Chất bảo quản có nguồn gốc tự nhiên nisin

XH ngày càng phát triển, nhu cầu về thực phẩm ngày càng phong phú và đa dạng Cùng với sự phát triển của KHKT, càng ngày càng nhiều chất bảo quản thực phẩm được sử dụng Ảnh hưởng đến sức khoẻ con người từ các chất bảo quản thực phẩm??? Tương lai sẽ sử dụng ngày càng nhiều các chất bảo quản có nguồn gốc tự nhiên NISIN 1.Lịch sử phát triển Nisin được phát hiện đầu tiên năm 1927 ở Anh từ 1qtr SX phomat. Trong đại chiến thế giới II,nó được phân tách và ứng dụng trong thuốc thú y, và được Mattick và Hirsh đặt tên là nisin: N:Nisin được xác định là do chủng Lactococcus lactics subspp lactics, là một “nhóm chất ức chế N” (group N inhibitory substance) Hậu tố “in” thông thường được sử dụng cho kháng sinh

CHẤT BẢO QUẢN CÓ NGUỒN

GỐC TỰ NHIÊN

NISIN

GVHD :TS.Hồ Phú Hà SVTH :Lê Lan Phương CNTP1_K49

Mở đầu

• XH ngày càng phát triển, nhu cầu về thực phẩm ngày càng phong phú và đa dạng

• Cùng với sự phát triển của KHKT, càng ngày

càng nhiều chất bảo quản thực phẩm được sử dụng

• Ảnh hưởng đến sức khoẻ con người

từ các chất bảo quản thực phẩm???

Tương lai sẽ sử dụng ngày

càng nhiều các chất bảo quản

có nguồn gốc tự nhiên

????

I.TỔNG QUAN VỀ NISIN

– N:Nisin được xác định là do chủng Lactococcus

lactics subspp lactics, là một “nhóm chất ức chế N”

(group N inhibitory substance)

– Hậu tố “in” thông thường được sử dụng cho kháng sinh

1.Lịch sử phát triển

I.TỔNG QUAN VỀ NISIN

1.Lịch sử phát triển

• 1953,Chế phẩm thương mại đầu tiên của nisin tên Nisaplin được sản xuất bởi Công ty Aplin & Barret

• Năm 1969 Ủy ban chuyên gia về phụ gia thực phẩm của FAO/WHO đã công nhận nisin là một phụ gia thực phẩm có nguồn gốc sinh học an toàn và được luật pháp cho phép sử dụng.

• Nisin hiện tại đã được thương mại hoá và sử

dụng tại hơn 40 nước như USA, Australia, Nam

I.TỔNG QUAN VỀ NISIN

2.Cấu trúc hoá học của nisin

I.TỔNG QUAN VỀ NISIN

Cấu tạo phân tử của nisin A ,và sự thay thế của Asn27 cho His27 ở nisin Z, Dha:

dehydroalanine, Dhb: dehydrobutyrine

và Abu-S-Ala: β_methyl-lanthionine

Asn

• Nisin là chuỗi peptit gồm các axit amin mạch

vòng 5 cạnh, chứa khoảng 34 axit amin.Nisin chứa những axit amin không phổ biến như

lanthionine và B_methyl lanthionin

I.TỔNG QUAN VỀ NISIN

2.Cấu trúc hoá học của nisin

• Nisin có cấu trúc đơn phân (monomer), nhị phân (dimmer_7 kDa),tretramer (14 kDa) và

cả cấu trúc đa phân (multimer)

I.TỔNG QUAN VỀ NISIN

2.Cấu trúc hoá học của nisin

3.Các đặc tính lý hoá của nisin

• Bền trong môi trường axit

• Tan được trong nước và một số dung dịch có cực khác Nisin hầu như tan ở pH axit và ít tan hơn ở pH kiềm và trung tính

-pH 2.5, có thể thu được dung dịch nisin 12%

-pH 5.0 dung dịch là 4%

-pH trung tính thì độ tan rất ít Nisin gần như không tan trong dung môi

không phân cực.

I.TỔNG QUAN VỀ NISIN

3.Các đặc tính lý hoá của nisin

• Nisin đậm đặc bảo quản khô, trong bóng tối

và nhiệt độ không quá 25 o C

• Khả năng hoạt động của nisin khi đun nóng ở

t o = 115.6 o C

-pH 2.0: không thay đổi,

-pH 5.0 giảm 40% hoạt tính

-pH 6.8 giảm 90%

• Đặc tính bền nhiệt của nisin:

-30-80 o C, họat tính của nisin giảm 10–30%

- >100 o C, họat tính bắt đầu giảm mạnh và

phụ thuộc vào thời gian

I.TỔNG QUAN VỀ NISIN

1.Phổ kháng khuẩn của nisin

• Nisin có phổ kháng khuẩn hẹp đôí với các tế bào

sinh dưỡng và bào tử của vi khuẩn Gram (+).

• Các vi khuẩn dễ bị tổn thương bởi nisin gồm

các vi khuẩn sinh axit lactic khác như các loài

Bacillus, Clostridium, Listeria, và Streptococcus.

• Nisin còn có tác động chống lại các bào tử chịu

nhiệt

II.CƠ CHẾ KHÁNG KHUẨN

CỦA NISIN

1.Phổ kháng khuẩn của nisin

• Nisin có thể tác động đến vi khuẩn Gram (-) trong điều kiện có

-áp suất thuỷ tĩnh -gia nhiệt

-làm lạnh -các tác nhân làm hoá lỏng và đông đặc như EDTA,…

Bởi vậy nisin thường được sử dụng kết hợp với các phương pháp bảo quản hỗ trợ khác

II.CƠ CHẾ KHÁNG KHUẨN

CỦA NISIN

2.Cơ chế tác động của nisin lên vi khuẩn

a.Cơ chế tác động của nisin chống lại tế bào

sinh dưỡng

• Trong các tế bào sinh dưỡng, vị trí hoạt động chủ yếu của nisin A và Z là màng tế bào chất Nisin có khả năng chống vi khuẩn theo tác

động kép; trói buộc (liên kết) lipit lại với nhau

và tiếp đó ức chế sinh tổng hợp thành tế bào như tạo thành các lỗ ở màng tế bào chất

• Nisin là một phân tử mang điện tích dương

mà tương tác với các nhóm tích điện của

màng photphoplipid bằng lực ion

II.CƠ CHẾ KHÁNG KHUẨN

CỦA NISIN

II.CƠ CHẾ KHÁNG KHUẨN

CỦA NISIN

2.Cơ chế tác động của nisin lên vi khuẩn

a.Cơ chế tác động của nisin chống lại tế bào sinh dưỡng

• Sự hình thành lỗ dẫn tới việc cho phép

-các phân tử nhỏ như ion K+ đi qua

-chất tan và các chất trao đổi chất như ATP

-các amino axit

Từ đó làm suy yếu nhanh lực di chuyển của các proton làm mất năng lượng của tế bào và dẫn đến sự ngừng quá trình sinh tổng hợp tế bào

II.CƠ CHẾ KHÁNG KHUẨN

CỦA NISIN

b.Hoạt tính chống lại nội bào tử

• Bào tử của vi khuẩn được hình thành do vi

khuẩn như các loài B.cereus và Clostridium

có khả năng mẫn cảm cao với nisin

• Những ảnh hưởng của nisin lên các bào tử

tĩnh phụ thuộc tuỳ từng chủng và kết hợp

với các quá trình gia nhiệt.

• Nisin có ảnh hưởng đến sự nảy mầm của bảo

tử, nó ngăn chặn quá trình nảy mầm.

• Một số dạng đột biến nisin được tạo thành

từ việc tách các gốc hydroalanine ở vị trí thứ

5 được thay thế bằng gốc alanin dẫn đến

giảm hoạt tính ức chế của nisin đối với sự

phát triển của bào tử

II.CƠ CHẾ KHÁNG KHUẨN

CỦA NISIN

2.Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính

kháng khuẩn của nisin

• Sự kết hợp của nisin với các chất bảo quản

khác sẽ tốt hơn trong việc ngăn cản sự hoạt

động của các vsv

• Các nhóm chất này làm tăng hoạt tính kháng

khuẩn của nisin

-EDTA và citrate: giúp nisin tấn công được các vi khuẩn Gr(-)

-các bề mặt phi ion và lưỡng cực -các chất nhũ hoá như các este của axit béo –sucro và monoglycerit

Ngoài ra có thể kết hợp sử dụng nisin với các

II.CƠ CHẾ KHÁNG KHUẨN

CỦA NISIN

3.Nisin vô hoạt bởi các enzyme

• Nisin bị vô hoạt bởi các enzyme pacreatin, β-chymotrypsin và subtilopeptidaza

• Sự sản sinh ra nisinaza_các enzym đặc hiệu

gồm B cereus, B polymyxa, B metaterium,

Enterococcus faccalis, Lb plantarum, Lb

brevis, Lac Lactics subsp lactics, Lac

Lactics subsp cremoris, Leuconostoc, Staph Aureus, Strep thermophilus.

II.CƠ CHẾ KHÁNG KHUẨN

CỦA NISIN

III.Ứng dụng của nisin trong

bảo quản thực phẩm

1 Nguyên tắc sử dụng và ứng dụng

nisin trong bảo quản thực phẩm

• Nisin thích hợp sử dụng cho nhiều loại

thực phẩm ở các dạng lỏng-rắn, đóng hộp, bao gói, lạnh đông và bảo quản trong môi trường ấm

• Ngăn cản được 1 lượng VSV nhất định

• Đáp ứng được các yêu cầu bảo quản TP

2.các phương pháp ứng dụng nisin

trong bảo quản thực phẩm.

• Nisin được thêm vào tốt nhất ở dạng dung

dịch nước

• Đối với thức ăn sẵn, thực phẩm đóng hộp,

nisin có thể được kết hợp với một lượng nhỏ nước hoặc nước muối sau đó trộn lẫn trong

hộp kết hợp với lắc tạo bọt khí của sản

phẩm.

• Cũng có thể được thêm vào ở dạng bột

Nhưng phải đảm bảo sự phân bố đồng nhất

với chất nền thực phẩm.

• Thời gian tốt nhất để thêm Nisin vào ở khâu

cuối cùng trước khi gia nhiêt

• Nisin cũng có thể được phun hoặc nhúng vào

bề mặt làm phá hủy độc tố.

III.Ứng dụng của nisin trong

bảo quản thực phẩm

III.Ứng dụng của nisin trong

bảo quản thực phẩm

• Nisin được phủ lên bao gói và lớp giấy gói

ăn được -> ứng dụng trong bao gói bảo

quản thịt

• Lượng nisin thêm vào phụ thuộc vào mỗi

loại thực phẩm, quá trình gia nhiệt, pH, điều kiện và thời gian bảo quản cần thiết.

• 10-750mg/kg ~ 0.25-18.5 µg/mg.

3.Những hạn chế của nisin ứng dụng

trong bảo quản thực phẩm.

• Sự mất dần nisin khi bảo quản chậm hơn ở

nhiệt độ thấp hơn

• Lượng nisin cao hơn (12,5-15,5µg nisin/mg) cần thiết cho bảo quản các sản phẩm thực

phẩm ở nhiệt độ môi trường cao trong thời

gian kéo dài

III.Ứng dụng của nisin trong

bảo quản thực phẩm

4.Mức độ an toàn và khả năng kháng chịu của

vi sinh vật

• nisin không gây độc ở liều cao hơn liều sử

dụng trong thực phẩm

• 1969 WHO-FAO(CODEX) tuyên bố không có

biểu hiện bất lợi ở liều lượng 3.3×106 UI/kg thể trọng và cho phép sử dụng

• FDI không yêu cầu điều kiện, quy định mức 3.3×106 UI/kg thể trọng.

• 1988 cơ quan dược phẩm và thực phẩm của

Mỹ (FDA) đã khẳng định nisin GRAS công

nhận cho sử dụng trực tiếp với thành phần

III.Ứng dụng của nisin trong

bảo quản thực phẩm