Механизм действия и безопасность пищевой добавки низин.

2023-11-14

Механизм действия и безопасность пищевой добавки низин.

Что такое Нисин?

Низин — природный биологический антимикробный пептид, получаемый путем ферментации низина, встречающегося в природе в молоке и сыре. Он обладает антибактериальным действием широкого спектра действия и может эффективно подавлять большинство грамположительных бактерий. а также рост и размножение его спор. В частности, он оказывает значительное ингибирующее действие на распространенные бактерии, такие как золотистый стафилококк, гемолитический стрептококк и Clostridium botulinum, и может играть роль консерванта и консерванта во многих пищевых продуктах. Кроме того, низин обладает хорошей стабильностью, термо- и кислотостойкостью и имеет хорошие перспективы применения в пищевой промышленности.

Низин – всемирно признанный и безопасный природный биологический консервант пищевых продуктов и антибактериальное средство. В основном используется для консервации и консервации молока и молочных продуктов, мяса и мясных продуктов. Открытие низина датируется 1920-ми годами. В 1928 году американские исследователи, такие как Л.А. Роджерс впервые сообщил, что метаболиты низина могут ингибировать рост других молочнокислых бактерий. В 1947 году ATR Mattick et al. обнаружили, что некоторые молочнокислые стрептококки серологической группы N могут продуцировать бактериостатические вещества на белковой основе, и получили это полипептидное вещество из ферментационного бульона молочнокислого стрептококка, поскольку оно продуцировалось молочнокислыми бактериями группы N. Это антибактериальное вещество, поэтому его называют N-inhibitory Substance, то есть антибактериальное вещество группы N, сокращенно Низин.

Белый порошок низина

Низин – натуральный продукт низина. Исследования токсичности низина в количествах, значительно превышающих его применение в пищевых продуктах, показали, что он нетоксичен. Поскольку он особенно чувствителен к протеолитическим ферментам (α-трипсину), после употребления он может быстро гидролизоваться до аминокислот протеолитическими ферментами в пищеварительном тракте. В 1953 году в Великобритании был выпущен Нисаплин, первый коммерческий продукт низина; в 1969 году Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам одобрил низин в качестве пищевой добавки; в 1988 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) также официально одобрило использование низина в пищевых продуктах; В 1990 году Департамент пищевого надзора Министерства здравоохранения моей страны выдал сертификат соответствия на использование низина в Китае. В настоящее время более 50 стран одобрили использование низина.
 

Антибактериальная сфера применения низина

Низин может эффективно ингибировать или убивать грамположительные бактерии, вызывающие порчу продуктов. В концентрации 100 ppm он может убивать большинство грамположительных бактерий и ингибировать стафилококки, стрептококки и лактобактерии. Он также оказывает значительное ингибирующее действие на большинство родов Clostridium и Bacillus и их споры. Хитчинс, А.Д. и другие исследования показали, что споры Bacillus stearothermophilus рода Bacillus наиболее чувствительны к низину, и очень небольшое количество низина может убить споры. Действие Низина на споры заключается в торможении их прорастания на начальной стадии размножения спор. Вместо убийства.

Поскольку Низин имеет узкий антибактериальный спектр и может убивать или ингибировать только грамположительные бактерии, он не оказывает очевидного воздействия на грамотрицательные бактерии, плесень и дрожжи, поэтому его применение ограничено, и Низин используется в сочетании с другими консервантами. Он может восполнить этот недостаток и затем оказать антибактериальное действие широкого спектра действия. Исследования показали, что низин может усилить свой антибактериальный эффект при использовании в сочетании с другими консервантами и получить более широкий антибактериальный спектр. Комбинация низина и молочной кислоты может подавлять развитие сальмонеллы и золотистого стафилококка в мясе. Низин, используемый в сочетании с хелатирующими агентами (такими как ЭДТА), оказывает определенное ингибирующее действие на сальмонеллы и может эффективно снижать количество других G-бактерий. Кроме того, сочетание низина с фосфатом и цитратом также может улучшить его ингибирующее действие на G-бактерии.

Молекулярная структура низина

Антибактериальный механизм низина

Исследования показывают, что низин представляет собой гидрофобный положительно заряженный небольшой пептид, который может адсорбироваться на клеточной мембране грамположительных чувствительных бактерий и взаимодействовать с отрицательно заряженными веществами в клеточной стенке (такими как тейхоевая кислота, уроновая кислота, кислые полисахариды или фосфолипиды). может проникать в клеточную мембрану посредством функции С-конца, образуя проницаемые поры, ингибируя синтез клеточной стенки грамположительных бактерий, изменяя проницаемость клеточной мембраны и вызывая вытекание низкомолекулярных веществ из клетки. В то же время внутрь клетки проникают внеклеточные молекулы воды, что в конечном итоге приводит к автолизу и гибели клеток.

