Muchas empresas y marcas de alimentos están desarrollando tecnologías de bioconservación y mantenimiento fresco para diversos productos, entre los cuales el uso de nisina es muy crítico. Por lo tanto, se mostrarán en el artículo algunos consejos particularmente importantes sobre el uso de la nisina e instrucciones sobre su efecto antibacteriano, para ayudarnos en el proceso de uso real.

Primera parte:Propiedades de la nisina

La nisina, producida por Streptococcus lactis, es un compuesto polipeptídico compuesto por una variedad de aminoácidos.

Característica:

Polvo fluido de color blanco a amarillo pálido, ligeramente salado (componente de cloruro de sodio)

Contiene proteína de leche, la solución acuosa es ligeramente turbia.

Sensible :

Particularmente sensible a las enzimas proteolíticas (tripsina, enzimas pancreáticas, enzimas salivales, enzimas digestivas)

Almacenamiento:

Almacenar en un lugar fresco, seco y sellado a 4-15°C, evitar la luz solar directa.

Seguridad:

Absorbido y utilizado por el cuerpo humano como nutriente, es un conservante natural no tóxico.

Sin efectos adversos sobre el color, aroma, sabor, sabor, etc. de los alimentos.

Puede ser descompuesto por las enzimas digestivas intestinales, con alta seguridad.

Valor de pH antibacteriano: 6,5-6,8

Segunda parte: solubilidad de la nisina

1. Debe disolverse en agua o líquido cuando se usa e insoluble en una solución no polar.

2. La nisina dentro del rango de uso permitido puede ser bien miscible con agua u otros líquidos de procesamiento.

3. La concentración de uso real generalmente no supera el 0,25 ‰, por lo que la solubilidad no será un obstáculo para su uso en diversos alimentos.

4. La solubilidad depende del valor del pH y la solubilidad en agua disminuye con el aumento del valor del pH.

❶Cuando PH=2,5, la solubilidad es del 12%

❷Cuando PH=5,0, la solubilidad es 4%

❸Cuando PH>7 (en condiciones neutras o alcalinas), es casi insoluble

5. Cuando se agrega nisina para combatir la corrosión, el alimento debe ser ácido y estable a temperatura ambiente y ácido durante el procesamiento y almacenamiento.

6. Los productos industriales de Nisin contienen una cierta cantidad de proteína de leche desnaturalizada, su insolubilidad hará que la solución parezca una suspensión brumosa, pero no afectará su efecto antiséptico.

7. La nisina es particularmente sensible a las enzimas proteolíticas (como las enzimas pancreáticas, las enzimas del líquido somnífero y las enzimas digestivas, etc.), por lo que las enzimas proteolíticas pueden hidrolizarla en aminoácidos en el tracto digestivo después de comer. Después de inhalar líquido que contiene nisina durante 10 minutos, no se puede detectar nisina en la saliva.

Tercera parte: Estabilidad de la nisina

1. El mejor valor de pH antibacteriano es 6,5-6,8

2. La nisina tiene una actividad extremadamente estable en condiciones ácidas. La estabilidad depende principalmente de factores como la temperatura, el pH y la matriz. La actividad disminuye con el aumento del pH.

Si se calentó a 121°C durante 15 minutos, su actividad disminuyó un 29%, 69%, 86% y 99,7% a pH 4, 5, 6 y 7, respectivamente.

❶Cuando PH<2,0, se puede esterilizar a 116 ℃ sin pérdida de actividad

❷Cuando pH = 2, todavía está activo después de la esterilización a alta temperatura a 121 °C durante 30 minutos y tiene buena resistencia al calor.

❸Cuando pH = 3, la actividad máxima (97,5 %) aún se conserva después de la esterilización por calor a 121 °C durante 20 minutos.

Tiene una excelente resistencia al ácido y al calor, y su actividad disminuirá si el valor del pH es menor o mayor que este valor.

❹Cuando pH>4, el calentamiento acelerará su descomposición y reducirá su actividad antibacteriana.

❺Cuando PH=5,0, después de calentar a 115,6 ℃ para esterilización, se perderá el 40 % de la actividad

❻Cuando PH>5, la resistencia al calor disminuye, y después de la pasteurización a 85°C durante 15 minutos, la actividad solo pierde el 15%

❼ En leche desnatada con PH=6,5, el 90% de la actividad se perderá al calentarla a 115,6°C.

❽Cuando PH>6,8, el 90% de la actividad se perderá después de la esterilización.

❾No es adecuado calentar durante demasiado tiempo en condiciones neutras, de lo contrario la actividad se reducirá considerablemente.

La inactivación ocurre a temperatura ambiente a pH = 7,0

⑩Cuando el pH = 11, después de esterilizar a 63 °C durante 30 minutos, inactivar inmediatamente

3. En alimentos como la leche, las proteínas macromoleculares pueden brindar protección a la nisina, haciéndola menos descompuesta y menos propensa a perder actividad antibacteriana cuando se calienta.

Cuarta parte: la concentración de nisina

1. Para unificar la norma, la OMS considera una muestra con un contenido de 25 mg/g como preparación de referencia y define 0,001 mg; esta preparación es una "unidad internacional" (UI), y la cantidad es la misma que la "unidad de lectura"

2. 0,001 mg de muestra con un contenido de 25 mg/g, que equivale a una unidad internacional o unidad de lectura:

Es decir, 0,025mg de nisina pura equivale a 1U o 1 unidad de lectura, o 1mg de nisina pura equivale a 401U o 40 unidades de lectura

3. En una preparación de 1 UI o 1 unidad de lectura, la concentración de nisina es 0,0251 U

4. Los preparados comerciales suelen expresarse en unidades internacionales (UI), 1 UI equivale a 0,025 mg de nisina pura.

Quinta parte: Mecanismo antibacteriano de la nisina

Mecanismo antibacteriano:

Al interferir con la función normal de la membrana celular, provocando la penetración de la membrana celular, la pérdida de nutrientes y la caída del potencial de la membrana, lo que lleva a la muerte de bacterias patógenas y células bacterianas de deterioro.

1. La nisina tiene efectos tanto sobre las células vegetativas como sobre las esporas de bacterias, y el principal punto de acción sobre las células vegetativas es la membrana citoplasmática.

Puede inhibir la biosíntesis de peptidoglicano en la pared celular bacteriana, bloquear la síntesis de la membrana plasmática de la pared celular y los compuestos fosfolípidos, hacer que el contenido de la membrana celular se escape e incluso provocar la lisis celular.

2. En la mayoría de los casos, el modo de acción de la nisina sobre las esporas bacterianas es antibacteriano en lugar de bactericida.

❶El efecto sobre las esporas es inhibir la germinación de las esporas en la etapa inicial de expansión.

❷ Cuando las esporas germinan y se expanden, la nisina actúa como un tensioactivo catiónico, afectando la membrana de las esporas bacterianas e inhibiendo la síntesis de bacterias grampositivas.

❸ Cuando las esporas germinan, mueren porque son sensibles a la nisina, inhibiendo así el proceso de germinación de las esporas [Inhibiendo la germinación de las esporas]

3. Hay muchos factores que afectan el efecto de la nisina. Además del tipo de bacteria, la edad de la bacteria, la cantidad de bacterias (la cantidad de bacterias transportadas en los alimentos), el medio y las condiciones ambientales y el estado disuelto de la nisina tienen un impacto.

❶ En términos de edad bacteriana, la nisina tiene una mayor capacidad inhibidora de las esporas que de las bacterias.

❷Incluso la membrana celular bacteriana destruida por medios mecánicos es más sensible a la nisina que la que no está dañada

❸La cantidad de Nisina utilizada está directamente relacionada con la cantidad de bacterias en el alimento (número de bacterias)

4. Desde la perspectiva de la estabilidad de la nisina, su actividad antibacteriana está directamente relacionada con la temperatura y el tiempo de calentamiento, y también debe verse que la nisina tiene un efecto más obvio sobre las bacterias o esporas dañadas por el calentamiento.

❶Las bacterias normales se calientan a 121,1°C durante 3 minutos y su sensibilidad a la nisina es aproximadamente 10 veces mayor que la de aquellas sin calor.

❷Para los productos lácteos, en términos generales, si el número de bacterias aumenta 10 veces, se debe duplicar la cantidad de nisina.

❸El estado de disolución de la nisina está estrechamente relacionado con el efecto bactericida durante su uso. El mejor disolvente para la nisina es el ácido clorhídrico a 0,02 m/l.

La nisina y el tratamiento térmico pueden promoverse mutuamente:

❶ Por un lado, el uso de una pequeña cantidad (0,25-10 mg/kg) de nisina puede mejorar la sensibilidad al calor de los microorganismos deteriorantes.

❷ Por un lado, el tratamiento térmico también aumenta la sensibilidad de las bacterias a la nisina.

