Polyepsilon-lysine

Skóre škodlivosti: 2 (Deriváty přírodních látek)

Polyepsilon-lysine: antimikrobiální polymer s rostoucím významem

Polyepsilon-lysine (také označovaný jako ε-poly-L-lysine nebo ε-PL) je přírodní polymer, který se řadí mezi aminokyselinové polyamidy. Tato látka je tvořena z opakujících se jednotek aminokyseliny L-lysin, které jsou spojeny nestandardní vazbou mezi ε-aminoskupinou a karboxylovou skupinou. Polyepsilon-lysine si získává rostoucí pozornost díky svým antimikrobiálním vlastnostem a využití jako netoxický konzervant v potravinářství, kosmetice a farmaceutickém průmyslu. Mezinárodně je známý pod názvem poly-epsilon-lysine a jeho CAS číslo je 28211-04-3.

Chemické vlastnosti

Systematický název této látky je poly[(2S)-2,6-diaminohexanoová kyselina], přičemž se jedná o lineární homopolymer složený z 25 až 35 jednotek L-lysinu. Chemický vzorec jednotlivé jednotky je C6H12N2O2, ale jako celek je polymer označován jako (C6H12N2O2)n, kde „n" značí počet opakovacích jednotek.

Polyepsilon-lysine se vyskytuje ve formě bílého prášku bez zápachu, je dobře rozpustný ve vodě, ale nerozpustný v organických rozpouštědlech jako je ethanol nebo aceton. Vzhledem k přítomnosti volných aminových skupin má tento polymer mírně zásaditou reakci a vykazuje silnou kationtovou povahu, což přispívá k jeho schopnosti interagovat s buněčnými membránami mikroorganismů.

Na rozdíl od mnoha jiných polymerů nemá přesně definovaný bod tání, jelikož se jedná o polymerní materiál s variabilní délkou řetězce. Díky svým fyzikálně-chemickým vlastnostem je oblíbený v systémech, které vyžadují biokompatibilitu a biologickou odbouratelnost.

Využití a aplikace

Nejvýznamnější využití polyepsilon-lysinu je jako přírodní konzervant v potravinářství, kde je schválen například v Japonsku, Spojených státech amerických a dalších zemích. Je efektivní proti širokému spektru mikroorganismů, včetně grampozitivních a gramnegativních bakterií, kvasinek a plísní. Funguje jako antimikrobiální agens, které narušuje membrány patogenních buněk, čímž přispívá ke zlepšení bezpečnosti a prodloužení trvanlivosti potravin.

Ve farmaceutickém průmyslu se ε-poly-L-lysine testuje pro cílené doručování léčiv i v tkáňovém inženýrství díky své biologické kompatibilitě. Navíc byl zkoumán jako látka pro povrchovou úpravu lékařských pomůcek, kde pomáhá snižovat mikrobiální kontaminaci.

Polyepsilon-lysine nachází uplatnění i v oblasti eko-kosmetiky, kde slouží jako šetrná konzervační složka. Například některé produkty ze sortimentu ekologického eshopu Ferwer využívají přírodní antimikrobiální látky podobného charakteru pro zajištění bezpečnosti výrobků bez použití syntetických konzervantů.

Vzhledem k nulové toxicitě a biologické odbouratelnosti se ε-PL používá také v zemědělství a balení potravin jako součást antimikrobiálních fólií a obalů.

Přirozený výskyt a výroba

Polyepsilon-lysine je produkován přirozeně některými mikroorganismy, především bakteriemi rodu Streptomyces, typickým příkladem je kmen Streptomyces albulus. Tento kmen byl poprvé izolován v Japonsku v 70. letech 20. století.

Výroba na průmyslové úrovni probíhá fermentací pomocí specifických mikrobiálních kmenů za kontrolovaných podmínek. Po fermentaci je polymer izolován, purifikován a sušen. Tento biotechnologický postup je považován za ekologicky šetrnou alternativu k syntetickým konzervantům a chemikáliím.

Na rozdíl od některých syntetických polymerů není polyepsilon-lysine akumulativní v životním prostředí, protože je snadno rozložitelné mikrobiálními enzymy.

Bezpečnost a ekologie

Z toxikologického hlediska je polyepsilon-lysine považován za bezpečnou látku. Testy provedené v rámci posouzení bezpečnosti pro použití v potravinách ukázaly, že ε-PL není toxický, mutagenní ani karcinogenní. Díky jeho biologické odbouratelnosti nezatěžuje životní prostředí.

Výzkumy publikované v Journal of Food Protection ukazují, že účinné koncentrace ε-poly-L-lysinu dokáží významně omezit růst patogenních mikroorganismů, aniž by působily negativně na lidské zdraví.

Navíc aktuální vývoj v oblasti udržitelné chemie se stále více zaměřuje na využití látek jako je ε-poly-L-lysine právě kvůli jejich nízkému environmentálnímu dopadu, nenarušování vodních ekosystémů a možnosti biodegradace.

Zajímavosti a souvislosti

Polyepsilon-lysine je přítomný i v některých fermentovaných potravinách tradiční asijské kuchyně, jako je natto, kde vzniká působením kmenů bakterie Bacillus subtilis. Díky tomu lidé tuto látku konzumují po desetiletí, aniž by si byli vědomi její přítomnosti.

Zajímavostí je, že ε-poly-L-lysine je využíván i v oblasti textilií pro svou schopnost bránit množení bakterií. Jeho aplikace zahrnuje např. antibakteriální úpravy obvazových materiálů nebo funkčních oděvů.

V posledních letech stoupá jeho význam v rámci vývoje tzv. chytré obalové technologie, kde ε-PL figuruje jako aktivní složka ve fóliích, které zamezují růstu mikrobů na površích potravin.

Shrnutí

Polyepsilon-lysine představuje výjimečný příklad přírodní látky s výrazným antimikrobiálním účinkem, která zároveň splňuje požadavky moderní udržitelnosti. Díky své bezpečné, biologicky odbouratelné povaze nachází uplatnění v potravinářství, medicíně i kosmetice. Jeho přírodní původ, netoxičnost a účinnost z něj činí důležitou alternativu k syntetickým konzervačním látkám. Vzhledem k rostoucímu důrazu na zdraví a ekologii lze očekávat, že polyepsilon-lysine bude hrát stále důležitější roli v celé řadě průmyslových i spotřebitelských aplikací.