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随着人们对食品安全性的认识和要求的逐步提高，化学防腐剂受到严峻挑战，食品防霉防腐剂的天然化已成为今后的发展趋势。开发抗菌性强、安全无毒的天然防腐剂已成为各国食品科技工作者的研究重点。
ε-聚赖氨酸(ε-Poly-lysine，ε-PL)是目前天然防腐剂中具有优良防腐性能和巨大商业潜力的微生物类食品防腐剂。ε-PL是由20-35个赖氨酸残基通过α-羧基和ε-氨基聚合成的具有抑菌功效的多肽。它具有安全性高、对革兰氏阳性菌，革兰氏阴性菌，真菌等都有广泛的抑制作用等优点，且热稳定性，水溶性好。在食品保鲜防腐、医学等方面都有广泛的应用。因此ε-PL的研究开发具有十分重要的理论意义和应用价值。
本研究对ε-PL产生菌的筛选、鉴定及其发酵高产的条件进行了系统的研究，并在此基础上探讨了ε-PL的提取工艺、生物活性、抑菌和生物合成的机理，取得了以下结果与进展。
1、ε-PL含量测定的最佳反应体系建立本研究建立了测定ε-PL含量的最佳反应体系，即2mL浓度为0-1.20g/L的ε-PL与2mL浓度为0.75mmol.L甲基橙的混合，混合液振荡30分钟，室温下离心15分钟，速度是4000转/分，上清夜稀释20倍，测465nm吸光度。而且当反应液中含半胱氨酸、组氨酸、精氨酸、对测定结果有影响。同时，通过最佳体系，进行了标准曲线的测定。
2、ε-PL产生菌的筛选与鉴定本研究通过用形态特征和生理生化特征对土样进行初筛，用滤纸片抑菌圈法进行复筛和摇瓶发酵测定ε-PL产量，筛选出一株ε-PL产生菌-菌株B-215，ε-PL产量为0.65g/L。对菌株B-215的形态特征、培养特征、生理生化特征、16SrRNA基因序列进行了系统的研究与分析。结果表明，菌株B-215具有E-PL产生菌的典型的形态特征、培养特征和生理生化特征。以16S rDNA全序列为基础的系统发育树与Streptomyces albus的序列同源性最高，达99％。综合形态、生理生化和化学分类特征，对照参考文献，将菌株B-215的鉴定结果定名为：白色链霉菌B-215(Streptomyces albus B-215)。
3、e-PL高产菌株的选育及培养条件研究Streptomyces albus B-215通过紫外诱变，得到一株ε-PL产量为0.75 g/L的突变株Streptomvces albus BU.215，比未诱变的产量提高20.97％。其发酵液抑菌圈的H/C为1.56，比对照菌株高25.81％。
单因子实验结果表明，对Streptomyces albus BU-215发酵产ε-PL具有显著影响的培Ⅰ养基因子是葡萄糖、酵母膏、KH2P04、 (NH4)2S04、初始pH、接种量、转速和装液量。发酵液的ε-PL，含量对关键培养基因子的多元回归方程：Y=0.8354+0.034X<,1>-0.03X<,2>+0.007X<,3>-0.0047X<,4>+0.024X<,1>+0.025X<,1>X<,3>+0.012X<,1>X<,4>-0.0593X<,2>X<,3>-0.03X<,2>X<,4>-0.033X<,3>X<,4>-0.032X<,2>^2-0.024<,x2>^2-0.0078X<,3>^2+0.015X<,4>^2由方程可以看出A(葡萄糖)、B(硫酸铵)、AB项、AC项、BC(磷酸二氢钾)项、BD(酵母膏)项、CD项对ε-PL含量的影响均达到显著水平，方程拟合优度好，R<2>值为0.9583，R<2>Adj值为0.9184，二者均达到显著水平。预测值与实测值具有高度相关性，R<2>pre=0.7834。
发酵液的ε-PL，含量对关键发酵条件的多元回归方程：
Y=0.96-0.0024X<,1>+0.098X<,2>+0.052X<,3>+0.011X<,4>-0.044X<,1>X<,2>+0.005X<,1>X<,3>+0.019X<,1>X<,4>-0.016X<,2>X<,3>-0.008X<,2>X<,4>+0.027X<,3>X<,4>-0.001 7X<,1>^2-0.047X<,2>^2-0.023X<,3>^2+0.0045X<,4>^2方程极显著(P<0.0001)其中B(pH)、C(接种量)、.AB项、AD项、B^2、C^2对ε-PL含量的影响均达到极显著水平。此处R<2>值为0.9461.R<2>Adj值为0.8958，二者均达到显著水平，表明拟合优度好，预测值与实测值具有高度相关性，R<2>pre=0.8373。
通过响应面法设计和分析得到的优化结果为：葡萄糖55.50g/L，硫酸铵12.25g/L，磷酸二氢钾1.72g/L，酵母膏7.80g/L，装液量50ml/500ml,pH=7，接种量10％，转速180rpm，ε-PL产量为1.085g/L。验证实验表明实验模型准确、可靠，说明RSB法可以推广应用于各种各样的生物过程优化中。
4、ε-PL提取方法的研究碱变性法除杂蛋白的效果比较好，预处理后蛋白含量减少了48.57％，而ε-PL量变化不大，只损失了4.08％。
由圆盘电泳结果和薄层层析结果说明，提取后的收集液中只含有一种多肽，Streptomyces albus BU-215提取液中活性多肽氨基酸组成分析说明，多肽水解后主要含有赖氨酸。在此可以确定这种多肽就是PL，即Streptomyces albus BU-215是产PL的菌株。说明本研究所使用的ε-PL的提取工艺是适合的。
5、ε-PL的生物活性及生物合成机理ε-PL的生物活性高，对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、绿色木霉、啤酒酵母、红酵母、苏云金芽孢杆菌和番茄灰霉病菌都有强的抑菌效果，是一种广谱天然抑菌剂。同时PL的热稳定性非常好，其在高温情况下不分解，不失活，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。
电镜结果表明：ε-PL抑菌机理主要表现在破坏微生物的细胞膜结构，使细胞丧失对物质的选择性，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。ε-PL的生物合成与其产生菌白色链霉菌BU-215中的质粒有关。质粒消除后的白色链霉菌BU-215的发酵液没有抑菌效果，且发酵液中ε-PL的含量几乎为零。