明顯的區(qū)別，當(dāng)濃度達(dá)到250μg/mL時(shí)，低分子量(＜1KDa)ε-PL對(duì)釀酒酵母沒(méi)有抑制作用，高分子量(1-3KDa和＞3KDa)ε-PL和產(chǎn)品對(duì)釀酒酵母有明顯的抑制作用，與此同時(shí)，高分子量(1-3KDa和＞3KDa)ε-PL和產(chǎn)品會(huì)使細(xì)

4、胞膜的穿透活性增強(qiáng)，而抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)，從而使細(xì)胞密度的增長(zhǎng)速度降低，低分子量(＜1KDa)ε-PL沒(méi)有類(lèi)似的作用。由SEM觀察到不同分子量ε-PL處理過(guò)的釀酒酵母細(xì)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(xì)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(xì)胞表面只發(fā)生輕微變化。
　　利用代謝組學(xué)方法對(duì)不同分子量ε-PL和乙醇作用對(duì)釀酒酵母代謝的差異性進(jìn)行研究。對(duì)檢測(cè)到的82種小分子代

5、謝物進(jìn)行主成分分析、層次聚類(lèi)分析和偏最小二乘分析，發(fā)現(xiàn)對(duì)照組樣本與ε-PL處理組樣本有明顯不同的聚類(lèi)效果，不同分子量ε-PL處理引起了釀酒酵母胞內(nèi)代謝的系統(tǒng)性變化。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)不同分子量的ε-PL主要對(duì)糖酵解途徑和三羧酸循環(huán)產(chǎn)生了不同的作用。同時(shí)，一些胞內(nèi)保護(hù)性代謝物積累狀況也有所不同。
　　通過(guò)測(cè)定三種主要成分β-1，3-葡聚糖、磷酸甘露糖和幾丁質(zhì)含量的變化以及幾丁質(zhì)在細(xì)胞壁上的分布，來(lái)研究不同分子量的ε-PL對(duì)細(xì)胞壁的影響。

6、得出不同分子量ε-PL對(duì)釀酒酵母細(xì)胞壁產(chǎn)生了不同的影響，高分子量(1-3KDa、＞3KDa)ε-PL和產(chǎn)品對(duì)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(duì)細(xì)胞壁幾丁質(zhì)的含量和分布的影響相近。推測(cè)出不同分子量ε-PL對(duì)釀酒酵母細(xì)胞壁的影響可能是其作用于細(xì)胞膜所產(chǎn)生的次級(jí)損傷。
　　最后，基于以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)出不同分子量ε-PL對(duì)釀酒酵母可能的抑菌機(jī)制，低分子量(＜1KDa)ε-P