Hoạt tinh khang khuẩn của nisin va ứng dụng trong bảo quản thực ph

Hoạt tính kháng khuẩn Nisin ứng dụng bảo quản thực phẩm I Lời mở đầu II Khái niệm Nisin a Lịch sử: - Nisin Rogers and Whittier phát lần vào năm 1928 - Đến năm 1959 sử dụng chất bảo quản thực phẩm Anh - Năm 1969, tổ chức Lương thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc(gọi tắt FAO, ủy ban chuyên gia phụ gia thực phẩm Tổ chức Y tế giới WHO) công nhận nisin phụ gia thực phẩm an toàn cấp phép 50 quốc gia giới bao gồm nước liên minh Châu Âu số nước Châu Á, Châu Phi - Ở Mỹ, nisin Cục Quản lý Thực phẩm Dược phẩm (FDA) công nhận an tồn, coi chất bảo quản có nguồn gốc sinh học dùng phụ gia thực phẩm từ năm 1988 (Cotter et al 2005) a Khái niệm: - Nisin bacteriocin, có chất peptide kháng khuẩn đa vịng, chứa 34 acid amin, tổng hợp nhóm vi khuẩn Gram dương thuộc loài Lactococcus Streptococcus (Lubelski et al 2008; De Arauz et al 2009) - Hoạt chất chứa acid amin không thông dụng lan thionin (Lan), methyllanthionin (MeLan), didehydroalanin (Dha) axit didehydroaminobutyric (Dhb) - Nisin sản xuất cách lên men, sử dụng vi khuẩn Lactococcuslactis Trong công nghiệp thực phẩm, người ta sử dụng L lactis chất tự nhiên, không dung chất tổng hợp + Côngthứcphântử: C143H230N42O37S7 + Khốilượngphântử: 3.354,07 g/mol b Phân loại - (đọc) Nisin bacteriocin nên phân loại Lantibiotic loại A tổng hợptừ mRNA dịch peptide chứa số acid amin biến đổi hậu dịch - Trong vài thập kỷ qua, nisin sử dụng rộng rãi biopreservative thực phẩm Kể từ đó, nhiều biến thể tự nhiên biến đổi gen nisin xác định nghiên cứu cho đặc tính kháng khuẩn độc đáo chúng + Biến thể tự nhiên: xác định từ loạt sinh vật taxonomically biệt lập từ phạm vi rộng lớn môi trường  Nisin A lần phát trongLc lactis, sinh vật thường tìm thấy sản phẩm sữa biến thể nisin nghiên cứu rộng rãi nhất(Gross vàMorell 1971)  Nisin Z, phiên gần nisin A, phân lập từ Lc Lactis N IZO 22186 Nisin Z khác nisin A dư lượng axit amino vị trí 27, asparagin thay histidine (Mulders et al 1991)  Nisin A Z phần đặc tính tương tự kháng sinh, nisin Z có tỷ lệ cao khuếch tán hòa tan điều kiện pH trung tính (De Vos et al 1993)  Nisin F phân lập từ Lc lactis F10 phân cá da trơn nước Nam Phi khác với nisin A amino acid vịtrí 27 30 (De Kwaadsteniet et al 2008)  Nisin Q phân lập từLc lactis 61-14 nuôi sông NhậtBản Nisin Q chứa amino acid thay vị trí 15, 21, 27 30 (Zendo et al 2003)  Nisin A, Z, F Q có hoạt tính kháng khuẩn chống lại loạt mục tiêu Staphylococcus aureus (Piper et al 2011)  Nisin U U2 biến thể xa phân lập từ Streptococcus uberis, sinh vật thường sống môi, da mơ vú bị tìm thấy nguyên liệu sữa(Wirawan et al 2006) Nisin U U2 thay amino acid vị trí 10 tương ứng so vớinisin A  Gần đây, nisin H phân lập từ Streptococcus hyointestinaliscó khuynh hướng bắt nguồn từ ruột lợn (O'Connor et al 2015).Trình tự acid amin củ anisin H có điểm tương đồng với peptide nisin sản xuất hai chủng lactococcal liên cầu khuẩn  Nisin H trì amino acid đầu cuối tìm thấy nisin A, Z, F Q, điểm đặc biệt nisin U U2, bao gồm thay acid dehydroaminobutyric vị