A aplicação da nisina em aditivos alimentares

Nisina, também conhecido como lactochainina ou nisaplina, é um composto polipeptídico extraído dos produtos de fermentação do estreptococo do ácido láctico (Streptococcus lactis). Atualmente é a única bacteriocina aprovada para uso como conservante de alimentos. As propriedades únicas e o amplo espectro de atividade antibacteriana da nisina tornaram-na uma adição importante à indústria alimentar, garantindo a segurança alimentar e prolongando o prazo de validade. Este artigo investiga a aplicação da nisina em aditivos alimentares, explorando suas características, mecanismo antibacteriano e diversos usos em diferentes categorias de alimentos.

Características e mecanismo antibacteriano da nisina

A nisina é um conservante alimentar natural com alta atividade, não toxicidade, segurança e sem efeitos colaterais. Após a ingestão, é rapidamente hidrolisado em aminoácidos nas condições fisiológicas de pH e ação da quimotripsina no corpo humano. Este processo não altera a flora normal do trato intestinal humano nem causa problemas de resistência aos antibióticos, nem apresenta resistência cruzada com outros antibióticos.

O mecanismo antibacteriano da nisina envolve principalmente a ruptura da membrana celular de bactérias Gram-positivas sensíveis. As primeiras pesquisas mostraram que depois que a nisina atua nas células vegetativas, as substâncias celulares vazam rapidamente, incluindo ATP e outros íons, acompanhadas por uma perda completa do potencial de membrana. Se a membrana celular for gravemente afetada, pode ocorrer lise celular completa. As bactérias Gram-negativas são resistentes à nisina, mas os tratamentos ou reagentes que aumentam a permeabilidade da parede celular podem aumentar significativamente a sua sensibilidade à nisina.

História da Aplicação da Nisina na Conservação de Alimentos

O uso da nisina na conservação de alimentos tem uma longa história. Em 1928, Rogers notou que os metabólitos do estreptococo do ácido láctico poderiam inibir o crescimento de outras bactérias do ácido láctico. Em 1951, Hirsch et al. utilizou com sucesso a nisina para inibir a deterioração do queijo causada por bactérias produtoras de gás Clostridium, melhorando assim a qualidade do queijo. Em 1953, as empresas britânicas Aplin e Barrett venderam pela primeira vez este novo conservante como produto comercial.

Em 1969, o Comité Misto de Peritos em Aditivos Alimentares (JECFA) da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura (FAO) e a Organização Mundial da Saúde (OMS) aprovaram a nisina como conservante alimentar para utilização na indústria alimentar. Em 1988, a Food and Drug Administration (FDA) dos EUA também aprovou formalmente o uso de nisina em alimentos. Desde então, a nisina tem sido amplamente utilizada em vários países do mundo.

Aplicações da Nisina em Diferentes Categorias de Alimentos

Produtos de carne

 

A nisina é eficaz na inibição de muitas bactérias Gram-positivas que causam a deterioração dos alimentos, como Lactobacillus, Leuconostoc, Micrococcus, Staphylococcus, Listeria e Streptococcus. Tem um efeito inibitório particularmente forte sobre esporos, como Bacillus e Clostridium. Por exemplo, adicionar 0,03-0,05g/kg de nisina ao leite fresco pode inibir a germinação e reprodução de esporos de Bacillus e Clostridium.

Em produtos cárneos como carne assada, presunto, sanduíches, salsichas e salsichas Frankfurt, a nisina pode inibir a maioria das bactérias Gram-positivas sem afetar a cor, o aroma e o sabor do produto. Também pode reduzir o uso de nitrato ou nitrito e melhorar a qualidade e a vida útil do produto.

Produtos lácteos

 

A nisina é amplamente utilizada em produtos lácteos, incluindo iogurte, bebidas lácteas, ovos líquidos e ovoprodutos. Adicionar 0,05g/kg de nisina ao iogurte com pH de cerca de 4 pode estender a vida útil do produto de 6 dias em temperatura ambiente para mais de um mês após a esterilização a 90 graus por 20 minutos.