Низин обладает антибактериальной активностью в отношении многих G+ бактерий, но не действует на G-бактерии, дрожжевые и плесневые грибы. Сравнивая клеточные стенки G+ бактерий и G- бактерий, можно обнаружить, что слой пептидогликана у G+ бактерий значительно толще, чем у G- бактерий, тогда как состав клеточной стенки G- бактерий более сложен и включает в основном белки, фосфолипиды, липополисахариды и т. д., очень плотная. , может пропускать только небольшие молекулы с молекулярной массой менее 600 Да, а низин имеет молекулярную массу около 3510 Да, поэтому он не может проходить через плотную клеточную стенку. Следовательно, низин не может достичь клеточной мембраны и оказать бактерицидное действие. Чтобы дополнительно подтвердить это утверждение, Стивен и Кордел и др. сообщили, что после лечения, направленного на изменение свойств проницаемости внешней стенки G-бактерий, G-бактерии также становились чувствительными к низину и также могли быть ингибированы или уничтожены. Это убедительно доказывает, что G-бактерии не чувствительны к низину, поскольку клеточная стенка слишком толстая и молекулы низина не могут проникнуть внутрь. В процессе стерилизации низина редкие аминокислоты, содержащиеся в молекуле, оказывают на него большое влияние. Исследования по этому вопросу ведутся достаточно активно, в основном с помощью методов белковой инженерии направленного изменения одной или части аминокислот в молекуле низина. состав для изучения его функций. Исследования в этой области позволят людям глубже понять механизм действия Низина, чтобы расширить сферу его применения или усилить его эффект.

Безопасность низина

Низин — это природное полипептидное вещество, которое может перевариваться и разлагаться на аминокислоты под действием протеаз (таких как трипсин, трипсин, ферменты слюны и т. д.) в организме человека после употребления. Он не обладает микробной токсичностью и патогенным действием, поэтому относительно безопасен. высокий.

В 1956 году Британский комитет по консервантам подтвердил, что в молоке и сыре естественным образом содержится различное количество низина; в 1962 году японцы Хара и др. подтвердили, что полулетальная доза LD50 низина для мышей составляла около 7 г/кг массы тела, а значение LD50 аналогично значению обычной соли; Коммерческий сектор в Великобритании и бывшем Советском Союзе провел обширные исследования токсичности и биологии производимого им низина, включая канцерогенность, жизнеспособность, регенерацию, химический состав крови, функцию почек, функцию мозга, реакцию на стресс и патологию органов животных, а также многие другие аспекты. Исследования доказали, что Низин безопасен. Токсикологические тесты доказали, что острая токсичность низина при пероральном приеме у мышей: LD50 для самок мышей составляет 6.81 г/кг массы тела, а LD50 для самцов мышей составляет 9.26 г/кг массы тела, что на самом деле нетоксично. Острая токсичность низина при пероральном применении у крыс: ЛД50 самок крыс составляет 6.81 г/кг массы тела, а ЛД50 самцов крыс составляет 14.70 г/кг массы тела, что практически нетоксично. Результаты показывают, что низин безопасен. Федеральные правила США классифицируют низин как «общепризнанный безопасный (GRAS)». В марте 1992 года Министерство здравоохранения моей страны четко заявило в документе, одобряющем внедрение: «Низин можно с научной точки зрения считать безопасным в качестве пищевого консерванта». В настоящее время почти 50 стран мира разработали законы, определяющие объем и пределы использования низина в качестве пищевого консерванта, в то время как более 20 стран, таких как Великобритания, Франция и Австралия, не имеют правил об ограниченном использовании.

