La nisina A y la nisina Z son dos variantes comunes de la nisina, ambas antisépticas naturales producidas por Lactococcus lactis. Tienen algunas diferencias en la estructura y la función, que afectan su actividad antimicrobiana y su rango de aplicación. Las siguientes son las principales diferencias entre la nisina A y la nisina Z:

Antecedentes históricos

Origen y desarrollo de la nisina

• Descubrimiento: La nisina es un antibiótico polipeptídico natural producido por Lactococcus lactis. Fue aislado y descubierto por primera vez en el yogur por los científicos suecos AB Hastings y HA Lillie en 1928.

• Denominación: El nombre de Nisina proviene de la palabra latina “nisus”, que significa “esfuerzo” o “poder”, lo que refleja su eficacia como agente antibacteriano.

• Desarrollo de aplicaciones: En la década de 1950, la nisina comenzó a utilizarse en el campo de la conservación de alimentos. Debido a su alta eficiencia, seguridad y características naturales, se ha convertido gradualmente en un aditivo alimentario importante.

• Descubrimiento de la nisina A y la nisina Z:

• La nisina A es la forma más común de nisina y ha sido ampliamente estudiada y aplicada en la industria alimentaria desde la década de 1960.

• La nisina Z es otra variante descubierta en las décadas siguientes. Sus ligeras diferencias estructurales le confieren ventajas únicas en determinados escenarios de aplicación.

Estructura química

• Nisina A:

• La nisina A es la forma más común de nisina y consta de 34 residuos de aminoácidos, incluidos 7 residuos de cisteína, que forman 4 estructuras de anillo a través de enlaces disulfuro.

• La nisina A tiene una estructura molecular más estable y es la nisina más ampliamente estudiada y aplicada.

• Nisina Z:

• La nisina Z también consta de 34 residuos de aminoácidos, pero uno de sus aminoácidos (treonina) está sustituido por serina. En concreto, el aminoácido 27 de la nisina Z es serina, mientras que el aminoácido 27 de la nisina A es treonina.

• Esta sutil diferencia da como resultado una estructura molecular ligeramente distinta de la Nisina Z, pero la estructura general del anillo aún se mantiene.

Propiedades antibacterianas

Nisina A

• Espectro antimicrobiano:

o La nisina A tiene un alto efecto inhibidor sobre una amplia gama de bacterias grampositivas, incluidas bacterias patógenas (como Staphylococcus aureus y Listeria monocytogenes) y bacterias causantes de deterioro (como Clostridium botulinum y Clostridium tyrobutyricum).

o También tiene cierto efecto sobre algunas bacterias Gram-negativas, pero el efecto es más débil.

• Mecanismo de acción:

o La nisina A se une al lípido II en la pared celular bacteriana, impide la síntesis de peptidoglicano, provoca la ruptura de la pared celular y, en última instancia, mata la bacteria.

o Su mecanismo de acción implica la formación de poros en la membrana celular, lo que produce una fuga del contenido celular.

• Adaptabilidad ambiental:

o La nisina A exhibe una excelente actividad en ambientes ácidos (pH 3-6) y es adecuada para alimentos ácidos (como alimentos enlatados, jugos) y ambientes con alto contenido de sal (como productos cárnicos).

o Es estable en condiciones de temperatura media (por debajo de 121 °C) y alta temperatura (como la pasteurización), y es adecuado para el tratamiento de alta temperatura en el procesamiento de alimentos.

Nisina Z

• Espectro antimicrobiano:

o El espectro antimicrobiano de la nisina Z es similar al de la nisina A, pero el efecto inhibidor sobre algunas bacterias puede ser ligeramente más débil.

o En algunos estudios, el efecto inhibidor de la nisina Z sobre algunas cepas resistentes puede ser menor que el de la nisina A.

• Mecanismo de acción:

o Al igual que la nisina A, la nisina Z interfiere con la síntesis de las paredes celulares bacterianas al atacar el lípido II.

o Su mecanismo antimicrobiano es básicamente el mismo que el de la nisina A, pero su eficiencia antimicrobiana puede ser ligeramente diferente debido a ligeras diferencias en la estructura de los aminoácidos.

