Notkun nísíns í matvælaaukefni

Nisin, einnig þekkt sem lactochainin eða nisaplin, er fjölpeptíð efnasamband unnið úr gerjunarafurðum mjólkursýru streptókokka (Streptococcus lactis). Það er sem stendur eina bakteríusínið sem er samþykkt til notkunar sem rotvarnarefni fyrir matvæli. Einstakir eiginleikar og breitt svið bakteríudrepandi virkni nisíns hafa gert það að mikilvægri viðbót við matvælaiðnaðinn, sem tryggir matvælaöryggi og lengir geymsluþol. Í þessari grein er kafað í notkun nísíns í matvælaaukefnum, kannað eiginleika þess, bakteríudrepandi verkun og ýmsa notkun í mismunandi matvælaflokkum.

Eiginleikar og bakteríudrepandi verkun Nisin

Nisin er náttúrulegt rotvarnarefni fyrir matvæli með mikla virkni, eiturhrif, öryggi og engar aukaverkanir. Eftir inntöku er það vatnsrofið hratt í amínósýrur við lífeðlisfræðilegar pH aðstæður og -chymotrypsin verkun í mannslíkamanum. Þetta ferli breytir ekki eðlilegri flóru í þörmum manna eða veldur sýklalyfjaónæmi, né sýnir það krossónæmi við önnur sýklalyf.

Bakteríudrepandi verkun nisíns felur fyrst og fremst í sér að trufla frumuhimnu viðkvæmra Gram-jákvæðra baktería. Snemma rannsóknir sýndu að eftir að nísín virkar á kynfrumur leka frumuefni hratt út, þar á meðal ATP og aðrar jónir, ásamt algjöru tapi á himnugetu. Ef frumuhimnan er fyrir alvarlegum áhrifum getur algert frumuleysi átt sér stað. Gram-neikvæðar bakteríur eru ónæmar fyrir nísíni, en meðferðir eða hvarfefni sem auka gegndræpi frumuveggja geta aukið næmni þeirra fyrir nísíni til muna.

Saga notkunar Nisin í matvælavernd

Notkun nísíns við varðveislu matvæla á sér langa sögu. Árið 1928 tók Rogers eftir því að umbrotsefni mjólkursýrustreptokokka gætu hindrað vöxt annarra mjólkursýrugerla. Árið 1951, Hirsch o.fl. notað nísín með góðum árangri til að hindra skemmdir á osti af völdum clostridium gasframleiðandi baktería og þar með bætt gæði osta. Árið 1953 seldu bresku fyrirtækin Aplin og Barrett þetta nýja rotvarnarefni fyrst sem söluvöru.

Árið 1969 samþykkti sameiginlega sérfræðinganefndin um aukefni í matvælum (JECFA) Matvæla- og landbúnaðarstofnunar Sameinuðu þjóðanna (FAO) og Alþjóðaheilbrigðismálastofnunarinnar (WHO) nísín sem rotvarnarefni í matvælum til notkunar í matvælaiðnaði. Árið 1988 samþykkti Matvæla- og lyfjaeftirlit Bandaríkjanna (FDA) einnig formlega notkun nísíns í matvælum. Síðan þá hefur nisín verið mikið notað í ýmsum löndum um allan heim.

Notkun Nisin í mismunandi matvælaflokkum

Kjötvörur

 

Nisin er áhrifaríkt við að hindra margar Gram-jákvæðar bakteríur sem valda matarskemmdum, svo sem Lactobacillus, Leuconostoc, Micrococcus, Staphylococcus, Listeria og Streptococcus. Það hefur sérstaklega mikil hamlandi áhrif á gró eins og Bacillus og Clostridium. Til dæmis, að bæta 0.03-0.05g/kg af nísíni í nýmjólk getur hindrað spírun og æxlun Bacillus og Clostridium gróa.

Í kjötvörum eins og steiktu kjöti, skinku, samlokum, pylsum og Frankfurt pylsum getur nisín hamlað flestum Gram-jákvæðum bakteríum án þess að hafa áhrif á lit, ilm og bragð vörunnar. Það getur einnig dregið úr notkun nítrats eða nítríts og bætt gæði vöru og geymsluþol.

Mjólkurvörur

 

Nisin er mikið notað í mjólkurvörur, þar á meðal jógúrt, mjólkurdrykki, fljótandi egg og eggjavörur. Með því að bæta 0.05g/kg af nísíni í jógúrt með pH um það bil 4 getur það lengt geymsluþol vörunnar úr 6 dögum við stofuhita í meira en mánuð eftir ófrjósemisaðgerð við 90 gráður í 20 mínútur.