trí 18 khai thác  Nisin P xác định kỹ thuật khai thác hệ gen Streptococcus gallolyticus subsp pasteurianus, sinh vật tìm thấy đường tiêu hóa động vật nhai lại (Zhang et al 2012) Các chuỗi protein nisin P gần giống với nisin U2, khác thay amino acid vị trí 20 21 + Biến thể biến đổi gen: phát triển để nâng cao hiệu tính ổn định nisin điều kiện sinh lý khác nhau, để tăng cường tính dược động học cho loạt ứng dụng sinh học  Nisin Z N20K M21K bắt nguồn từ biến đổi gen Lc lactis NZ9800 (Yuan et al 2004) Nisin Z N20K M21K thay lớp dây chằng lề linh động cấu trúc peptide xương sống Nisin Những biến thể hiển thị nhiệt độ ổn định nhiệt độ cao độ hòa tan pH trung tính kiềm (Yuan et al 2004) Các thay đổi vùng lề nghiên cứu rộng rãi vùng quan trọng chèn nisin vào màng vi khuẩn (Hasper et al 2004;.Lubelski et al 2009; Ross vàVederas 2011)  Gần đây, loạt biến thể nisin với hoạt tính mạnh tăng cường tính phịng bệnh chống ngộ độc thực phẩm mầm bệnh lâm sang bắt đầu xuất tài liệu Các biến thể bao gồm nisin A K22T, A N20P, A M21V, A K22S, S29A, S29D, S29E S29G (Dòng et al 2008, 2012) Tài liệu tham khảo J.M Shin, J.M Gawk, P Kamarajan, J.C Fenno, A.H Rickard, Y.L Kapila 2015 Biomedical application of nisin Journal of Applied Microbiology 120: 1449-1465 Fernanda Mozzi, R?ul R Raya, Graciela M Vignolo John Wiley & Sons, 11 thg 9, 2015 Biotechnology of Lactic Acid Bacteria: Novel Applications Second edition Wiley Backwell 392 pages: 89 https://vi.wikipedia.org/wiki/Nisin http://luanvan.co/luan-van/vi-sinh-thuc-pham-bacteriocin-va-ungdung-45907/ III Sản xuất Nisin: Sinh tổng hợp Nisin: a Di truyền học : - Các gene mã hóa cho việc sản xuất Nisin tổ chức thành cụm operon mã hóa thành peptide, làm tăng khả miễn dịch Các peptide điều chỉnh chứa amino acid bất thường ( lanthionine melan) Chúng sản xuất ribosome tiền peptide phải trải qua trình điều chỉnh lớn để tạo thành peptide có hoạt tính sinh học với đặc tính N –terminal.Sự sinh tổng hợp Nisin nhờ vào cấu trúc gene khác mã hóa cho chức cho việc sản xuất chất kháng khuẩn ngoại bào Bốn nhóm gene bao gồm: + Gen cấu trúc mã hóa prenisin + Gene miễn dịch luôn nằm kế gene nisin đơn vị transcription + Gene mã hóa ABC-transporter có chức vận chuyển nisin + Gene điều hịa HPK có chức điều hịa phiên mã gene  Hầu hết bacteriocin tổng hợp dạng tiền peptide bất hoạt có mang trình tự leader peptide đầu bám trình tự đầu C propeptide Con đường sinh tổng hợp gồm bước sau:  Bước 1: Sinh tổng hợp phân tử tiền bacteriocin  Bước 2: Phân tử tiền bacteriocin bị biến đổi Lan B, Lan C sau vận chuyển qua màng hệ thống vận chuyển ABC Lan T,đồng thời biến đổi Lan C để phóng thích phân tử bacteriocin trưởng thành Tuy nhiên q trình cắt trình tự leader peptide xảy trước, sau bước xuất bào  Bước 3: Histidine protein kinase (HPK) cảm ứng diện bacteriocin tự phosphoryl hóa  Bước 4: Nhóm phosphoryl hóa (P) chuyển qua nhân tố đáp ứng điều hòa (response regulator – RR)  Bước 5: Nhân tố RR hoạt hóa phiên mã gene điều hòa  Bước 6: Sự diện bacteriocin cảm ứng hoạt động tự miễn tế bào sản xuất tự miễn đươc điều khiển protein miễn dịch Lan I, protein vận chuyển ABC Lan FEG b Biến đổi sau dịch mã Nisin: - Nisin dược phiên mã tạo thành prenisin bất hoạt có khoảng 57 amino acids, bao gồm: leader peptide dài 23 amino acids propeptide dài 34 amino acids Khi prenisin tạo tiến hành khử nước vị trí threonine serin tạo sản phẩm tương ứng dehydrobutyrine dehydroalanin nhờ enzyme Nis B Sau prenisin khử nước bị vịng hóa với cysteine nhờ enzyme Nis C để hình thành năm vòng thioether Bước cuối sử dụng Nis P để cắt bỏ leader peptide khỏi prenisin để tạo thành nisin trưởng thành dạng hoạt hóa Lên men vi sinh vật a Quy trình sản xuất Nisin:  Mơi trường lên men – Xử lí – Lên men(giống vi sinh vật) – Dịch sau lên men – Hấp phụ tế bào (tế bào L.lactis) – Thu hồi Nisin – Nisin - Nguồn vi sinh vật: Chủng Lactococcus lactic 145 có đặc tính sử dụng sacaroza làm nguồn cacbon đặc điểm quan trọng lựa chọn - Mơi trường: Mơi trường CM có nguồn cacbon sacarose cho suất sinh tổng hợp nisin chúng tốt so với môi trường MRS M17 Trong công thức môi trường CM, hàm lượng sacarose 40 g/l, K2HPO4 10 g/l xác định có ảnh hưởng mạnh, nguồn thay cho pepton cao malt sữa đậu nành 20% thích hợp để lựa chọn cho lên men thể tích lớn - Thành phần môi trường CM (g/l): sacaroza 40 g/l, cao nấm men 10 g/l, peptn (soy) 10 g/l, K2HPO4 10 g/l, NaCl g/l, MgSO4.7H2O 0.2 g/l, pH 6.5 – 6.8 - pH: pH yếu tố ảnh hưởng quan trọng đặc biệt lên men vi khuẩn lactic nói chung tổng hợp nisin nói riêng Việc giảm pH trình lên men lactic quy luật có tác động đến sinh tổng hợp nisin chủng L.lactic 145 Động thái sinh trưởng sinh tổng hợp chủng L.lactis145 phản ánh diễn biến tác động việc giảm pH trình sử dụng chất sacarose, sinh trưởng tổng hợp nisin - Mơ hình lên men cố định pH bổ sung Cacbon: Trong mơ hình lên men cố định pH bổ sung nguồn Cacbon, trình sinh tổng hợp nisin đạt cực đại mức cao nhiều Hoạt tính tổng hợp nisin đạt cực đại 3450 IU/ml thứ 10 so với 1960 IU/ml lên men thông thường 2750 IU/ml lên men cố định pH.Thời gian tổng hợp nisin mức cao, từ 3100 đến 3500 – 3450 – 3200 IU/ml diễn từ thứ đén thứ 18 trình lên men Bằng việc bổ sung thành phần dinh dưỡng liên tục kết hợp điều kiện cố định pH = 6.5 không nâng cao suất sinh tổng hợp nisin lên 179 % mà kéo dài thời gian đạt suất cực đại - Kết quả: Quá trình sinh trưởng sinh tổng hợp Nisin chủng Lactococcus lactis 145 bị ảnh hưởng nhiều thay đổi pH, giảm nguồn dinh dưỡng nguồn lượng mơi trường Lên men theo mẻ mơ hình thường lựa chọn để sẩn xuất Nisin - Thu hồi Nisin: Một số phương pháp thu hồi Nisin áp dụng, kết tủa sunphat amon phổ biến Bên cạnh phương pháp hấp phụ - phản hấp sinh khối L.lactis phát thời gian gần đây:  Phương pháp kết tủa sunphat amon phương pháp thông thường sử dụng để thu hồi sản phẩm protein Kết nghiên cứu cho thấy nồng độ sunphat amon 45%, pH= 4.5, nhiệt độ sấy 600C giá trị có ảnh hưởng tốt tới hiệu suất thu hồi Nisin Tuy nhiên sản phẩm thu thường không kết tủa thường khơng có tính chọn lọc cao  Phương pháp hấp phụ - phản hấp sinh khối L.lactis trình phụ thuộc hàng loạt yếu tố pH, trạng thái tế bào, nhiệt độ, thời