Aplikace nisinu v potravinářských přídatných látkách

Nisin, také známý jako laktochainin nebo nisaplin, je polypeptidová sloučenina extrahovaná z fermentačních produktů streptokoka mléčného kvašení (Streptococcus lactis). V současné době je to jediný bakteriocin schválený pro použití jako konzervační látka potravin. Jedinečné vlastnosti a široké spektrum antibakteriální aktivity nisinu z něj udělaly důležitý doplněk v potravinářském průmyslu, který zajišťuje bezpečnost potravin a prodlužuje trvanlivost. Tento článek se ponoří do aplikace nisinu v potravinářských přídatných látkách, zkoumá jeho vlastnosti, antibakteriální mechanismus a různá použití v různých kategoriích potravin.

Charakteristika a antibakteriální mechanismus nisinu

Nisin je přírodní konzervant potravin s vysokou aktivitou, netoxicitou, bezpečností a bez vedlejších účinků. Po požití je rychle hydrolyzován na aminokyseliny za fyziologických podmínek pH a působení -chymotrypsinu v lidském těle. Tento proces nemění normální flóru v lidském střevním traktu ani nezpůsobuje problémy s antibiotickou rezistencí, ani nevykazuje zkříženou rezistenci s jinými antibiotiky.

Antibakteriální mechanismus nisinu primárně zahrnuje narušení buněčné membrány citlivých grampozitivních bakterií. Časné výzkumy ukázaly, že po působení nisinu na vegetativní buňky rychle unikají buněčné látky, včetně ATP a dalších iontů, doprovázené úplnou ztrátou membránového potenciálu. Pokud je buněčná membrána vážně postižena, může dojít k úplné lýze buněk. Gramnegativní bakterie jsou odolné vůči nisinu, ale ošetření nebo činidla, která zvyšují propustnost buněčné stěny, mohou výrazně zvýšit jejich citlivost na nisin.

Historie použití Nisinu při konzervaci potravin

Použití nisinu při konzervaci potravin má dlouhou historii. V roce 1928 si Rogers všiml, že metabolity streptokoka mléčného kvašení mohou inhibovat růst jiných bakterií mléčného kvašení. V roce 1951 Hirsch a kol. úspěšně použil nisin k zabránění kažení sýra způsobeného bakteriemi produkujícími plyn Clostridium, čímž se zlepšila kvalita sýra. V roce 1953 britské společnosti Aplin a Barrett poprvé prodaly tento nový konzervační prostředek jako komerční produkt.

V roce 1969 Společný expertní výbor pro potravinářská aditiva (JECFA) Organizace OSN pro výživu a zemědělství (FAO) a Světové zdravotnické organizace (WHO) schválil nisin jako konzervační prostředek pro potraviny pro použití v potravinářském průmyslu. V roce 1988 také americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) formálně schválil použití nisinu v potravinách. Od té doby je nisin široce používán v různých zemích po celém světě.

Aplikace nisinu v různých kategoriích potravin

Masné výrobky

 

Nisin je účinný při inhibici mnoha grampozitivních bakterií, které způsobují kažení potravin, jako je Lactobacillus, Leuconostoc, Micrococcus, Staphylococcus, Listeria a Streptococcus. Má zvláště silný inhibiční účinek na spory, jako jsou Bacillus a Clostridium. Například přidání 0.03-0,05 g/kg nisinu do čerstvého mléka může zpomalit klíčení a reprodukci spor Bacillus a Clostridium.

V masných výrobcích, jako je pečené maso, šunka, sendviče, klobásy a frankfurtské klobásy, může nisin inhibovat většinu grampozitivních bakterií, aniž by ovlivnil barvu, vůni a chuť produktu. Může také snížit použití dusičnanů nebo dusitanů a zlepšit kvalitu produktu a trvanlivost.

Mléčné výrobky

 

Nisin je široce používán v mléčných výrobcích, včetně jogurtů, mléčných nápojů, tekutých vajec a vaječných výrobků. Přidáním 0,05 g/kg nisinu do jogurtu s pH přibližně 4 lze prodloužit trvanlivost produktu ze 6 dnů při pokojové teplotě na více než měsíc po sterilizaci při 90 stupních po dobu 20 minut.