Í niðursoðinni mjólk sem hefur verið sótthreinsuð með ofurháum hita og smitgát er bætt við 0.05g/kg af nísíni getur dregið úr skemmdum vörunnar úr 0,04%.

Niðursoðinn matur

 

Niðursoðinn matur er oft mengaður af mjög hitaþolnum bakteríugróum, eins og hitakærum bacillus og hitasykru clostridium. Þessar gró geta vaxið við viðeigandi aðstæður og valdið gas- og sýruframleiðslu, sem leiðir til skemmda. Með því að bæta 0.1g/kg af nísíni í niðursoðinn matvæli er hægt að geyma vörurnar við heitar aðstæður í allt að 2 ár, minnka hitameðhöndlunarstyrkinn um helming, spara orku og viðhalda næringargildi, útliti, bragði , litur og gæði dósamatarins.

Sjávarafurðir

 

Sjávarafurðir eins og fiskur og rækjur eru hætt við að skemmast og mengast af bakteríum eins og Listeria og Clostridium botulinum vegna mikils rakainnihalds og kuldaneyslu. Með því að bæta við 0.1-0.15g/kg af nísíni getur það hamlað vexti og æxlun á skemmdarbakteríum og lengt ferskleika og geymsluþol vörunnar.

Bakaðar vörur og þægindamatur

 

Nisin er einnig hægt að nota í bakkelsi, þægindamat og krydd. Það getur komið í stað eða að hluta komið í stað efnafræðilegra rotvarnarefna og litarefna (eins og nítríts) til að mæta þörfum framleiðslu heilsufæðis og græns matvæla.

Drykkir og ávaxtasafar

 

Nisin má bæta við drykki og ávaxtasafa til að lengja geymsluþol þeirra. Til dæmis getur það að bæta ákveðnu magni af nísíni í drykkjarvörur hindrað vöxt örvera og viðhaldið tærleika og bragði drykkjanna.

Öryggi og eiturhrif Nisin

Öryggi Nisin sem matvælaaukefnis hefur verið mikið rannsakað og sannreynt í áratugi.

Í fyrsta lagi er Nisin samsett úr 34 amínósýruleifum og hefur mólmassa um það bil 3500 Da. Það er mikið notað í matvælaiðnaði vegna getu þess til að hindra flestar Gram-jákvæðar bakteríur og gró af Bacillus tegundum. Mikilvægt er að eftir neyslu er Nisin fljótt vatnsrofið í amínósýrur við lífeðlisfræðilegar pH-skilyrði mannslíkamans og virkni -chymotrypsin, án þess að breyta eðlilegri flóru í þörmum manna eða valda sýklalyfjaónæmi.

Í öðru lagi hefur Nisin verið viðurkennt sem öruggt rotvarnarefni fyrir matvæli af ýmsum alþjóðlegum stofnunum. Sameiginlega sérfræðinganefndin um aukefni í matvælum (JECFA) Matvæla- og landbúnaðarstofnunar Sameinuðu þjóðanna (FAO) og Alþjóðaheilbrigðismálastofnunarinnar (WHO) staðfesti öryggi þess árið 1969. Matvæla- og lyfjaeftirlit Bandaríkjanna (FDA) samþykkti einnig notkun þess. í matvælum árið 1988. Heilbrigðisráðuneyti Kína samþykkti á sama hátt notkun þess sem rotvarnarefni fyrir matvæli árið 1992.

Ennfremur hafa víðtækar eiturefnafræðilegar rannsóknir sýnt að Nisin er ekki eitrað og hefur engin skaðleg áhrif á mannslíkamann. Það er auðveldlega melt og frásogast af mannslíkamanum og safnast ekki fyrir í vefjum eða veldur skaða á líkamanum. Banvænn skammtur 50% (LD50) gildi fyrir rottur eru tiltölulega há, sem gefur til kynna litla eiturhrif.

Niðurstaða

Í stuttu máli, nisín, sem náttúrulegt rotvarnarefni, hefur víðtæka notkunarmöguleika í matvælaiðnaðinum vegna mikillar bakteríudrepandi virkni þess, eiturhrifa, öryggis og engar aukaverkana. Það getur á áhrifaríkan hátt hamlað vexti og æxlun á skemmdarbakteríum, lengt geymsluþol matvæla og viðhaldið gæðum og öryggi matvæla. Með stöðugri framþróun útdráttartækni og aukinni eftirspurn eftir matvælaöryggi mun notkun nisíns í matvælaiðnaði verða útbreiddari og ítarlegri.