gian tiếp xúc, pH yếu tố có ảnh hưởng mạnh Tai pH = 6.0 trình hấp phụ Nisin sinh khối tế bào đạt cao 92.1% Tế bào L.lactis giai đoạn sinh trưởng mạnh có khả hấp phụ Nisin tốt bị xử lý nhiệt lại giảm Sản phẩm thu từ quy trình hấp phụ - phản hấp phụ sử dụng sinh khối tế bào có độ gần gấp 20 lần so với phương pháp kết tủa sunphat amon Tài liệu tham khảo: http://text.123doc.org/document/2847476-cong-nghe-san-xuat-bacteriocin-va-ung-dungcua-bacteriocin-trong-cong-nghe-thuc-pham.htm http://vast.ac.vn/khoa-hoc-va-phat-trien/nghien-cuu/1385-nghien-c-u-cong-ngh-len-menva-thu-h-i-nisin-t-vi-khu-n-lactococcus-lactis http://text.123doc.org/document/3339929-nisin-hoat-dong-khang-khuan-va-ungdung.htm VI Hoạt tính kháng khuẩn Sự tương tác nisin với màng sinh học: Nisin chủ yếu hoạt động chống lại vi khuẩn Gram dương Thông thường, vi khuẩn Gram âm kháng nisin lớp LPS (lipopolysaccharide) nó,chỉ kết hợp với hóa chất gây tổn thương màng ngồi hoạt động chống lại vi khuẩn Gram âm Escherichia coli Salmonella (đọc) Ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) sử dụng loạt sản phẩm thực phẩm, chất bảo quản chất ức chế đổi màu sản phẩm EDTA làm tăng tác dụng ức chế số chất kháng khuẩn nisin, lysozyme monolaurin chống lại vi khuẩn Gram âm cách phá vỡ lớp protein màng sinh vật Khi nisin, carvacrol EDTA kết hợp, tăng trưởng S Typhimurium bị ức chế ° C 37 ° C (Zeliha AY, Yasin TUNCER, 2015) Các thí nghiệm với tế bào vi khuẩn nguyên vẹn tế bào vi khuẩn có màng sinh chất bị lập việc nghiên cứu nisin dẫn đến nhanh chóng hợp chất tế bào, ví dụ amino axit, ATP, Vì nên chấp nhận màng sinh chất vi khuẩn mục tiêu cho nisin nisin giết chết tế bào cách hình thành lỗ (Đọc)Sự hình thành lỗ gây biến thể ion gradient quan trọng đồng thời phân tán động lực proton vi khuẩn, dẫn đến chết tế bào Gần nisin đề xuất có hai chế tiêu diệt: hình thành lỗ màng tế bào ức chế thành tế bào sinh tổng hợp cách ngăn chặn kết hợp lipid II vào chuỗi peptidoglycan (Wiedemann et al., 2001) Động lực proton lượng tạo từ hệ thống vận chuyển electron từ protein vận chuyển gọi bơn proton Là lượng cho trình tổng hợp ATP Sự tương tác nisin với hệ thống mơ hình màng  Bước 1: Nisin liên kết với đầu C thông qua tương tác tĩnh điện với lipid anion (các lipid có tính axit mang điện tích âm, phosphatidylglycerol) Bản chất tích điện dương nisin giúp tương tác tốt vớianion lipid Thật đáng ngạc nhiên, nghiên cứu ban đầu, khơng có rị rỉ phát từ màng tế bào chứa lipid điện âm Các anion lipid chí ức chế rò rỉ chất nhuộm từ túi Ngoài ra, trái ngược với ảnh hưởng lớn gắn kết nisin thay đổi loại bỏ hoàn toàn đầu C, thay đổi đầu N có ảnh hưởng nhỏ Đầu C đóng vai trò quan trọng gắn kết nisin vào màng mục tiêu trung gian tương tác tĩnh điện ban đầu nisin với màng.Các kết mô tả cho thấy người ta làm tăng hoạt động nisin đơn giản cách tăng điện tích dương đầu C  Bước 2: Sự gắn kết nisin vào màng tế bào Sau nisin gắn vào màng, thuộc tính lưỡng cực peptide cho phép chèn vào lớp lipid màng tế bào Các nghiên cứu lớp tế bào cho thấy diện anion phospholipid cần thiết để chèn có hiệu nisin lớp lipid màng tế bào Nisin biến thể với hai phần mở rộng đầu N, với thay đổi nhỏ vòng đầu tiên, hiển thị khả suy giảm nghiêm trọng để thêm vào lớp lipid Ngược lại, thay đổi đầu C khó ảnh hưởng đến khả nisin để thêm vào lớp lipid màng Những kết phần chủ yếu đầu N nisin chèn vào lớp lipid màng tế bào Tính tốn tiềm kỵ nước phân tử nisin cho thấy đầu N peptide kỵ (Hình 3), tương tác kỵ nước chủ yếu chịu trách nhiệm cho chèn đầu N nisin vào lớp lipid màng tế bào Sau đầu N nhúng vào lớp lipid màng tế bào, peptide áp dụng định hướng song song bề mặt màng  Bước 3: Hình thành lỗ nisin Nisin có tác dụng diệt khuẩn chủ yếu thơng qua tương tác với màng tế bào nhạy cảm Nó cơng nhận chức màng bị phá hoại hình thành lỗ, khơng phải ổn định chung lớp kép Việc hình thành lỗ nisin q trình hợp tác, trước / cách gộp peptide màng Sự hình thành lỗ nisin nghiên cứu phụ thuộc mạnh mẽ hoạt động thấm qua màng nisin diện lipid mang tích điện âm Chỉ thơng tin hạn chế tình trạng lỗ chân lơng nisin có sẵn Kích thước lỗ chân nisin, ước tính từ thí nghiệm màng black-lipid, nm Sau chèn vào màng, nisin phá hoại cục phospholipid cách gây độ cong dương bề mặt, đặc biệt diện phosphatidylglycerol (nhìn hình nói) Ngồi ra, nisin lấy thêm lipid mang điện âm, tạo nồng độ cao khu vực xung quanh Trước đó, việc hình thành lỗ nisin đề xuất theo mơ hình “barrel-stave” (hình thứ bước 3)Trong mơ hình này, peptide áp dụng định hướng xuyên màng trước tập hợp lại tạo thành lỗ chứa đầy nước Như nói cách xác Sahl [13], điều bao hàm tiếp xúc nhóm điện tính lớp lipid kép,nó bất lợi(do nisin lấy thêm lipid mang điện âm, tạo nồng độ cao khu vực xung quanh ) Do đó, nhiều khả số (có thể 4-6) peptide chấp nhận định hướng xuyên màng cách hợp tác Vì cân nhắc việc đầu N nisin đưa vào sâu hơn, dẫn đến suy đốn rằng, khởi đầu hình thành lỗ kết di chuyển đầu N vào bên màng tế bào Do đó, hình thức tạo lỗ nisin đầu N đặt phía ngang qua thêm vào  Bước 4: phần bên phải đại diện cho tình phospholipid thành phần tác động lỗ di chuyển tồn peptide Phospholipid có hay không thành phầntác động lỗ cịn cân nhắc để xác định Các lỗ hình thành khơng ổn định, bị vỡ (như kết luận từ sống thời gian mô tả trên) Nồng độ peptide tương đối cao bên lớp kép thúc đẩy nới lỏng lỗ bên lớp kép Trong thực tế, tồn peptide dời suốt trình lỗ nới lỏng Nisin kết hợp với anion bề mặt phosphatidylglycerol liposome làm nhiễu loạn hoạt động lipid gần nhóm phospholipid đầu phân cực hướng bề mặt nước Liposome anion bị ảnh hưởng nhiều so với màng trung tính, phản ánh chất chủ yếu tương tác tĩnh điện nisin vớinhóm phospholipid tích điện âm (Kordel et al., 1989) Gần nisin đề xuất có hai chế tiêu diệt: hình thành lỗ màng tế bào ức chế thành tế bào sinh tổng hợp cách ngăn chặn kết hợp lipid II vào chuỗi peptidoglycan (Wiedemann et al., 2001) - Ức chế thành tế bào sinh tổng hợp cách ngăn chặn kết hợp lipid II vào chuỗi peptidoglycan + Lipid II tiền chất tổng hợp thành tế bào vi khuẩn + Tổng hợp Peptidoglycan: Sự chuyển phosphoMurNAcpentapeptide UDP-MurNAc-pentapeptide vào chất nhật màng bactoprenyl-phosphate xúc tác transferase MraY dẫn đến tổng hợp lipid I Sự bổ sung GlcNAc để vào Lipid I, transferase MurG, kết hình thành Lipid II, mang theo đơn vị disaccharide peptide monomer hoàn chỉnh: GlcNAc-MurNAc-LL-Ala-cDDGlu-A2pm (diaminopimelic acid) (hoặc LL-Lys) -DD-AlaDD-Ala Cuối cùng, phân tử dời qua màng chế vận chuyển chưa rõ GlcNAc-MurNAc-pentapeptide cắt hợp thành peptidoglycan Để hoạt động tối ưu trường hợp thiếu vắng lipid II, màng nên chứa 50-60% phospholipid mang điện âm, đầu C tích điện dương nisin quan trọng gắn kết ban đầu cho hoạt động kháng khuẩn Các lỗ hình thành điều kiện có dự chọn lọc anion đáng kể Điện màng hỗ trợ hình thành lỗ, mơ hình nêm (37) có thể mơ tả chi tiết học Mơ hình Wedge- hình thành lỗ nisin (hình) - Nisin gắn vào bề mặt màng anion, dẫn đến nồng độ cục cao xáo trộn động lực học lipid Cả hai tác động đủ để gây chèn nisin vào màng Sự gắn kết nisin với phospholipid anion kết dẫn đến cong bề mặt lipid, tạo lỗ hình nêm - Ngược lại, lipid II có sẵn, nisin làm xáo trộn chức hàng rào lớp kép nồng độ nM  Mơ hình lipid II cho hình thành lỗ nisin (hình) (1) nisin liên kết nửa với carbohydrate định hướng bên lipid II tỷ lệ 1:1 Một đoạn đầu N nisin cần thiết cho liên kết bề mặt tích điện âm khơng cần thiết (2) Đầu C nisin sau giả định xuyên qua màng, phù hợp với dịch chuyển vị trí vắng mặt lipid II (Kraaij et al., 1998) Kết sơ gần với lipid II pha tạp lớp lipid kép nhân tạo cho thấy ổn định lỗ tăng từ mili giây đến vài giây trình hình thành lỗ trở thành điện áp độc lập (Wiedemann et al., 2001) Điều cho thầy tương tác với nửa lipid II ổn định hướng dẫn điện xuyên màng peptide Tương tác nhóm ε-amino chuỗi bên lysine với nhóm pyrophosphate lipid II có ích vấn đề giải thích giảm chọn lọc anion lỗ.Một số phức hợp nisin / lipid II cho để lắp ráp lỗ có chức vậy, giải thích nhanh chóng liposome phân tử carboxyfluorescein, amino acids ATP tế bào sống Nhóm ε-amino (epsilon-animo) đóng vai trị liên kiết với H+ (Nhóm ε-amino nhóm amino gắn với nguyên tử cacbon thứ tính từ ngun tử cacbon gắn với nhóm cacboxyl C=OOH α-cacbon) carboxyfluorescein (là thuốc nhuộm huỳnh quang Nó sử dụng xếp trình tự axit nucleic nucleotide dán nhãn Nó tích hợp vào liposome , cho phép theo dõi liposome chúng qua thể Ngoài ra, carboxyfluorescein sử dụng để theo dõi phân chia tế bào) V Ứng dụng Nisin Nisin chế biến bảo quản thực phẩm: - Nisin chất bảo quản an toàn người sử dụng - Cũng chuỗi acid amin chuỗi protein khác, phân hủy trình tiêu hóa ruột khơng gây ảnh hưởng cho sức khỏe - Các cơng trình nghiên cứu ứng dụng nisin cho thấy nisin có khả tiêu diệt số loại vi khuẩn cách công vào thành tế bào vi khuẩn có hại lại không gây ảnh hưởng đến nhiều loại vi khuẩn có lợi dùng cơng nghệ lên men hệ tiêu hóa người khơng độc với người - Với khả kháng khuẩn tốt, bổ sung vào thực phẩm nisin không làm ảnh hưởng đến chất dinh dưỡng màu, mùi vị hay trạng thái thực phẩm đồng thời lại an toàn với sức khỏe người nên nisin sử dụng rộng rãi phụ gia bảo quản - Sử dụng nisin để kiểm soát vi khuẩn axit lactic hư hỏng xác định thực phẩm bia, rượu vang, sản xuất rượu pH thấp salad phát triển nisin bao gồm hành động hiệp đồng nisin với chelators bacteriocins khác, sử dụng thuốc hỗ trợ cơng nghệ chế biến thực phẩm lạ khử trùng áp suất cao electroporation - Nisin công nhận an toàn Cục Quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ Tổ chức Y tế giới từ năm 1969 phép sử dụng chất bảo quản thực phẩm 50 quốc gia (http://phugiathucphamvmc.com/nisin-chat-bao-quan-co-nguon-goc-tu-nhien.html ) Nisin công nghệ thực phẩm: - Trong công nghiệp, nisin thu cách nuôi lactococus lactic sữa đường dextrose - Nisin dùng chế biến phomat, thịt, đồ uống để kéo dài hạn sử dụng cách ức chế vi sinh vật Gram âm gây hư hỏng thực phẩm gây bênh Trong thực phẩm, mức sử dụng nisin thường khoảng ~1-25 ppm, tùy theo loại thực phẩm quy định pháp luật Nisin coi phụ gia thực phẩm, có kí hiệu E234 - Nisin sử dụng rộng rãi nhiều nước nhiều sản phẩm khác như: + Trong thịt, sữa, sản phẩm từ sữa thịt ( bổ sung trực tiếp nisin phối hợp sử dụng chủng nisin) + Sản phẩm thủy sản + Đồ uống lên men bia, nước ép trái cây, loại nước sốt + Chế phẩm thức ăn nhanh sản phẩm chăm sóc sức khỏe khác + Với sản phẩm đồ hộp,nisin dùng để giảm khả bền nhiệt vi khuẩn ngăn chặn trình thối rữa sản phẩm + Tại Mỹ, nisin sử dụng để ngăn chặn phát triển tự nhiên bào tử Clostridium botulinum hình thành độc tố vi khuẩn trình lưu trữ phô mai tiệt trùng, loại trái cây, rau, thịt mức cho phép quy trình thực hành sản xuất tốt (GMP) + Nisin sử dụng châu phi gồm Ai Cập, Mauritius, Tunisia Nam Phi, Nam Phi phép dùng chế biến mát truyền thống, mát mềm sản phẩm làm từ mát + Tại Việt Nam, có nghiên cứu sử dụng nisin làm chất bảo quản (của nhóm tác giả thuộc viện Công nghệ sinh học, viện Khoa học công nghệ Việt Nam cho thấy: nisin có hoạt tính diệt khuẩn thích hợp cho loại thực phẩm bảo quản nhiệt độ thấp nhiệt độ phòng Khi sử dụng nisin để bảo quản bún, thời gian bảo quản kéo dài từ ngày (khơng có nisin) lên ngày (có bổ sung nisin) Ngồi ra, nisin cịn có tác dụng nhiều loại vi khuẩn có hại cho người coliform, vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn kỵ khí  Nisin có hoạt tính kháng khuẩn thích hợp cho loại thực phẩm bảo quản nhiệt độ thấp nhiệt độ phòng ( Tài liệu tham khảo: Antonie Van Leeuwenhoek 1996 Tháng Hai; 69 (2): 193-202.Ứng dụng bacteriocin, nisin Delves Broughton-J 1, Blackburn P , Evans RJ , Hugenholtz J ) Hàm lượng sử dụng hạn chế: - ADI ( Aceptable Daily Intake ) 0,13 mg/kg thể trọng - Các sản phẩm từ ngũ cốc tinh bột dùng làm bánh, hàm lượng nisin cao dùng mg/kg nguyên liệu - Phô mai cho phép sử dụng nisin với hàm lượng 12 mg/kg Chế phẩm nisin - Thành phần chế phẩm nisin nisin (2,5%), clorua natri (lớn 50%), protein (23,8%) độ ẩm (dưới 3%) Dạng bột trắng xám hịa tan nước, mơi trường acid độ hòa tăng lên (khi pH = 4,2 tan 12g/l) - Rất ổn định nhiệt độ phòng Ở pH = 2,0 121oC 30 phút, sản phẩm ổn định.Ở pH cao độ ổn định giảm Nisin bị phá hủy pH = 8,0 nhiệt độ 37oC từ 15 – 30 phút - Bột dùng bảo quản dạng khô qua nhiều năm nhiệt độ bình thường hoạt tính kháng sinh khơng giảm sút Phân hủy sinh học Polylactic AcidPolymer với Nisin sử dụng chế phẩm kháng khuẩn bao bì thực phẩm(trong phần ứng dụng) - Gần dịch mầm bệnh E coli O157: H7, Salmonella spp, L.monocytogenes tiếp tục tìm kiếm cách thức sáng tạo để ức chế phát triển vi sinh vật thực phẩm mà trì chất lượng, tươi mát, an tồn Bao bì kháng khuẩn đóng vai trị quan trọng việc làm giảm nguy lây nhiễm mầm bệnh tăng thời hạn sử dụng thực phẩm chế biến Hệ thống đóng gói kết hợp kháng sinh vào bao bì để ngăn chặn phát triển vi sinh vật bề mặt loại thực phẩm rắn làm giảm nhu cầu với số lượng lớn kháng sinh thực phẩm lỏng - Nisin bacteriocin nhiệt ổn định sản xuất số chủng Lactococcus lactis Nisin chủ yếu hoạt động chống lại vi khuẩn Gram dương, kể Clostridium, Bacillus, Staphylococcus (Ray Daeschel 1994), loài vi khuẩn Listeria (Ponce cộng sự1998; Schillinger người khác 2001; Brewer cộng 2002) Bổ sung trực tiếp nisin vào thực phẩm kết làm giảm tức khắc quần thể vi khuẩn, khơng ngăn cản phục hồi tế bào bị tổn thương tăng trưởng tế bào không bị phá hủy cách bổ sung trực tiếp dư lượng kháng sinh nhanh chóng cạn kiệt (Zhang cộng 2004) - Nisin, độc lập nồng độ khác với kháng sinh khác đưa vào polyethylene màng bao polymer khác, có hiệu chống lại vi sinh vật khác nhau, có L plantarum, L monocytogenes, E coli, Salmonella spp (Padgett người khác 1998; Cutter người khác 2001; Eswaranandam người khác 2004) Một loạt màng polymer sử dụng để cung cấp nisin Ví dụ màng bao natri caseinate (Kristo người khác 2008), màng bao cao su blend glucomanna-gellan (Xu người khác 2007), màng bao alginate (Natrajan Sheldon 2000a; Cha người khác 2002; Millette người khác 2007), màng bao glucomanna-chitosan (Li người khác 2006), màng bao methylcellulose / hydroxypropyl methylcellulose (Franklin người khác 2004), poly (vinyl clorua), tuyến tính polyethylene mật độ thấp nylon phim (Natrajan Sheldon 2000b), màng bao zein ngô (Hoffman người khác 2001; Janes người khác 2002), whey protein, protein đậu nành, albumin trứng, màng bao gluten lúa mì (Ko người khác 2001) Tuy nhiên, thông tin hạn chế sử dụng polyme PLA phương tiện vận chuyển nisin Salmaso người khác (2004) nạp nisin thành hạt PLA đánh giá hoạt động kháng sinh bền vững nisin từPLA/nisin Tuy nhiên, điều tra nghiên cứu họ, màng bao PLA/nisin không gây bệnh hệ thống thực phẩm T JIN AND H ZHANG, 2008 Institute of Food Technologists, JOURNAL OF FOOD SCIENCE, Vol 73, Nr 3, 2008— JFS M: Food Microbiology and SafetyM127-M137 ... ph? ?ơng ph? ?p thu hồi Nisin áp dụng, kết tủa sunphat amon ph? ?? biến Bên cạnh ph? ?ơng ph? ?p hấp ph? ?? - ph? ??n hấp sinh khối L.lactis ph? ?t thời gian gần đây:  Ph? ?ơng ph? ?p kết tủa sunphat amon ph? ?ơng ph? ?p... 1969 ph? ?p sử dụng chất bảo quản thực ph? ??m 50 quốc gia (http://phugiathucphamvmc.com /nisin- chat-bao-quan-co-nguon-goc-tu-nhien.html ) Nisin công nghệ thực ph? ??m: - Trong công nghiệp, nisin thu cách... ph? ?? gia bảo quản - Sử dụng nisin để kiểm soát vi khuẩn axit lactic hư hỏng xác định thực ph? ??m bia, rượu vang, sản xuất rượu pH thấp salad ph? ?t triển nisin bao gồm hành động hiệp đồng nisin với