Использование низина

1. Применение в молоке и молочных продуктах.
1. Отечественный низин впервые был успешно применен при высокотемпературной стерилизации молока (УВТ). Обычно ультрапастеризованное молоко мгновенно стерилизуется сверхвысокой температурой и упаковывается асептически без добавления пищевых консервантов. Однако жарким летом качество сырого молока зачастую сложно гарантировать. В результате остается больше микроорганизмов, что приводит к увеличению количества плохих мешков (кислые мешки, раздутые мешки и т. д.). Добавление низина позволяет значительно снизить степень порчи ультрапастеризованного молока и продлить срок его хранения.
2. Применение в дважды стерилизованном молоке. Большую часть вторично стерилизованного молока производят малые и средние молочные предприятия, а продукция относится к среднему и низкосортному сегменту. Свежее молоко необходимо долго нагревать и стерилизовать, что приведет к неферментативному потемнению и потемнению цвета продукта. Добавление низина позволяет снизить интенсивность стерилизации, уменьшить процесс неферментативного потемнения, продлить срок хранения продукта.
3. Применение в пастеризованном молоке. По имеющимся данным, в августе прошлого года проходимость пастеризованного молока на рынке Шанхая составила всего 73.37%. Квалифицированная продукция при выходе с завода затем распределялась среди потребителей через распределительные станции. Из-за отсутствия поддержки холодовой цепи (отсутствие статуса холодовой цепи) Максимальное время составляет 8 часов), что приводит к серьезному снижению качества переработанного молока и чрезмерному количеству бактерий группы кишечной палочки. Добавление низина может повысить безопасность пастеризованного молока.
4.Применение в свежем молоке. Согласно новому международному стандарту GB5408.2-1999, пищевые консерванты не разрешается добавлять в молоко, стерилизованное сверхвысокой температурой, и молоко, стерилизованное вторично. С этой целью необходимо улучшить качество сырого молока (свежего молока) и строго контролировать микробные показатели сырого молока. Согласно стандартам экологически чистых пищевых продуктов, обнародованным Министерством сельского хозяйства, общее количество бактериальных колоний на миллилитр свежего молока должно составлять менее 500,000 XNUMX. Однако, по данным молочного завода в Шаньдуне, помимо контроля непосредственно находящихся в собственности ферм, общее количество колоний бактерий в свежем молоке, транспортируемом рефрижераторами на расстояние 400 километров и занимающее 5-6 часов, будет значительно превышать стандарт. Согласно отчету молочной станции во Внутренней Монголии, даже если молоко интенсивно собирают, механически охлаждают и транспортируют рефрижераторами, а температура молока поддерживается на уровне 4–6°С и летом не превышает 10°С, общее количество бактериальных колоний на миллилитр сырого молока по-прежнему находится в пределах от 1 до 2 миллионов. Внутри показатели, указанные в стандартах, не могут быть достигнуты.
Кроме того, в сыром молоке нельзя использовать химические консерванты. Чтобы предотвратить порчу и порчу свежего молока, некоторые фермеры добавляют формальдегид в качестве консервантов, что является серьезным нарушением и незаконным поведением. Если добавить низин, качество свежего молока можно сохранить и соответствовать стандартам (поскольку низин естественным образом присутствует в небольшом количестве свежего молока).
5. Применение в йогурте. В течение срока хранения йогурта, содержащего активные молочнокислые бактерии, молочнокислые бактерии также могут медленно бродить, вызывая дальнейшее повышение кислотности йогурта. В результате вкус йогурта ухудшается и становится неприемлемым для потребителей. Добавление низина может препятствовать продолжающемуся повышению кислотности при брожении йогурта.
Способ добавления в йогурт может быть до основного брожения или после основного брожения. Каков правильный способ добавить его? Это зависит от сорта продукта и процесса. Если низин добавляется перед основным брожением, количество низина необходимо строго контролировать. Потому что низин оказывает ингибирующее действие на штаммы, производящие йогурт, что продлевает время брожения. Критерием оценки является то, что после добавления низина время основного брожения йогурта должно закончиться в течение 3–6 часов, что является нормальным. Если время основного брожения превышает 6 часов, количество добавляемого низина следует уменьшить. Поскольку существует множество разновидностей йогурта, конкретные области применения каждого типа йогурта не будут представлены по отдельности.

2. Применение в мясных продуктах
Отечественный низин первым был успешно применен в высокотемпературных мясных продуктах. Затем его также эффективно используют в низкотемпературных мясных продуктах. До сих пор, независимо от формы упаковки (гибкая упаковка, консервы, бутылки, оболочка), независимо от способа обработки (маринованная, вяленая, соусная, копченая, рассольная, кисло-сладкая, вяленая) птица (курица, утка, гусь), мясо (свинина, говядина, овца, кролик), рыба и креветки и другие продукты достигли идеальных результатов.
Поскольку мясные продукты богаты питательными веществами, имеют высокую активность воды и нейтральный pH, в них могут расти и размножаться различные вредные микроорганизмы, такие как бактерии, плесень и дрожжи. Для расширения антибактериального спектра и усиления антисептического эффекта вместо чистого Низина следует использовать составные средства Низина. Так называемые композиционные добавки относятся к двум или более отдельным типам добавок, смешанных физическими методами. Обычно его предоставляет непосредственно производственное подразделение, а квалифицированные клиенты также могут составить его самостоятельно.
В настоящее время композитные изделия обычно разрабатываются в соответствии со следующими тремя принципами:
① Каждый компонент составного продукта является разновидностью, разрешенной к использованию государством.
②Чтобы облегчить использование и транспортировку клиентов, твердые сорта не смешиваются с жидкими, а также не используются жидкие составы. Обычно это твердые композиционные добавки. Если заказчик изготавливает состав самостоятельно, этот принцип на него не распространяется.
③В целях повышения безопасности и качества пищевых продуктов натуральные пищевые консерванты не смешиваются с химическими консервантами, за исключением сорбиновой кислоты. Поскольку сорбиновая кислота является ненасыщенной жирной кислотой, она по сути аналогична природным ненасыщенным жирным кислотам и может усваиваться в организме с образованием углекислого газа и воды. Следовательно, сорбиновую кислоту можно рассматривать как компонент пищи. Его можно считать безвредным для человеческого организма.
Некоторые данные показывают, что низин работает вместе с хелатирующими агентами, такими как ЭДТА, для подавления грамотрицательных бактерий. Таким образом расширяется антибактериальный спектр Низина. ЭДТА представляет собой динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, которую получают путем взаимодействия этилендиамина, цианида натрия и водного раствора формальдегида, а затем взаимодействия с гидроксидом натрия. Национальные стандарты предусматривают, что его разрешено использовать только в некоторых консервах. Одна компания из соображений безопасности однажды отказалась от использования сложных добавок, содержащих ЭДТА, что вполне разумно. Если вы выберете хелатирующий агент глюконо-дельта-лактон, он будет иметь большую безопасность и превосходство. Эта органическая кислота является промежуточным продуктом метаболизма сахара в организме. Поэтому можно считать, что он безвреден для человеческого организма. Глюконо-дельта-лактон также снижает pH мясных продуктов и может усиливать действие цветообразователей и консервантов. Кроме того, он также может снижать активность воды в мясных продуктах и ​​сам по себе является отличным консервантом пищевых продуктов.

