Nisín, también conocida como lactochainina o nisaplina, es un compuesto polipeptídico extraído de los productos de fermentación del estreptococo del ácido láctico (Streptococcus lactis). Actualmente es la única bacteriocina aprobada para su uso como conservante de alimentos. Las propiedades únicas y el amplio espectro de actividad antibacteriana de la nisina la han convertido en una importante incorporación a la industria alimentaria, garantizando la seguridad alimentaria y prolongando la vida útil. Este artículo profundiza en la aplicación de la nisina en aditivos alimentarios, explorando sus características, mecanismo antibacteriano y diversos usos en diferentes categorías de alimentos.
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Características y mecanismo antibacteriano de la nisina.
La nisina es un conservante alimentario natural con alta actividad, no toxicidad, seguridad y sin efectos secundarios. Después de la ingestión, se hidroliza rápidamente en aminoácidos bajo las condiciones de pH fisiológico y la acción de la quimotripsina en el cuerpo humano. Este proceso no altera la flora normal del tracto intestinal humano ni causa problemas de resistencia a los antibióticos, ni presenta resistencia cruzada con otros antibióticos.
El mecanismo antibacteriano de la nisina implica principalmente la alteración de la membrana celular de bacterias grampositivas sensibles. Las primeras investigaciones demostraron que después de que la nisina actúa sobre las células vegetativas, las sustancias celulares se escapan rápidamente, incluido el ATP y otros iones, acompañado de una pérdida completa del potencial de membrana. Si la membrana celular se ve gravemente afectada, puede producirse una lisis celular completa. Las bacterias gramnegativas son resistentes a la nisina, pero los tratamientos o reactivos que aumentan la permeabilidad de la pared celular pueden mejorar en gran medida su sensibilidad a la nisina.
Historia de la aplicación de Nisin en la conservación de alimentos
El uso de nisina en la conservación de alimentos tiene una larga historia. En 1928, Rogers notó que los metabolitos del estreptococo del ácido láctico podían inhibir el crecimiento de otras bacterias del ácido láctico. En 1951, Hirsch et al. utilizaron con éxito la nisina para inhibir el deterioro del queso causado por las bacterias productoras de gas clostridium, mejorando así la calidad del queso. En 1953, las empresas británicas Aplin y Barrett vendieron por primera vez este nuevo conservante como producto comercial.
En 1969, el Comité Conjunto de Expertos en Aditivos Alimentarios (JECFA) de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) y la Organización Mundial de la Salud (OMS) aprobaron la nisina como conservante de alimentos para su uso en la industria alimentaria. En 1988, la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) también aprobó formalmente el uso de nisina en los alimentos. Desde entonces, la nisina se ha utilizado ampliamente en varios países del mundo.
Aplicaciones de la nisina en diferentes categorías de alimentos
Productos Cárnicos
La nisina es eficaz para inhibir muchas bacterias grampositivas que provocan el deterioro de los alimentos, como Lactobacillus, Leuconostoc, Micrococcus, Staphylococcus, Listeria y Streptococcus. Tiene un efecto inhibidor especialmente fuerte sobre esporas como Bacillus y Clostridium. Por ejemplo, agregar 0.03-0.05 g/kg de nisina a la leche fresca puede inhibir la germinación y reproducción de las esporas de Bacillus y Clostridium.
En productos cárnicos como carne asada, jamón, sándwiches, salchichas y salchichas de Frankfurt, la nisina puede inhibir la mayoría de las bacterias grampositivas sin afectar el color, el aroma y el sabor del producto. También puede reducir el uso de nitrato o nitrito y mejorar la calidad y vida útil del producto.
Productos Lácteos
La nisina se usa ampliamente en productos lácteos, incluidos yogur, bebidas lácteas, huevos líquidos y productos de huevo. Agregar 0.05 g/kg de nisina al yogur con un pH de aproximadamente 4 puede extender la vida útil del producto de 6 días a temperatura ambiente a más de un mes después de la esterilización a 90 grados durante 20 minutos.
