CHẤT BẢO QUẢN THỰC PHẨM TỰ NHIÊN NISIN – INS 234

Trong những năm gần đây, ngày càng có nhiều sự quan tâm đến việc sử dụng các chất kháng khuẩn tự nhiên, đặc biệt là nisin, một chất bảo quản sinh học trong thực phẩm cũng như các ứng dụng đóng gói. Nhìn chung, chúng có tác dụng chống lại sự hư hỏng thực phẩm và các vi sinh vật gây bệnh do thực phẩm bao gồm Bacillus cereus, Clostridium perfringens, Staphylococcus aureus và Listeria monocytogenes. Nisin là một peptide tổng hợp ở ribosome có hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng bao gồm nhiều loại vi khuẩn là tác nhân gây hư hỏng thực phẩm.

Công thức cấu tạo và tính chất của Nisin

Bacteriocin là những protein kháng khuẩn được sản xuất bởi cả hai vi khuẩn Gram dương, Gram âm và thường là các hợp chất được sản xuất bởi các vi khuẩn lactic. Vì vậy, đôi khi được gọi là lantibiotic.

Bacteriocin nisin được sản xuất bởi một số chủng Lactococcus lactis subsp. Lactis (Thomas et al, 2000; Haiping Li et al, 2002) và là loại đầu tiên được nghiên cứu nhiều nhất. Công thức phân tử của nó là C₁₄₃H₂₃₀N₄₂₀₃₇S₇.

Nisin là một peptide gồm 34 axit amin do Lactococcus lactis subsp. Lactis (ATCC 11454) sản xuất. Lactococcus lactis là một trong những vi sinh vật quan trọng nhất có trong ngành công nghiệp sữa. Đây là một loại vi khuẩn không gây bệnh, đóng vai trò quan trọng trong sản xuất các sản phẩm từ sữa như bơ sữa, sữa chua và pho mát. Nisin có lịch sử 40 năm sử dụng và được chấp thuận cho sử dụng trong thực phẩm trong EU (E234), Mỹ và nhiều nước khác.

Nisin ở dạng tinh thể trắng rất ít hoà tan trong nước, trong môi trường acid độ hoà tan của nó sẽ tăng lên (khi pH = 4,2 tan được 12g/1). Thường được bảo quản ở dạng khô, qua nhiều năm ở nhiệt độ bình thường hoạt tính kháng sinh của nisin không giảm sút nhiều. Độ hoạt động của nisin là 40,106 đơn vị trong 1 gram.

Phạm vi tác động của Nisin

Nisin hoàn toàn không có tác động đối với nấm men và nấm mốc mà chỉ có tác dụng với vi khuẩn Gram dương và không tác dụng lên nhiều loại vi khuẩn gram âm.

Trong cơ thể người, nisin sẽ bị các chất men của dịch tiêu hoá phá huỷ. Vì vậy, có thể xem như nó không có tác dụng lên hệ vi sinh vật thường có trong cơ quan tiêu hoá.

Đối với các vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm, nisin là chất kháng sinh mạnh. Nếu dùng hỗn hợp nisin với chất bảo quản khác như acid sorbic thì tác dụng sát trùng của chúng sẽ trong phạm vi rộng hơn đối với các vi sinh vật.

Vì sao Nisin được xem là chất bảo quản tự nhiên an toàn?

Nisin được đánh giá cao và được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm như một chất bảo quản tự nhiên, chủ yếu nhờ vào những đặc tính sau:

Nguồn gốc tự nhiên: Nisin được sản xuất từ các chủng vi khuẩn lactic, vốn là những vi sinh vật có lợi thường được tìm thấy trong các sản phẩm lên men như sữa chua. Điều này làm cho nisin trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho những người tiêu dùng tìm kiếm các sản phẩm thực phẩm tự nhiên và ít chất hóa học.
Cơ chế hoạt động đơn giản và hiệu quả: Nisin hoạt động bằng cách phá hủy màng tế bào của vi khuẩn gây hại, đặc biệt là các loại vi khuẩn Gram dương. Cơ chế này rất đặc hiệu và không gây ảnh hưởng đến các tế bào của cơ thể người.
An toàn cho sức khỏe: Nisin đã được các cơ quan quản lý an toàn thực phẩm trên thế giới như FDA (Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ) và EFSA (Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu) đánh giá là an toàn khi sử dụng trong thực phẩm. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng nisin không gây ra các tác dụng phụ độc hại khi sử dụng với liều lượng cho phép.
Phân hủy sinh học: Nisin là một phân tử protein, do đó nó có thể bị phân hủy hoàn toàn bởi các enzyme trong cơ thể người. Điều này có nghĩa là nisin không tích tụ trong cơ thể và không gây ra các vấn đề về sức khỏe lâu dài.
Phổ tác dụng rộng: Nisin có khả năng ức chế sự phát triển của nhiều loại vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm, từ đó giúp kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm.

