Применение низина в пищевых добавках

Нисин, также известный как лакточейнин или нисаплин, представляет собой полипептидное соединение, экстрагируемое из продуктов ферментации молочнокислого стрептококка (Streptococcus Lactis). В настоящее время это единственный бактериоцин, одобренный для использования в качестве пищевого консерванта. Уникальные свойства и широкий спектр антибактериальной активности низина сделали его важным дополнением к пищевой промышленности, обеспечивая безопасность пищевых продуктов и продлевая срок их хранения. В этой статье рассматривается применение низина в пищевых добавках, изучаются его характеристики, антибактериальный механизм и различные варианты применения в различных категориях продуктов питания.

Характеристики и антибактериальный механизм низина

Низин – натуральный пищевой консервант с высокой активностью, нетоксичностью, безопасностью и отсутствием побочных эффектов. После приема внутрь он быстро гидролизуется до аминокислот в условиях физиологического рН и действия альфа-химотрипсина в организме человека. Этот процесс не изменяет нормальную флору в кишечном тракте человека и не вызывает проблем с резистентностью к антибиотикам, а также не проявляет перекрестной резистентности с другими антибиотиками.

Антибактериальный механизм низина в первую очередь включает разрушение клеточной мембраны чувствительных грамположительных бактерий. Ранние исследования показали, что после воздействия низина на вегетативные клетки происходит быстрая утечка клеточных веществ, в том числе АТФ и других ионов, что сопровождается полной потерей мембранного потенциала. При сильном повреждении клеточной мембраны может произойти полный лизис клеток. Грамотрицательные бактерии устойчивы к низину, но обработка или реагенты, повышающие проницаемость клеточной стенки, могут значительно повысить их чувствительность к низину.

История применения низина в консервировании пищевых продуктов

Использование низина в консервировании пищевых продуктов имеет долгую историю. В 1928 году Роджерс заметил, что метаболиты молочнокислого стрептококка могут подавлять рост других молочнокислых бактерий. В 1951 году Хирш и др. успешно использовали низин для предотвращения порчи сыра, вызванной бактериями, вырабатывающими газ клостридии, тем самым улучшая качество сыра. В 1953 году британские компании Aplin и Barrett впервые продали этот новый консервант как коммерческий продукт.

В 1969 году Объединенный комитет экспертов по пищевым добавкам (JECFA) Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО) и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) одобрил низин в качестве пищевого консерванта для использования в пищевой промышленности. В 1988 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) также официально одобрило использование низина в пищевых продуктах. С тех пор низин широко используется в различных странах мира.

Применение низина в различных категориях продуктов питания

Мясные продукты

 

Низин эффективен в подавлении многих грамположительных бактерий, вызывающих порчу пищевых продуктов, таких как Lactobacillus, Leuconostoc, Micrococcus, Staphylococcus, Listeria и Streptococcus. Он оказывает особенно сильное ингибирующее действие на споры, такие как Bacillus и Clostridium. Например, добавление 0.03-0.05 г/кг низина в свежее молоко может подавлять прорастание и размножение спор Bacillus и Clostridium.

В мясных продуктах, таких как жареное мясо, ветчина, бутерброды, сосиски и франкфуртские колбасы, низин может ингибировать большинство грамположительных бактерий, не влияя на цвет, аромат и вкус продукта. Это также может сократить использование нитратов или нитритов и улучшить качество и срок хранения продукции.

Молочные продукты

 

Низин широко используется в молочных продуктах, включая йогурт, молочные напитки, жидкие яйца и яичные продукты. Добавление 0,05 г/кг низина в йогурт с pH около 4 позволяет продлить срок хранения продукта с 6 дней при комнатной температуре до более чем месяца после стерилизации при 90 градусах в течение 20 минут.

В молочных консервах, подвергнутых сверхвысокой температурной стерилизации и асептическому розливу, добавление 0.05 г/кг низина позволяет снизить степень порчи продукта с 0,04%.

Консервы

 

Консервы часто контаминированы высокотермоустойчивыми бактериальными спорами, такими как термофильные палочки и термосахаролитические клостридии. Эти споры могут расти в подходящих условиях, вызывая образование газа и кислоты, что приводит к порче. Добавление 0,1 г/кг низина в консервы позволяет хранить продукцию в жарких условиях до 2 лет, вдвое снижая интенсивность термообработки, экономя энергию и сохраняя пищевую ценность, внешний вид, вкус. , цвет и качество консервов.

Морепродукты

 

Продукты из морепродуктов, такие как рыба и креветки, склонны к порче и заражению такими бактериями, как Listeria и Clostridium botulinum, из-за их высокого содержания влаги и привычки употребления в холодном виде. Добавление 0.1-0.15 г/кг низина может подавлять рост и размножение бактерий, вызывающих порчу, продлевая свежесть и срок годности продуктов.

Хлебобулочные изделия и полуфабрикаты

 

Низин также можно использовать в выпечке, полуфабрикатах и ​​приправах. Он может заменить или частично заменить химические консерванты и красители (такие как нитрит) для удовлетворения потребностей производства здоровых и экологически чистых продуктов.

Напитки и фруктовые соки

 

Низин можно добавлять в напитки и фруктовые соки, чтобы продлить срок их хранения. Например, добавление определенного количества низина в напитки может подавить рост микроорганизмов и сохранить прозрачность и вкус напитков.

Безопасность и токсичность низина

Безопасность низина как пищевой добавки тщательно исследовалась и проверялась на протяжении десятилетий.

Во-первых, низин состоит из 34 аминокислотных остатков и имеет молекулярную массу примерно 3500 Да. Он широко используется в пищевой промышленности благодаря своей способности ингибировать большинство грамположительных бактерий и спор видов Bacillus. Важно отметить, что после употребления низин быстро гидролизуется до аминокислот при физиологических условиях pH человеческого организма и под действием альфа-химотрипсина, не изменяя нормальную флору в кишечном тракте человека и не вызывая проблем с устойчивостью к антибиотикам.

Во-вторых, низин признан безопасным консервантом для пищевых продуктов различными международными организациями. Объединенный экспертный комитет по пищевым добавкам (JECFA) Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО) и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) подтвердил его безопасность в 1969 году. Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) также одобрило его использование. в продуктах питания в 1988 году. Министерство здравоохранения Китая также одобрило его использование в качестве пищевого консерванта в 1992 году.

Кроме того, обширные токсикологические исследования показали, что Низин нетоксичен и не оказывает вредного воздействия на организм человека. Он легко переваривается и усваивается организмом человека, не накапливается в тканях и не причиняет вреда организму. Значения летальной дозы 50% (LD50) для крыс относительно высоки, что указывает на низкую токсичность.

Заключение

Таким образом, низин как натуральный пищевой консервант имеет широкие перспективы применения в пищевой промышленности благодаря высокой антибактериальной активности, нетоксичности, безопасности и отсутствию побочных эффектов. Он может эффективно подавлять рост и размножение бактерий, вызывающих порчу, продлевать срок хранения продуктов питания и поддерживать качество и безопасность продуктов питания. Благодаря постоянному развитию технологий экстракции и растущим требованиям к безопасности пищевых продуктов, применение низина в пищевой промышленности станет более распространенным и углубленным.