❸Por lo tanto, calentar después de agregar Nisin no solo puede mejorar el efecto de Nisin, reduciendo así la concentración, sino que también mejora en gran medida el efecto del tratamiento térmico y reduce la temperatura del tratamiento térmico.

❹La esterilización comercial de los alimentos tras la adición de Nisina se ha convertido en un medio para mantener el valor nutricional y mejorar la calidad sensorial de las conservas y productos lácteos.

❺La nisina y el tratamiento térmico pueden crear sinergia entre sí, lo cual es de gran importancia en la aplicación práctica.

Por ejemplo, los productos de postre lácteos no se pueden esterilizar completamente mediante calentamiento, para no dañar la apariencia, el sabor y la consistencia del producto. Después de la pasteurización, la vida útil es limitada, pero después de agregar nisina y luego pasteurizar, la vida útil se puede extender significativamente.

Sexta parte: espectro antibacteriano de la nisina

1. La nisina tiene un espectro antibacteriano relativamente estrecho y sólo puede inhibir o matar las bacterias grampositivas, especialmente las esporas bacterianas.

❶ Dirigirse principalmente a las bacterias G+, como Bacillus y Clostridium sporogenes, puede inhibir especialmente la reproducción del botulismo y la formación de toxinas.

❷ Contra Staphylococcus aureus, Lactobacillus, Clostridium botulinum, Bacillus, Clostridium, Micrococcus, Streptococcus, Streptococcus hemolítico, Listeria monocytogenes, Clostridium butyricum, termófilos de grasas. Una variedad de patógenos alimentarios y de deterioro, como Bacillus u otras bacterias anaeróbicas formadoras de esporas, tienen un efecto Fuerte efecto inhibidor: inhibe su crecimiento y reproducción.

2. El efecto inhibidor sobre la germinación de las esporas de Bacillus y Clostridium es mayor que el de las células vegetativas.

3. Generalmente, las esporas bacterianas no se pueden matar, pero cuando las esporas germinan y se expanden, aumentarán su sensibilidad a las cadenas de leche y morirán.

4. La nisina tiene un fuerte efecto antibacteriano sobre las bacterias Gram positivas como Clostridium botulinum, pero tiene un efecto débil sobre las bacterias Gram negativas, el moho y las levaduras, y debe ser estable en condiciones sexuales ácidas.

La pared celular de las bacterias Gram-negativas es relativamente compleja y sólo puede permitir el paso de sustancias con un peso molecular inferior a 60 Da. La nisina tiene un peso molecular de 3150 Da, por lo que no puede alcanzar la membrana celular, por lo que no tiene ningún efecto sobre las bacterias gramnegativas.

5. El espectro bactericida de la nisina es relativamente estrecho y, a menudo, se usa en combinación con otros métodos antisépticos para compensar la deficiencia de su estrecho espectro antibacteriano y ejercer una amplia gama de efectos antisépticos.

6. La nisina es particularmente sensible a las enzimas proteolíticas y se utiliza a menudo en la conservación de queso, productos de crema, alimentos enlatados y productos ricos en proteínas.

7. La nisina se utiliza con éxito en alimentos con alto contenido de ácido (valor de PH inferior a 4,5). En alimentos no ácidos, la nisina puede reducir la temperatura y el tiempo del tratamiento térmico y mantener mejor el contenido nutricional y el sabor de los alimentos.

8. La nisina puede matar o inhibir la mayoría de los microorganismos perjudiciales y las bacterias patógenas de los productos lácteos, los alimentos enlatados y algunas bebidas alcohólicas.

Por ejemplo: Staphylococcus aureus, Streptococcus hemolyticus, Clostridium botulinum y otras bacterias patógenas en productos lácteos; Lactobacillus y Leuconostococcus en la cerveza; Clostridium niger, Clostridium botulinum, Clostridium sporogenes, Pasteurella, Lactobacillus, Bacillus coagulans, Bacillus polymyxa y Bacillus suavizante son todos sensibles a la nisina, generalmente 10 mg/kg son eficaces

Un papel importante de la nisina en los alimentos:

Inhibición del crecimiento de Clostridium botulinum en productos cárnicos y alimentos enlatados con bajo contenido de ácido. Suplemento de nitrito en el curado de carne para inhibir el crecimiento de Clostridium difficile.

Por ejemplo, en pescados y productos cárnicos, la nisina puede reducir significativamente la cantidad de nitrato utilizado sin afectar el color y el efecto antiséptico de la carne, para prevenir eficazmente la formación de la toxina Clostridium botulinum.