Ứng dụng Nisin như một chất bảo quản thực phẩm tự nhiên

Trong sản xuất pho mát

Nisin được sử dụng trong một số ứng dụng, nhưng đặc biệt hữu ích để ngăn ngừa các hư hỏng của pho mát bởi các vi khuẩn Clostridium tyrobutyricum và CI. butyricum, là nguyên nhân gây ra hiện tượng thâm đen của pho mát trong quá trình chín.

Trong thực phẩm đóng hộp

Trong công nghiệp đồ hộp việc sử dung nisin cho phép giảm nhiệt độ và giảm thời gian thanh trùng do đó góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm. Nisin có khả năng tiêu diệt vi sinh vật gây chua (gây hư hỏng mà không làm phồng hộp) trong các loại đồ hộp nhất là rau hộp. Nisin bị phá hủy ở pH=8.0 nhiệt độ 37°C từ 15-30 phút. Nó được dùng trong công nghiệp chế biến pho mát, bảo quản đồ hộp, nước ép quả đóng hộp, rau quả tươi, sữa bột ... Liều dùng trong thực phẩm là 20 U.I/g thực phẩm. .

Trong các loại thực phẩm có độ pH thấp

Các loại thực phẩm có độ pH thấp như nước sốt trộn salad, nước sốt, đồ hộp, bia, rượu đặc biệt là rượu vang,... Trong nhóm thực phẩm này, vi khuẩn lactic hiện diện khá nhiều và là nguyên nhân chính gây ra tình trạng hư hỏng thực phẩm. Nisin được nghiên cứu có khả năng chống lại vi khuẩn lactic hiệu quả.

Trong các sản phẩm thịt, cá chế biến

Chất bảo quản Nisin không có hiệu quả chống lại các vi khuẩn Gram âm hoặc vi nấm. Tuy nhiên, hiệu quả của nisin chống lại các vi khuẩn Gram âm có thể được cải thiện nếu các tác nhân hỗ trợ, chẳng hạn như EDTA. Những tác nhân này làm tăng tính thấm của thành tế bào vi khuẩn với nisin.

Trong sản xuất bánh kẹo, đặc biệt là bánh pudding sữa

Nisin được sử dụng trong bánh kẹo nhưng vai trò của một chất bảo quản tự nhiên, đặc biệt là trong bánh pudding sữa. Đây là một sản phẩm rất dễ bị hư hỏng do sự phát triển của vi khuẩn. Nisin giúp ức chế sự phát triển của các vi khuẩn này, từ đó kéo dài thời hạn sử dụng, giúp giữ được hương vị thơm ngon và kết cấu của sản phẩm.

Hàm lượng cho phép sử dụng Nisin – INS 234

Mỗi quốc gia có các tiêu chuẩn về phụ gia thực phẩm, trong đó có quy định về hàm lượng tối đa của nisin cho từng loại thực phẩm. Ở Việt Nam, hàm lượng sử dụng nisin được quy định cho từng loại thực phẩm theo Thông tư số 24/2019/TT-BYT.

Nhờ những đặc tính ưu việt trên, nisin được xem là một chất bảo quản tự nhiên an toàn và hiệu quả. Việc sử dụng nisin trong sản xuất thực phẩm giúp đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, tăng cường chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về các sản phẩm thực phẩm tự nhiên và lành mạnh.

Aroma cung cấp tất cả các dòng phụ gia, gia vị tự nhiên, tinh dầu, hương liệu dùng trong thực phẩm và công nghiệp với tiêu chí: