Застосування нізину в харчових добавках

Нісін, також відомий як лакточейнін або нісаплін, є поліпептидною сполукою, видобутою з продуктів бродіння молочнокислого стрептокока (Streptococcus lactis). В даний час це єдиний бактеріоцин, дозволений для використання в якості харчового консерванту. Унікальні властивості та широкий спектр антибактеріальної дії низину зробили його важливим доповненням до харчової промисловості, забезпечуючи безпеку харчових продуктів і подовжуючи термін зберігання. У цій статті розглядається застосування низину в харчових добавках, досліджуються його характеристики, антибактеріальний механізм і різноманітне використання в різних категоріях харчових продуктів.

Характеристика та антибактеріальний механізм нізину

Нізин – натуральний харчовий консервант з високою активністю, нетоксичністю, безпекою та відсутністю побічних ефектів. Після прийому всередину він швидко гідролізується на амінокислоти за фізіологічних умов pH і дії хімотрипсину в організмі людини. Цей процес не змінює нормальну флору в кишковому тракті людини і не викликає проблем із стійкістю до антибіотиків, а також не виявляє перехресної резистентності з іншими антибіотиками.

Антибактеріальний механізм дії низину в основному полягає в руйнуванні клітинної мембрани чутливих грампозитивних бактерій. Ранні дослідження показали, що після того, як нізин діє на вегетативні клітини, клітинні речовини швидко витікають, включаючи АТФ та інші іони, що супроводжується повною втратою мембранного потенціалу. Якщо клітинна мембрана сильно уражена, може відбутися повний лізис клітини. Грамнегативні бактерії стійкі до низину, але лікування або реагенти, які підвищують проникність клітинної стінки, можуть значно підвищити їх чутливість до низину.

Історія застосування нізину в консервуванні харчових продуктів

Використання низину для консервування харчових продуктів має довгу історію. У 1928 році Роджерс помітив, що метаболіти молочнокислого стрептокока можуть пригнічувати ріст інших молочнокислих бактерій. У 1951 році Хірш та ін. успішно використав нізин для запобігання псування сиру, спричиненого бактеріями, що утворюють газ clostridium, тим самим покращуючи якість сиру. У 1953 році британські компанії Aplin і Barrett вперше продали цей новий консервант як комерційний продукт.

У 1969 році Об'єднаний комітет експертів з харчових добавок (JECFA) Продовольчої та сільськогосподарської організації Об'єднаних Націй (FAO) і Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ) схвалив нізин як харчовий консервант для використання в харчовій промисловості. У 1988 році Управління з харчових продуктів і медикаментів США (FDA) також офіційно схвалило використання низину в продуктах харчування. З тих пір нізин широко використовується в різних країнах світу.

Застосування нізину в різних харчових продуктах

М'ясні продукти

 

Нізин ефективно пригнічує багато грампозитивних бактерій, які викликають псування харчових продуктів, таких як Lactobacillus, Leuconostoc, Micrococcus, Staphylococcus, Listeria та Streptococcus. Він має особливо сильну пригнічувальну дію на спори, такі як Bacillus і Clostridium. Наприклад, додавання 0.03-0.05 г/кг низину до свіжого молока може пригнічувати проростання та розмноження спор Bacillus і Clostridium.

У м’ясних продуктах, таких як смажене м’ясо, шинка, бутерброди, сосиски та сосиски, нізин може пригнічувати більшість грампозитивних бактерій, не впливаючи на колір, аромат і смак продукту. Це також може зменшити використання нітратів або нітритів і покращити якість продукту та термін зберігання.

Молочні продукти

 

Нізин широко використовується в молочних продуктах, включаючи йогурт, молочні напої, рідкі яйця та яєчні продукти. Додавання 0.05 г/кг низину до йогурту з pH приблизно 4 може подовжити термін придатності продукту з 6 днів при кімнатній температурі до більш ніж місяця після стерилізації при 90 градусах протягом 20 хвилин.

Додавання 0.05 г/кг низину може знизити ступінь псування продукту з 0,04% у молочні консерви, які піддалися ультрависокій температурній стерилізації та асептичному наповнюванню.

Консерви

 

Консерви часто забруднені спорами високотермічних бактерій, таких як термофільна паличка і термосахаролітична клостридія. Ці спори можуть рости за відповідних умов, викликаючи виділення газу та кислоти, що призводить до псування. Додавання 0.1 г/кг низину до консервів дозволяє зберігати продукти в гарячих умовах до 2 років, зменшуючи інтенсивність термічної обробки вдвічі, економлячи енергію, зберігаючи харчову цінність, зовнішній вигляд, смак , колір і якість консервів.

Морепродукти

 

Продукти з морепродуктів, такі як риба та креветки, схильні до псування та зараження бактеріями, такими як Listeria та Clostridium botulinum, через високий вміст вологи та звичку вживати холодне. Додавання 0.1-0.15 г/кг низину може пригнічувати ріст і розмноження бактерій псування, продовжуючи свіжість і термін зберігання продуктів.

Хлібобулочні вироби та напівфабрикати

 

Нізин також можна використовувати в хлібобулочних виробах, напівфабрикатах і приправах. Він може замінити або частково замінити хімічні консерванти та барвники (такі як нітрити), щоб задовольнити потреби у виробництві здорової їжі та зеленої їжі.

Напої та фруктові соки

 

Нізин можна додавати в напої та фруктові соки, щоб продовжити термін їх зберігання. Наприклад, додавання певної кількості низину до напоїв може пригнічувати ріст мікроорганізмів і підтримувати прозорість і смак напоїв.

Безпека та токсичність нізину

Безпека нізину як харчової добавки була ретельно досліджена та перевірена протягом десятиліть.

По-перше, нізин складається з 34 амінокислотних залишків і має молекулярну масу приблизно 3500 Да. Він широко використовується в харчовій промисловості завдяки своїй здатності пригнічувати більшість грампозитивних бактерій і спор Bacillus. Важливо, що після споживання нізин швидко гідролізується в амінокислоти під фізіологічними умовами рН людського організму та дією -хімотрипсину, не змінюючи нормальну флору в кишковому тракті людини та не викликаючи проблем із стійкістю до антибіотиків.

По-друге, різні міжнародні організації визнали нізин безпечним харчовим консервантом. Об'єднаний комітет експертів з харчових добавок (JECFA) Продовольчої та сільськогосподарської організації Об'єднаних Націй (FAO) і Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ) підтвердив його безпеку в 1969 році. Управління з контролю за продуктами і ліками США (FDA) також схвалило його використання. в їжу в 1988 році. Міністерство охорони здоров'я Китаю так само схвалило його використання в якості харчового консерванту в 1992 році.

Крім того, численні токсикологічні дослідження показали, що нізин нетоксичний і не має негативного впливу на організм людини. Він легко перетравлюється і засвоюється організмом людини, не накопичується в тканинах і не завдає шкоди організму. Значення летальної дози 50% (LD50) для щурів є відносно високими, що вказує на низьку токсичність.

Висновок

Таким чином, нізин як природний харчовий консервант має широкі перспективи застосування в харчовій промисловості завдяки високій антибактеріальній активності, нетоксичності, безпечності та відсутності побічних ефектів. Він може ефективно пригнічувати ріст і розмноження бактерій, що псують, подовжувати термін придатності їжі та підтримувати якість і безпеку їжі. З безперервним прогресом технології екстракції та зростаючим попитом на безпеку харчових продуктів застосування низину в харчовій промисловості стане більш поширеним і глибоким.