نایسین و کاربرد آن در صنایع غذایی

نایسین یک باکتریوسین است که دارای کاربردهای گسترده، به ویژه خاصیت نگهدارندگی در صنایع غذایی است. خوانندگان عزیز وبلاگ آی فودز با مطالعه این مقاله می توانید با این افزودنی غذایی و کاربردهایش در صنعت غذا آشنا شوید.

نایسین چیست؟

نایسین (E 234) برای اولین بار حدود 30 سال پیش به عنوان یک نگهدارنده مواد غذایی در بریتانیا معرفی شد. اولین استفاده از آن به عنوان یک نگهدارنده در محصولات پنیر فرآوری شده بود؛ از آن زمان به بعد کاربردهای متعدد دیگری از آن در تولید غذاها و نوشیدنی ها شناسایی شده است. در حال حاضر این ماده، در حدود 50 کشور به عنوان یک نگهدارنده غذای ایمن شناخته شده است.

این افزودنی غذایی، یک پپتید متشکل از 34 باقی مانده اسید آمینه با جرم مولکولی 3.5 کیلو دالتون است و به عنوان یک باکتریوسین درجه (Ia) یا لانتی بیوتیک طبقه بندی می شود. E 234 توسط سویه های «Lactococcus lactis subsp » تولید می شود. لاکتیس جدا شده از شیر و محصولات گیاهی است و اهمیت آن به دلیل طیف وسیع فعالیت آن در برابر باکتری های گرم منفی و گرم مثبت است.

امروزه تقاضای مصرف کنندگان برای مصرف غذاهای طبیعی با کمترین فرآوری، با ظاهر و طعم تازه، پخت آسان و ایمنی بالا است. در نتیجه، تحقیق و توسعه محصولات جدید منجر به کاهش یا حتی جایگزینی عملیات حرارتی و نگهدارنده های سنتی با استفاده از تیمارهایی می شود که قادر به تضمین خواص حسی و تغذیه ای محصول، بدون کاهش ایمنی مواد غذایی هستند.

بنابراین، روش های نگهداری غیر حرارتی به عنوان تیمارهای جایگزین، به ویژه میدان های الکتریکی پالسی با شدت بالا (HIPEF)، فشار بالا (HP) و افزودن مواد ضد میکروبی طبیعی مورد توجه فزاینده ای هستند.

نایسین برجسته ترین لانتی بیوتیک است و به دلیل قدرت بالای آن در مقاومت برابر برخی باکتری های گرم مثبت، به عنوان نگهدارنده مواد غذایی استفاده می شود.

کاربرد نایسین در صنایع غذایی

1. خاصیت نگهدارندگی

ترکیبات ضد میکروبی طبیعی به دلیل تأثیر آن ها بر روی چندین میکروارگانیسم ایجاد کننده فساد مواد غذایی و پاتوژن ها، برای سال ها ناآگاهانه مورد استفاده قرار گرفته اند. ادویه های معمولی و گیاهان معطر در آشپزی، نه تنها به دلیل طعم و مزه، بلکه به دلیل اثر ضد باکتریایی آن ها نیز استفاده می شوند.

کاربرد عملی این ترکیبات باعث ایجاد تغییراتی در خواص حسی و بافتی غذاها، هنگام افزودن آن ها می شود. از سوی دیگر، باکتری‌های اسید لاکتیک (LAB) در تولید مواد غذایی به عنوان روشی مؤثر برای گسترش نگهداری و ذخیره سازی ایمن مواد غذایی، به روش تخمیر ساده استفاده شده اند. لاکتوکوکوس، استرپتوکوک، پدیوکوک، لوکونوستوک، لاکتوباسیلوس و کارنوباکتریوم از جنس هایی هستند که بیشتر به عنوان کشت آغازگر در فرآیندهای تخمیر شیر، گوشت و محصولات گیاهی استفاده می شوند.

اثر نگهدارندگی آن باکتری ها عمدتاً به دلیل تولید یک یا چند متابولیت فعال با خاصیت ضد میکروبی، مانند اسیدهای آلی (اسید لاکتیک و اسید استیک) است که با کاهش pH محیط، اثر آن ها را تشدید می کند.