No leite enlatado submetido à esterilização em temperatura ultra-alta e envase asséptico, a adição de 0.05g/kg de nisina pode reduzir a taxa de deterioração do produto de 0,04%.

Alimentos enlatados

 

Os alimentos enlatados são frequentemente contaminados com esporos de bactérias altamente resistentes ao calor, como o bacilo termofílico e o clostrídio termossacarolítico. Esses esporos podem crescer em condições adequadas, causando produção de gases e ácidos, levando à deterioração. Adicionar 0,1g/kg de nisina aos alimentos enlatados pode permitir que os produtos sejam armazenados em condições quentes por até 2 anos, reduzindo pela metade a intensidade do tratamento térmico, economizando energia e mantendo o valor nutricional, a aparência e o sabor , cor e qualidade dos alimentos enlatados.

Produtos de frutos do mar

 

Produtos de frutos do mar, como peixe e camarão, são propensos à deterioração e contaminação por bactérias como Listeria e Clostridium botulinum devido ao seu alto teor de umidade e hábitos de consumo frios. Adicionar 0.1-0,15g/kg de nisina pode inibir o crescimento e a reprodução de bactérias deteriorantes, prolongando o frescor e a vida útil dos produtos.

Produtos de panificação e alimentos de conveniência

 

A nisina também pode ser usada em produtos de panificação, alimentos de conveniência e temperos. Pode substituir ou substituir parcialmente conservantes químicos e corantes (como nitrito) para atender às necessidades de produção de alimentos saudáveis ​​e verdes.

Bebidas e Sucos de Frutas

 

A nisina pode ser adicionada a bebidas e sucos de frutas para prolongar sua vida útil. Por exemplo, a adição de uma certa quantidade de nisina às bebidas pode inibir o crescimento de microrganismos e manter a clareza e o sabor das bebidas.

Segurança e toxicidade da nisina

A segurança da nisina como aditivo alimentar foi extensivamente pesquisada e verificada ao longo de décadas.

Em primeiro lugar, a nisina é composta por 34 resíduos de aminoácidos e tem um peso molecular de aproximadamente 3500 Da. É amplamente utilizado na indústria alimentícia devido à sua capacidade de inibir a maioria das bactérias Gram-positivas e esporos de espécies de Bacillus. É importante ressaltar que após o consumo, a nisina é rapidamente hidrolisada em aminoácidos sob as condições fisiológicas de pH do corpo humano e a ação da -quimotripsina, sem alterar a flora normal do trato intestinal humano ou causar problemas de resistência aos antibióticos.

Em segundo lugar, a nisina foi reconhecida como um conservante alimentar seguro por várias organizações internacionais. O Comitê Conjunto de Especialistas em Aditivos Alimentares (JECFA) da Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO) e da Organização Mundial da Saúde (OMS) confirmou sua segurança em 1969. A Food and Drug Administration (FDA) dos EUA também aprovou seu uso. em alimentos em 1988. O Ministério da Saúde da China aprovou de forma semelhante seu uso como conservante de alimentos em 1992.

Além disso, extensos estudos toxicológicos demonstraram que a nisina não é tóxica e não tem efeitos adversos no corpo humano. É facilmente digerido e absorvido pelo corpo humano e não se acumula nos tecidos nem causa danos ao organismo. Os valores da dose letal 50% (LD50) para ratos são relativamente elevados, indicando baixa toxicidade.

Conclusão

Em resumo, a nisina, como conservante natural de alimentos, tem amplas perspectivas de aplicação na indústria alimentícia devido à sua alta atividade antibacteriana, não toxicidade, segurança e ausência de efeitos colaterais. Pode inibir eficazmente o crescimento e a reprodução de bactérias deteriorantes, prolongar a vida útil dos alimentos e manter a qualidade e segurança dos alimentos. Com o progresso contínuo da tecnologia de extracção e a crescente procura de segurança alimentar, a aplicação da nisina na indústria alimentar tornar-se-á mais difundida e aprofundada.