V konzervovaném mléce, které bylo podrobeno sterilizaci při ultravysoké teplotě a aseptickému plnění, může přidání 0.05 g/kg nisinu snížit míru zkažení produktu z 0,04 %.

Konzervované potraviny

 

Konzervované potraviny jsou často kontaminovány vysoce tepelně odolnými bakteriálními sporami, jako je termofilní bacil a termosacharolytické klostridium. Tyto spory mohou za vhodných podmínek růst a způsobovat produkci plynu a kyselin, což vede ke zkažení. Přidání 0,1 g/kg nisinu do konzervovaných potravin může umožnit skladování produktů za horka po dobu až 2 let, čímž se sníží intenzita tepelné úpravy na polovinu, šetří se energie a zachovává se nutriční hodnota, vzhled, chuť barva a kvalita konzervovaných potravin.

Produkty z mořských plodů

 

Produkty z mořských plodů, jako jsou ryby a krevety, jsou náchylné ke zkažení a kontaminaci bakteriemi, jako jsou Listeria a Clostridium botulinum, kvůli jejich vysokému obsahu vlhkosti a konzumaci za studena. Přidání 0.1-0.15 g/kg nisinu může zabránit růstu a množení bakterií způsobujících kažení, čímž se prodlouží čerstvost a trvanlivost produktů.

Pečivo a trvanlivá jídla

 

Nisin lze také použít v pečivu, polotovarech a koření. Může nahradit nebo částečně nahradit chemické konzervační látky a barviva (jako jsou dusitany), aby vyhovovaly potřebám výroby zdravých potravin a zelených potravin.

Nápoje a ovocné šťávy

 

Nisin lze přidávat do nápojů a ovocných šťáv pro prodloužení jejich trvanlivosti. Například přidání určitého množství nisinu do nápojů může inhibovat růst mikroorganismů a zachovat čirost a chuť nápojů.

Bezpečnost a toxicita Nisinu

Bezpečnost Nisinu jako potravinářské přídatné látky byla po desetiletí důkladně zkoumána a ověřena.

Za prvé, Nisin se skládá z 34 aminokyselinových zbytků a má molekulovou hmotnost přibližně 3500 Da. Je široce používán v potravinářském průmyslu díky své schopnosti inhibovat většinu grampozitivních bakterií a spor druhů Bacillus. Důležité je, že po konzumaci se nisin rychle hydrolyzuje na aminokyseliny za podmínek fyziologického pH lidského těla a působením -chymotrypsinu, aniž by se změnila normální flóra v lidském střevním traktu nebo způsobily problémy s odolností vůči antibiotikům.

Za druhé, nisin byl uznán jako bezpečný potravinářský konzervant různými mezinárodními organizacemi. Společný expertní výbor pro potravinářská aditiva (JECFA) Organizace pro výživu a zemědělství Organizace spojených národů (FAO) a Světové zdravotnické organizace (WHO) potvrdil jeho bezpečnost v roce 1969. Jeho použití schválil i americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA). v potravinách v roce 1988. Čínské ministerstvo zdravotnictví podobně schválilo v roce 1992 jeho použití jako potravinářského konzervantu.

Kromě toho rozsáhlé toxikologické studie prokázaly, že Nisin je netoxický a nemá žádné nepříznivé účinky na lidský organismus. Je snadno stravitelný a vstřebatelný lidským tělem a nehromadí se v tkáních ani nepoškozuje tělo. Hodnoty letální dávky 50 % (LD50) pro krysy jsou relativně vysoké, což ukazuje na nízkou toxicitu.

Závěr

Stručně řečeno, nisin jako přírodní konzervant potravin má široké uplatnění v potravinářském průmyslu díky své vysoké antibakteriální aktivitě, netoxicitě, bezpečnosti a bez vedlejších účinků. Dokáže účinně bránit růstu a množení bakterií způsobujících kažení, prodlužovat trvanlivost potravin a udržovat kvalitu a bezpečnost potravin. S neustálým pokrokem technologie extrakce a zvyšujícími se požadavky na bezpečnost potravin se aplikace nisinu v potravinářském průmyslu rozšíří a prohloubí.