3. Применение в консервах.
Добавление Низина в консервы имеет множество преимуществ:
① Это позволяет снизить интенсивность термической обработки, уменьшить потери пищевых питательных веществ и улучшить вкусовые качества продукта.
② Подавить рост и размножение термостойких бактериальных спор и продлить время хранения продуктов питания. В настоящее время он в основном используется в некоторых консервированных фруктах и ​​овощах, чтобы снизить интенсивность стерилизации и улучшить хрусткость тканей и пищевые качества консервированных фруктов и овощей.

4. Применение в растительных белковых продуктах.
Срок хранения лактонового тофу в упаковке составляет менее 12 часов жарким летом. За 12 часов продукт обезвоживается, прокисает и портится. При добавлении Низина срок годности можно продлить до 24 часов. Срок годности 1 день безопасен и может удовлетворить потребности этого вида готового к употреблению продукта для обращения на рынке. Согласно исследованиям профессора Ван Шаолиня из Пекинского сельскохозяйственного университета, если существуют более высокие требования к сроку хранения, добавление низина и сочетание его с микроволновой стерилизацией может обеспечить срок хранения 3 дня при комнатной температуре 18°C.
5. Применение в напитках
Добавление низина в напитки позволяет подавлять рост и размножение кислотоустойчивых и термостойких бактерий (таких как Geobacillus acidophilum), предотвращать прогоркание напитков, продлевать срок годности продуктов. В настоящее время типы напитков, которые используются при производстве напитков, включают напитки из фруктовых соков, напитки с уксусной кислотой, напитки с алоэ вера, молокосодержащие напитки, оздоровительные напитки (такие как напитки с женьшенем, напитки из ягод годжи и хризантемы) и т. д.
6. Применение в пивоварении.
Благодаря тому, что низин не подавляет дрожжевое брожение, его можно использовать при пивоварении, рисовом вине, вине и других спиртосодержащих напитках для предотвращения возникновения молочнокислыми бактериями прогоркания вина и других заболеваний. При пивоварении пива и рисового вина в настоящее время он в основном используется для увеличения культуры пивных и рисовых винных дрожжей для предотвращения заражения различными бактериями. Что касается слабоалкогольного рисового вина, то рисовое вино часто становится кислым и портится при хранении из-за неполной стерилизации, нечистой упаковочной тары, плохой герметизации, низкого содержания алкоголя и т. д. Добавление низина может эффективно предотвратить прогоркание рисового вина и продлить срок его хранения.
7. Применение в полуфабрикатах.
Полуфабрикаты-закуски в небольших упаковках, такие как куриные ножки, куриные ножки, вяленое мясо и другие продукты из птицы, обобщены в разделе «Применение в мясных продуктах» и здесь не будут повторяться. В производстве также широко используются овощные полуфабрикаты, такие как малосоленая маринованная горчица, кусочки тыквы и т. д.


Поделиться статьей

Есть вопросы о пищевых добавках?

Наша профессиональная команда продаж ждет вашей консультации.

Copyright © Arshine Food Additives Co., Ltd. Все права защищены.

СВЯЗАТЬСЯ

×
  • *Имя:

  • Рабочий телефон:

  • *E-mail:

  • Компания:

  • Страна:

  • *Более подробная информация: