天然防腐劑“聚賴氨酸”生產有了綠色新工藝

　　 聚賴氨酸是一種天然微生物類食品防腐劑，具有抑菌譜廣、抑菌能力強、耐高溫、水溶性好、不影響食品風味和安全性高等優點，在方便米飯、濕熟面條、海產品、醬類等食品及醫藥領域中廣泛應用。

　　近日，中國科學院過程工程所（以下簡稱過程工程所）生化工程國家重點實驗室生物資源與天然產物工程團隊摒棄過程復雜、回收率低的傳統陽離子交換樹脂方法，創新性地利用果膠的負電荷性質和聚賴氨酸的正電荷特性，從聚賴氨酸發酵液中分離純化聚賴氨酸，得到抑菌表現更加優異的果膠-聚賴氨酸復合物。相關研究成果近期發表在Food Hydrocollids上。

　　聚賴氨酸的傳統純化工藝中，從發酵液中純化聚賴氨酸包括離心、膜過濾、離子交換、脫色等流程，過程復雜且回收率低。隨著科技不斷進步，聚賴氨酸的純化過程得到優化，采用離子交換樹脂純化聚賴氨酸的工藝出爐。

　　過程工程所相關研究人員介紹，采用離子交換樹脂純化聚賴氨酸工藝后，雖然聚賴氨酸的純度達到97.10%，但是回收率只有66.01%。而且，離子交換操作過程中產生的含鹽廢水等也帶來了回收再利用等經濟和環境問題。聚賴氨酸純化工藝仍然是科學家與工程師面臨的共同難題。

　　在最新發表的這項研究中，過程工程所研究團隊巧妙地設計出“沉淀-解聚-沉淀”等步驟，當果膠與聚賴氨酸質量比為8:1時，可從預處理的發酵液中100%分離聚賴氨酸，再利用聚賴氨酸和果膠的電荷特性進一步將果膠從聚賴氨酸中沉淀。利用這一方法，他們探索出從發酵液中提高聚賴氨酸回收率的工藝參數。

　　此外，研究人員對得到的果膠-聚賴氨酸復合物進行了生物活性的實驗，結果表明樣品自由基清除能力（ABTS）的IC50從4.03 mg/mL降低到1.03 mg/mL，細胞存活率從53%提高到90%以上，聚賴氨酸抑菌濃度降低到原來1/3，均具有了顯著改善，意味著以果膠復合物形式存在的聚賴氨酸抑菌表現更加優異。

　　研究人員認為，這項工作建立了一套全新的聚賴氨酸生產工藝，流程簡單、綠色環保，產品果膠-聚賴氨酸復合物具有更為突出的抑菌表現，相較于單純的聚賴氨酸具有更加廣闊的應用潛力和市場前景。

　　過程工程所博士生常森林為論文第一作者，副研究員趙慶、研究員趙兵為共同通訊作者。