• Adaptabilidad ambiental:

o La nisina Z también muestra una buena actividad en condiciones de pH bajo y alta salinidad, pero su solubilidad y dispersabilidad son mejores que las de la nisina A en algunos sistemas alimentarios.

o La nisina Z también es estable en condiciones de calor y acidez, pero su efecto antimicrobiano puede ser ligeramente inferior al de la nisina A en ciertas condiciones específicas.

Áreas de aplicación

Industria alimentaria

• Productos lácteos:

o La nisina A se utiliza ampliamente en la conservación de productos lácteos como el queso procesado y el queso para evitar el crecimiento de bacterias que provocan su descomposición.

o La nisina Z muestra una mejor solubilidad en algunos productos lácteos y es adecuada para productos que requieren una mejor dispersabilidad.

• Productos cárnicos:

o Tanto la nisina A como la nisina Z se pueden utilizar para inhibir las bacterias patógenas (como Listeria) y las bacterias causantes del deterioro en productos cárnicos y prolongar su vida útil.

o La nisina A se utiliza a menudo en productos cárnicos procesados a alta temperatura, como alimentos enlatados y cocidos, debido a su mayor actividad antibacteriana.

• Productos de frutas y verduras:

o La nisina A y la nisina Z se pueden utilizar para la conservación de alimentos ácidos como jugos y salsas para evitar la contaminación microbiana.

• Otros alimentos:

o En alimentos ricos en proteínas (como productos de soja) y alimentos ricos en grasas (como crema y mantequilla), la ventaja de solubilidad de la Nisina Z hace que su uso sea más ampliamente.

Campo médico

• Medicamentos antiinfecciosos:

o Se ha estudiado la nisina A para el tratamiento de infecciones causadas por bacterias grampositivas resistentes a los fármacos.

o La nisina Z ha demostrado un potencial similar en algunos estudios, pero se utiliza menos ampliamente debido a su actividad antimicrobiana ligeramente más débil.

• Apósitos antimicrobianos:

o Tanto la nisina A como la nisina Z se pueden utilizar en apósitos antimicrobianos para la prevención y el tratamiento de infecciones de heridas como quemaduras y úlceras.

Otros campos

• Cosméticos:

o La nisina A y la nisina Z se pueden utilizar en cosméticos para inhibir la contaminación microbiana y prolongar la vida útil de los productos.

• Aditivos alimentarios:

o En la alimentación animal, la nisina A y la nisina Z se utilizan para prevenir y controlar las bacterias patógenas en los alimentos y reducir la transmisión de enfermedades.

Producción y preparación

Producción de fermentación

• Nisina A: producida por fermentación con una cepa optimizada de alto rendimiento (Lactococcus lactis subsp. lactis). Después de la fermentación, la nisina A de alta pureza se purifica mediante métodos como la cromatografía de intercambio iónico y la ultrafiltración.

• Nisina Z: También se puede producir por fermentación, pero su producción puede requerir cepas mutantes específicas o una mayor optimización para aumentar el rendimiento.

Purificación y preparación

• Los métodos de purificación de ambas nisinas son similares, incluyendo pasos de intercambio iónico, ultrafiltración y liofilización para garantizar su alta pureza y actividad.

Resumen

La nisina A y la nisina Z son dos conservantes naturales importantes, cuya principal diferencia es su estructura química y ciertas propiedades físicas (como la solubilidad). Los dos son muy similares en cuanto a su rendimiento antibacteriano y su rango de aplicación, pero la nisina A domina la industria alimentaria debido a su mayor actividad antibacteriana, mientras que la nisina Z muestra ventajas únicas en ciertos escenarios de aplicación especiales. Con la creciente demanda de aditivos alimentarios naturales, las perspectivas de aplicación de la nisina A y la nisina Z se ampliarán aún más, especialmente en el campo de la seguridad y la salud alimentaria. Yotabio es un fabricante de conservantes naturales y enzimas de etiqueta limpia. Nos centramos en soluciones de etiqueta limpia y enzimas para la industria alimentaria. Actualmente, Yotabio es el único fabricante en China que puede producir tanto nisina A como nisina Z.

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