En leche enlatada sometida a esterilización a temperatura ultraalta y llenado aséptico, agregar 0.05 g/kg de nisina puede reducir la tasa de deterioro del producto del 0,04 %.
Alimentos enlatados
Los alimentos enlatados suelen estar contaminados con esporas bacterianas altamente resistentes al calor, como el bacilo termófilo y el clostridium termosacarolítico. Estas esporas pueden crecer en condiciones adecuadas, provocando la producción de gas y ácido, lo que provoca su deterioro. Agregar 0.1 g/kg de nisina a los alimentos enlatados puede permitir que los productos se almacenen en condiciones de calor durante hasta 2 años, reduciendo la intensidad del tratamiento térmico a la mitad, ahorrando energía y manteniendo el valor nutricional, la apariencia y el sabor. , color y calidad de los alimentos enlatados.
Productos del Mar
Los productos del mar, como el pescado y los camarones, son propensos a deteriorarse y contaminarse por bacterias como Listeria y Clostridium botulinum debido a su alto contenido de humedad y hábitos de consumo en frío. Agregar 0.1-0.15 g/kg de nisina puede inhibir el crecimiento y la reproducción de bacterias perjudiciales, extendiendo la frescura y la vida útil de los productos.
Productos horneados y comidas preparadas
La nisina también se puede utilizar en productos horneados, comidas preparadas y condimentos. Puede reemplazar total o parcialmente los conservantes químicos y los colorantes (como el nitrito) para satisfacer las necesidades de producción de alimentos saludables y alimentos verdes.
Bebidas y Jugos de Frutas
La nisina se puede agregar a bebidas y jugos de frutas para extender su vida útil. Por ejemplo, agregar una cierta cantidad de nisina a las bebidas puede inhibir el crecimiento de microorganismos y mantener la claridad y el sabor de las bebidas.
Seguridad y toxicidad de la nisina
La seguridad de la nisina como aditivo alimentario ha sido investigada y verificada exhaustivamente durante décadas.
En primer lugar, la nisina está compuesta por 34 residuos de aminoácidos y tiene un peso molecular de aproximadamente 3500 Da. Se utiliza ampliamente en la industria alimentaria debido a su capacidad para inhibir la mayoría de las bacterias Gram positivas y esporas de especies de Bacillus. Es importante destacar que, después del consumo, la nisina se hidroliza rápidamente en aminoácidos bajo las condiciones de pH fisiológico del cuerpo humano y la acción de la -quimotripsina, sin alterar la flora normal del tracto intestinal humano ni causar problemas de resistencia a los antibióticos.
En segundo lugar, varias organizaciones internacionales han reconocido al nisin como un conservante alimentario seguro. El Comité Conjunto de Expertos en Aditivos Alimentarios (JECFA) de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) y la Organización Mundial de la Salud (OMS) confirmaron su seguridad en 1969. La Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) también aprobó su uso. en alimentos en 1988. El Ministerio de Salud de China aprobó de manera similar su uso como conservante de alimentos en 1992.
Además, amplios estudios toxicológicos han demostrado que la nisina no es tóxica y no tiene efectos adversos en el cuerpo humano. El cuerpo humano lo digiere y absorbe fácilmente y no se acumula en los tejidos ni causa daño al cuerpo. Los valores de dosis letal del 50% (LD50) para ratas son relativamente altos, lo que indica una baja toxicidad.
Conclusión
En resumen, la nisina, como conservante natural de alimentos, tiene amplias perspectivas de aplicación en la industria alimentaria debido a su alta actividad antibacteriana, no toxicidad, seguridad y ausencia de efectos secundarios. Puede inhibir eficazmente el crecimiento y la reproducción de bacterias perjudiciales, prolongar la vida útil de los alimentos y mantener la calidad y seguridad de los alimentos. Con el progreso continuo de la tecnología de extracción y la creciente demanda de seguridad alimentaria, la aplicación de la nisina en la industria alimentaria se volverá más amplia y profunda.