Nisine, également connu sous le nom de lactochainine ou nisapline, est un composé polypeptidique extrait des produits de fermentation du streptocoque lactique (Streptococcus lactis). C'est actuellement la seule bactériocine approuvée pour être utilisée comme conservateur alimentaire. Les propriétés uniques et le large spectre d'activité antibactérienne de la nisine en ont fait un ajout important à l'industrie alimentaire, garantissant la sécurité alimentaire et prolongeant la durée de conservation. Cet article se penche sur l'application de la nisine dans les additifs alimentaires, explorant ses caractéristiques, son mécanisme antibactérien et ses diverses utilisations dans différentes catégories d'aliments.
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Caractéristiques et mécanisme antibactérien de la nisine
La nisine est un conservateur alimentaire naturel à haute activité, non toxique, sûr et sans effets secondaires. Après ingestion, il est rapidement hydrolysé en acides aminés dans les conditions physiologiques de pH et d'action de la chymotrypsine dans le corps humain. Ce processus ne modifie pas la flore normale du tractus intestinal humain, ne provoque pas de problèmes de résistance aux antibiotiques et ne présente pas non plus de résistance croisée avec d’autres antibiotiques.
Le mécanisme antibactérien de la nisine consiste principalement à perturber la membrane cellulaire des bactéries sensibles à Gram positif. Les premières recherches ont montré qu'après l'action de la nisine sur les cellules végétatives, les substances cellulaires s'échappent rapidement, notamment l'ATP et d'autres ions, accompagnées d'une perte totale du potentiel membranaire. Si la membrane cellulaire est gravement affectée, une lyse cellulaire complète peut se produire. Les bactéries Gram-négatives sont résistantes à la nisine, mais les traitements ou réactifs qui augmentent la perméabilité de la paroi cellulaire peuvent grandement améliorer leur sensibilité à la nisine.
Histoire de l'application de la nisine dans la conservation des aliments
L’utilisation de la nisine dans la conservation des aliments est ancienne. En 1928, Rogers remarqua que les métabolites du streptocoque lactique pouvaient inhiber la croissance d’autres bactéries lactiques. En 1951, Hirsch et coll. a utilisé avec succès la nisine pour inhiber la détérioration du fromage causée par la bactérie productrice de gaz Clostridium, améliorant ainsi la qualité du fromage. En 1953, les sociétés britanniques Aplin et Barrett commercialisèrent pour la première fois ce nouveau conservateur comme produit commercial.
En 1969, le Comité mixte d'experts sur les additifs alimentaires (JECFA) de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) et de l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a approuvé la nisine comme conservateur alimentaire destiné à être utilisé dans l'industrie alimentaire. En 1988, la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a également officiellement approuvé l'utilisation de la nisine dans les aliments. Depuis lors, la nisine a été largement utilisée dans divers pays du monde.
Applications de la nisine dans différentes catégories d'aliments
Produits à base de viande
La nisine est efficace pour inhiber de nombreuses bactéries Gram-positives qui provoquent la détérioration des aliments, telles que Lactobacillus, Leuconostoc, Micrococcus, Staphylococcus, Listeria et Streptococcus. Il a un effet inhibiteur particulièrement puissant sur les spores, telles que Bacillus et Clostridium. Par exemple, l'ajout de 0,03-0,05 g/kg de nisine au lait frais peut inhiber la germination et la reproduction des spores de Bacillus et de Clostridium.
Dans les produits carnés tels que le rôti, le jambon, les sandwichs, les saucisses et les saucisses de Francfort, la nisine peut inhiber la plupart des bactéries Gram-positives sans affecter la couleur, l'arôme et le goût du produit. Cela peut également réduire l’utilisation de nitrates ou de nitrites et améliorer la qualité et la durée de conservation des produits.
Produits laitiers
La nisine est largement utilisée dans les produits laitiers, notamment le yaourt, les boissons lactées, les œufs liquides et les ovoproduits. L'ajout de 0,05 g/kg de nisine à un yaourt avec un pH d'environ 4 peut prolonger la durée de conservation du produit de 6 jours à température ambiante à plus d'un mois après une stérilisation à 90 degrés pendant 20 minutes.