باکتریوسین ها به دلیل طیف گسترده کاربرد ضد باکتریایی خود با کاربرد عملی در فرآورده های غذایی از جمله محصولات زیر مورد توجه قرار گرفته اند:

• گوشت و فرآورده های دریایی
• میوه ها و سبزیجات
• غلات
• نوشیدنی ها

علاوه بر این، باکتریوسین های مشتق شده از LAB برای استفاده در غذاها، به طور کلی به عنوان ایمن (GRAS) شناخته می شوند. به دلیل فعالیتشان در برابر پاتوژن های گرم مثبت اصلی در ایجاد بیماری های منتقله از غذا، مانند لیستریا مونوسیتوژنز یا استافیلوکوکوس اورئوس، برای صنایع غذایی جذاب هستند.

2. کابرد E 234 در محصولات لبنی تخمیری

نشان داده شده است که E 234 در کنترل میکروبی تعدادی از محصولات لبنی موثر است. همچنین استفاده از آن به طور گسترده در تولید پنیر در pH پایین مورد ارزیابی قرار گرفته است. به نظر می رسد استفاده از کشت های آغازگر (تولید کننده نایسین و مقاوم در برابر نایسین)، راهکاری مناسب برای ترکیب و نگهداری این باکتریوسین، از طریق فرآیند تولید پنیر، برای کنترل باکتری های بیماری زا و عامل فساد ناشی از غذا باشد.

افزودن پودر نایسین به شیر برای تولید پنیر بدون استفاده از کشت آغازگر می تواند آلودگی میکروبی را کنترل کند، در حالی که غلظت این افزودنی پس از پاستوریزه شدن همچنان بدون تغییر باقی می ماند.

3. استفاده از E 234 در بسته بندی فعال محصولات غذایی

این ماده یک مولکول بسیار فعال سطحی است که می تواند به ترکیبات مختلف مانند اسیدهای چرب فسفولیپیدها متصل شود. این ویژگی آن را برای جذب شدن به سطوح جامد و کشتن سلول‌های باکتریایی که به این سطوح می چسبند، مناسب می سازد.

بنابراین، جذب نایسین ممکن است نشان دهنده یک پیشرفت امیدوارکننده در توسعه بسته بندی فعال باشد؛ جایی که عملکرد کلاسیک محافظتی بسته بندی توسط عملکرد ضد میکروبی این ترکیب پشتیبانی می شود. علاوه بر این، اثربخشی فعالیت باکتریوسین را می توان با کنترل مهاجرت باکتریوسین به محیط بسته بندی شده، بهبود بخشید و باعث می شود که اثر ضد میکروبی آن فراتر از تصور مصرف کننده حفظ شود.

برای دستیابی به این هدف، مواد بسته بندی، مانند آن هایی که از پلیمرها ساخته شده اند (مانند بسته بندی ها بر پایه سلولز یا پلی پروپیلن)، ممکن است با باکتریوسین ترکیب یا با آن پوشانده شوند.

4. استفاده از نایسین در ترکیب با فرآیندهای حرارتی

شیر معمولاً برای ایجاد ثبات در طول نگهداری و ذخیره سازی و اطمینان از ایمنی میکروبیولوژیکی برای مصرف کنندگان، حرارت داده می شود.

با ایجاد یک رویکرد مانع، نایسین برای تأثیرگذاری بر مقاومت حرارتی میکروارگانیسم ها شناخته شده است. مقدار D-Value گونه B. Cereus در شیر، در حضور این افزودنی غذایی در دماهای 80-100 درجه سانتی گراد تا 40% کاهش یافت.

5. استفاده از نایسین در ترکیب با فرآیندهای غیر حرارتی

تیمارهای حرارتی فعلی باعث ایجاد تغییرات نامطلوب در خواص حسی، تغذیه ای و یا تکنولوژیکی شیر می شوند. با بهره گیری از اثر ضد میکروبی نایسین در برابر چندین میکروارگانیسم عامل فساد و بیماری زا؛ نگهداری مواد غذایی به روش های غیرحرارتی نوآورانه، باعث غیرفعال شدن میکروارگانیسم ها با حداقل تاثیر بر کیفیت و عوامل تغذیه ای می شود.

ترکیب افزودن این ماده همراه با سایر عوامل ضد میکروبی یا تیمارهای غیر حرارتی (مانند HP یا HIPEF)، دارای اثر هم افزایی (سینرژستیک) در کاهش جمعیت میکروارگانیسم های مختلف از جمله اسپورهای باکتریایی است.