Сегодня мы расскажем вам о низине А – химикате под кодом E234. В еде он используется в мясных и молочных продуктах, напитках, выпечке и других упакованных продуктах. Несмотря на то, что это химическое вещество, оно производится естествено путем микробной ферментации – брожением. Сам низин является антимикробным пептидом, который может эффективно подавлять размножение грамположительных бактерий и препятствовать росту теплостойких бацилл и их спор, тем самым продлевая срок годности продукта. Он также предотвращает рост таких убивцев, как возбудитель ботулизма (смертельного) Clostridium botulinum, листериоза (Listeria monocytogenes) и патогена Bacillus cereus. К сожалению, низин бессилен против дрожжей и плесени.
На вкус, цвет и запах пищи он не влияет, а в кишечном тракте человека он может быть расщеплен на различные аминокислоты ферментами. Иногда низин используется совместно с другими веществами. Так, например, NOVAGARD - это смесь низина А и розмарина, который усиливает антимикробный эффект и вкус продукта, в который добавляют эту смесь.
Низин является бактерицидным пептидом. Многие бактерии рибосомально производят такие пептиды, чтобы бороться с соперниками. Производимые кисломолочными бактериями (КМБ) подобные пептиды представляют большой интерес для многих отраслей пищевой промышленности, так как эти бактерии общепризнанно безопасны (GRAS). Одной из популярных рабочих лошадок является бактерия лактококкус – Lactococcus lactis подвида lactis. Кисломолочные бактерии встречаются в сыром молоке в качестве естественной микробиоты. В лабораториях же эта бактерия растет на натуральных подложках, таких как молоко, сахар декстроза или грибы. Биосинтез низина начинается во время экспоненциальной фазы роста бактерии и полностью прекращается, когда клетки переходят в стационарную фазу.
Низин состоит из 34 аминокислот и представляет собой полипептид. Низин существует в двух вариантах (А и Z), которые отличаются одной аминокислотой. В низине А в положении 27 находится гистидин, а в низине Z – аспарагин. Из-за этого низин А более растворим в воде, особенно в холодной, поэтому его предпочтительно использовать в пищевой промышленности.
На производство низина влияют штамм производителя, питательный состав среды, кислотность, температура, перемешивание и воздухоподача, а также другие факторы, такие как подавление субстрата или продукта, взаимодействие низина с клетками производителя и его ферментативное разложение. При производстве низина обычно определяют, как его будут извлекать из среды с клетками. В процессе ферментации при кислотности менее 6,0 более 80% образующегося низина выделяется в питательную среду, при кислотности более 6,0 большая часть низина остается связанной с клеточной мембраной, но не с цитоплазмой. Полученный в результате брожения бульон концентрируют, очищают, сушат распылением и измельчают до получения мелких частиц. Конечный продукт обычно содержит остаток твердых веществ, состоящих из молочных белков и солей: 2,5% низина, 74,4% хлорида натрия, 23,8% денатурированных сухих веществ молока и 1,7% влаги.
КМБ обычно выращивают в смесях белков, таких как триптон, пептон, мясной и дрожжевой экстракты, часть которых остается непоглощенной. Это, в свою очередь, приводит к дополнительным расходам и затрудняет очистку низина. Поэтому ищутся альтернативы для такой питательной среды, такие как молочная сыворотка, сахарная патока и отходы мидийного производства. Обычно низин очищают с помощью расширенного ионного обмена, который объединяет принципы хроматографии в взвешенном слое и ионообменной хроматографии. Также используется иммуноаффинная хроматография, основанная на взаимодействиях между антителами и антигенами для избирательного выделения и очистки целевых молекул из сложных смесей. И, наконец, применяется ионообменная хроматография, основанная на ионных взаимодействиях целевых молекул с заряженными функциональными группами ионообменной смолы.
Это дорогостоящие методики, которые могут привести к появлению соединений, представляющих опасность для пищевых продуктов. В качестве альтернативы были предложены протоколы выделения низина с использованием органических растворителей – этанола и метанола, осаждением сульфатом аммония и кислым раствором (кислотность 2,0).
В мире низин производят такие компании, как DSM N.V., SIVEELE B.V., DuPont, Shandong Freda Biotechnology Co. Ltd., Galactic, HANDARY S.A., Chihon Biotechnology Co. Ltd., Cayman Chemical, Mayasan Biotech, Amtech Biotech и др. В России его пока не производят (насколько мне известно), но будем надеяться, что ситуация изменится. Объем мирового рынка антимикробных добавок в 2023 году оценивался в 3,11 миллиарда долларов США. Пожелаем России урвать кусочек этого пирога!
Источники:
enточкаfredabiotechточкаcom/products/food_additives/nisin/nisin48411точкаhtml?gad_source=1&gclid=CjwKCAjw65-zBhBkEiwAjrqRMBBBdnQp_VgZ5JNnZjn6hnCf8pQlK0zO7lRoU56Qt2Pda58-lEadRBoCDMMQAvD_BwE
fredabiotechточкаenточкаmade-in-chinaточкаcom/product/RXLJdiZVZrUM/China-Nisin-Natural-Food-Preservative-with-High-Efficiencyточкаhtml
iffточкаcom/portfolio/markets/food-beverage/food-protection/?s=nisin
siveeleточкаcom/products/antimicrobials/nisin/
de Souza de Azevedo, Pamela Oliveira, et al. "Application of nisin as biopreservative of pork meat by dipping and spraying methods." Brazilian Journal of Microbiology 50 (2019): 523-526.
Jones, Eluned, Victoria Salin, and Gary W. Williams. "Nisin and the market for commercial bacteriocins." (2005).
de Arauz, Luciana Juncioni, et al. "Nisin biotechnological production and application: a review." Trends in Food Science & Technology 20.3-4 (2009): 146-154.
grandviewresearchточкаcom/industry-analysis/antimicrobial-additives-market
Автор: Евгения Дикарева