Dans le lait en conserve soumis à une stérilisation à ultra haute température et à un remplissage aseptique, l'ajout de 0.05 g/kg de nisine peut réduire le taux de détérioration du produit de 0,04 %.
Aliments en conserve
Les aliments en conserve sont souvent contaminés par des spores bactériennes très résistantes à la chaleur, telles que le bacille thermophile et le clostridium thermosaccharolytique. Ces spores peuvent se développer dans des conditions appropriées, provoquant une production de gaz et d'acide, conduisant à une détérioration. L'ajout de 0,1 g/kg de nisine aux aliments en conserve peut permettre aux produits d'être stockés dans des conditions chaudes jusqu'à 2 ans, réduisant de moitié l'intensité du traitement thermique, économisant de l'énergie et conservant la valeur nutritionnelle, l'apparence et la saveur. , la couleur et la qualité des aliments en conserve.
Produits de la mer
Les produits de la mer tels que le poisson et les crevettes sont sujets à la détérioration et à la contamination par des bactéries telles que Listeria et Clostridium botulinum en raison de leur teneur élevée en humidité et de leurs habitudes de consommation froide. L'ajout de 0.1-0,15 g/kg de nisine peut inhiber la croissance et la reproduction des bactéries d'altération, prolongeant ainsi la fraîcheur et la durée de conservation des produits.
Produits de boulangerie et plats cuisinés
La nisine peut également être utilisée dans les produits de boulangerie, les plats cuisinés et les assaisonnements. Il peut remplacer ou remplacer partiellement les conservateurs chimiques et les colorants (tels que le nitrite) pour répondre aux besoins de production d'aliments santé et d'aliments verts.
Boissons et jus de fruits
La nisine peut être ajoutée aux boissons et aux jus de fruits pour prolonger leur durée de conservation. Par exemple, l’ajout d’une certaine quantité de nisine aux boissons peut inhiber la croissance de micro-organismes et maintenir la clarté et la saveur des boissons.
Sécurité et toxicité de la nisine
La sécurité de la nisine en tant qu'additif alimentaire a fait l'objet de recherches approfondies et de vérifications au fil des décennies.
Premièrement, la nisine est composée de 34 résidus d’acides aminés et a un poids moléculaire d’environ 3 500 Da. Il est largement utilisé dans l’industrie alimentaire en raison de sa capacité à inhiber la plupart des bactéries Gram-positives et des spores des espèces de Bacillus. Il est important de noter qu'après consommation, la nisine est rapidement hydrolysée en acides aminés dans les conditions physiologiques du pH du corps humain et sous l'action de la -chymotrypsine, sans altérer la flore normale du tractus intestinal humain ni provoquer de problèmes de résistance aux antibiotiques.
Deuxièmement, la nisine a été reconnue comme un conservateur alimentaire sûr par diverses organisations internationales. Le Comité mixte d'experts sur les additifs alimentaires (JECFA) de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) et de l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a confirmé son innocuité en 1969. La Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a également approuvé son utilisation. dans les aliments en 1988. Le ministère chinois de la Santé a également approuvé son utilisation comme conservateur alimentaire en 1992.
De plus, des études toxicologiques approfondies ont montré que la nisine n'est pas toxique et n'a aucun effet néfaste sur le corps humain. Il est facilement digéré et absorbé par le corps humain et ne s’accumule pas dans les tissus et ne nuit pas à l’organisme. Les valeurs de dose létale à 50 % (DL50) pour les rats sont relativement élevées, ce qui indique une faible toxicité.
Conclusion
En résumé, la nisine, en tant que conservateur alimentaire naturel, a de larges perspectives d'application dans l'industrie alimentaire en raison de sa forte activité antibactérienne, de sa non-toxicité, de sa sécurité et de l'absence d'effets secondaires. Il peut inhiber efficacement la croissance et la reproduction des bactéries d'altération, prolonger la durée de conservation des aliments et maintenir la qualité et la sécurité des aliments. Avec les progrès continus de la technologie d’extraction et la demande croissante en matière de sécurité alimentaire, l’application de la nisine dans l’industrie alimentaire deviendra plus répandue et plus approfondie.