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摘 要

为研究ARS聚膜与ε-聚赖氨酸（ε-PL）的相互作用电化学反应，本实验选用在中性溶液体系中聚合30圈的条件下制备修饰电极，制备出的ARS聚膜修饰电极其性能良好；在玻碳电极上研究ε-PL的电化学性质，实验结果表明ε-PL在玻碳电极上主要受扩散控制，总体上电化学活性较弱。采用循环伏安法研究ε-聚赖氨酸在茜素红聚膜修饰电极上的电化学行为。溶液体系在pH=3~4，高扫描速率的条件下（0.08V/s或者0.10V/s），还原峰的峰电流较为明显。ARS聚膜修饰电极相比于玻碳电极对ε-PL的氧化还原有明显的催化作用，ε-PL的浓度在0~69.43ppm范围内浓度与峰电流线性方程为：y=-0.0922x-0.5218，拟合度R²=0.9721，通过计算表明ε-PL和茜素红聚膜修饰电极的结合常数β=4.645×10⁵L/mol。

关键词：茜素红 ε-聚赖氨酸 电化学

Abstract

In order to study the electrochemical reaction of the interaction between ARS polyfilm and ε - poly lysine (ε - PL), the modified electrode was prepared under the condition of 30 cycles polymerization in the neutral solution system, and the performance of the modified electrode was good. The electrochemical properties of ε - PL were studied on the glassy carbon electrode. It is mainly controlled by diffusion on the glassy carbon electrode, and its electrochemical activity is weak on the whole. The electrochemical behavior of ε - polylysine at alizarin red polymer film modified electrode was studied by cyclic voltammetry. Under the condition of pH = 3 ~ 4 and high scanning rate (0.08v/s or 0.10v / s), the peak current of oxidation peak is obvious. Compared with the glassy carbon electrode, ARS modified electrode has obvious catalytic effect on the oxidation-reduction of ε - pl. the linear equation of ε - PL concentration in the range of 0 ~ 86.37ppm is: y=-0.0922x-0.5218， the fitting degree is R²=0.9721. The calculation shows that the binding constant of ε - PL and alizarin red modified electrode is β=4.645×10⁵L/mol。

Key words:alizarin red;ε-polylysine;Electrochemistry

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 前言 1

第二章 实验部分 4

2.1仪器与材料 4

2.2溶液的制备 5

2.3实验方法 6

第三章 结果与讨论 8

3.1ARS聚膜的电化学制备 8

3.2 ARS聚膜与ε-PL的相互作用 13

3.3ARS聚膜与ε-PL相互作用的线性关系 21

3.4ARS聚膜与ε-PL相互作用的结合常数 21

第四章 结论与展望 24

致谢 25

参考文献 26

第一章 前言

当下食品腐败、变质和食品安全等问题受到人民的密切关注，食品腐烂变质给食品产业带来了巨大的经济损失。日本等国家已经把ε-PL在食品产业中得以应用，而我国对ε-PL还停留在研究阶段，在当下食品产业主流防腐手段仍是采用化学合成防腐剂和物理杀菌，但随着人们对食品安全和质量要求的提高，传统方法已不能得到人们的满足，但是生物防腐剂具有安全性高、杀菌效果好、对人体无毒无害的特点，得到了科研人员关注[^[1]]。

ε-聚赖氨酸（ε-Poly-L-Lysine，简称ε-PL）是由微生物发酵合成的一种由赖氨酸单体通过ε-酰胺键形成的多肽，具有易溶于水、热稳定性较强等特点，是一种安全、抑菌作用优良且不影响食品口味的食品防腐剂，应用于许多肉及肉制品类、水产类、淀粉类等食品中，早在2003年在我国由董惠钧开始对ε-聚赖氨酸进行初步研究，对ε-PL的结构和性质，抑菌机理，生物合成途径，在食品中的应用等方面做了相关研究[^[2]]。

测定方法：通过分光光度法和高液相色谱法[^[3]]可测定ε-聚赖氨酸，测定结果准确性高、重复性好，但仪器昂贵，应用并不广泛。阳离子染色法（甲基橙）是一种可以简单快捷地测定ε-PL的方法，其原理是ε-PL和阳离子会产生一种不溶的聚合物，利用甲基橙在465nm处的吸光率来实现ε-PL的灵敏测定，使用这种方法可以简单快捷的测定ε-PL的浓度，检测限可达10^-6mol/L。

抑菌机理：张然等人的文献中指出，ε-聚赖氨酸的聚合度gt;9时抑菌性较强而聚合度lt;8时抑菌活性较低，说明ε-聚赖氨酸的α-氨基对抑菌活性起重要作用，通过显微镜观察后认为ε-聚赖氨酸的抑菌机理是ε-聚赖氨酸在细胞表明的静电作用造成细胞质的异常分配以及细胞膜的裂解，细胞膜收到损害后，胞内物质将发生渗漏使菌体遭受物理损害[^[4]]。

安全性：Song, M.等人对雌性小鼠进行了一项亚慢性毒性研究，该项研究证明了ε-聚赖氨酸的口服安全性及其在高脂饮食喂养小鼠中的性别特异性降脂保护作用，这为ε-聚赖氨酸作为功能成分在食品系统中的应用提供了重要的基础[^[5]]。

应用：ε-聚赖氨酸通常作为防腐剂应用于多种农副产品、饮料、营养保健品等之中，例如肖媛等人评价了ε-聚赖氨酸对柑橘酸腐菌的抑菌活性，并分析了其抑菌作用机制[^[6]]；Zhou, Q.等人探讨了ε-PL对肠球菌的抗菌活性及作用机理[^[7]]，结果表明，E-PL对肠球菌的最低抑菌浓度为75ug/m L；王芬和乔冬研究了ε-聚赖氨酸对鲜切苹果品质的影响，结果表明可以有效抑制微生物的生长从而保持鲜切苹果良好的感官品质[^[8]]；Jia, Z.等人通过实验表明，ε-聚赖氨酸在一定温度下应用可通过与鱼丸中的单核细胞生成物相结合，提高食品安全性，降低对公众健康的危害[^[9]]。

茜素红是一种羟基蒽醌染料，其结构式如下：

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