ナイシンの食品添加物への応用

ナイシンラクトチェイニンまたはナイサプリンとしても知られる、乳酸連鎖球菌（Streptococcus lactis）の発酵生成物から抽出されたポリペプチド化合物です。現在、食品保存料としての使用が承認されている唯一のバクテリオシンです。ナイシンの独特の特性と広範囲の抗菌活性により、食品の安全性を確保し、保存期間を延長することで、食品業界にとって重要な役割を果たしています。この記事では、食品添加物におけるナイシンの応用を詳しく掘り下げ、その特性、抗菌メカニズム、さまざまな食品カテゴリーでのさまざまな用途を探ります。

ナイシンの特徴と抗菌メカニズム

ナイシンは、高い活性、非毒性、安全性、副作用のない天然の食品保存料です。摂取後、人体の生理的 pH 条件とキモトリプシンの作用により、アミノ酸に急速に加水分解されます。このプロセスは、人間の腸管内の正常な細菌叢を変えたり、抗生物質耐性の問題を引き起こしたり、他の抗生物質との交差耐性を示したりすることはありません。

ナイシンの抗菌メカニズムには、主に感受性の高いグラム陽性菌の細胞膜を破壊することが含まれます。初期の研究では、ナイシンが栄養細胞に作用すると、膜電位の完全な喪失を伴い、ATP やその他のイオンを含む細胞物質が急速に漏出することが示されました。細胞膜が深刻な影響を受けると、完全な細胞溶解が起こる可能性があります。グラム陰性菌はナイシンに対して耐性がありますが、細胞壁の透過性を高める処理や試薬を使用すると、ナイシンに対する感受性が大幅に高まる可能性があります。

食品保存におけるナイシンの応用の歴史

食品の保存におけるナイシンの使用には長い歴史があります。 1928年、ロジャースは、乳酸連鎖球菌の代謝産物が他の乳酸菌の増殖を阻害する可能性があることに気づきました。 1951 年に、Hirsch ら。は、ナイシンを使用してクロストリジウムガス生成細菌によるチーズの腐敗を抑制することに成功し、それによってチーズの品質を向上させました。 1953 年に、英国の会社アプリンとバレットがこの新しい防腐剤を初めて商品として販売しました。

1969年、国連食糧農業機関（FAO）と世界保健機関（WHO）の食品添加物合同専門委員会（JECFA）は、食品業界で使用する食品保存料としてナイシンを承認しました。 1988 年には、米国食品医薬品局 (FDA) も食品へのナイシンの使用を正式に承認しました。それ以来、ナイシンは世界各国で広く使用されています。

さまざまな食品カテゴリーにおけるナイシンの応用

肉製品

 

ナイシンは、乳酸桿菌、ロイコノストック、ミクロコッカス、ブドウ球菌、リステリア、連鎖球菌など、食品の腐敗を引き起こす多くのグラム陽性菌を阻害するのに効果的です。特にバチルスやクロストリジウムなどの胞子に対して強力な阻害効果があります。たとえば、新鮮な牛乳に 0.03-0.05g/kg のナイシンを添加すると、バチルス属およびクロストリジウム属の胞子の発芽と繁殖を阻害することができます。

ロースト肉、ハム、サンドイッチ、ソーセージ、フランクフルトソーセージなどの肉製品において、ナイシンは製品の色、香り、味に影響を与えることなく、ほとんどのグラム陽性菌を阻害します。また、硝酸塩や亜硝酸塩の使用を減らし、製品の品質と保存期間を向上させることができます。

乳製品

 

ナイシンは、ヨーグルト、乳飲料、液卵、卵製品などの乳製品に広く使用されています。 pH約4のヨーグルトに0.05g/kgのナイシンを添加すると、製品の保存期間を室温で6日間から90度で20分間殺菌した後は1か月以上に延ばすことができます。

超高温殺菌と無菌充填を行った缶詰牛乳に、0.05g/kg のナイシンを添加すると、製品の腐敗率を 0.04% から減らすことができます。

缶詰

 

缶詰食品は、好熱性桿菌や熱糖分解性クロストリジウムなど、耐熱性の高い細菌の胞子で汚染されていることがよくあります。これらの胞子は適切な条件下で増殖し、ガスや酸の生成を引き起こし、腐敗につながる可能性があります。 0.1g/kg のナイシンを缶詰食品に添加すると、製品を高温条件下で最長 2 年間保存できるようになり、熱処理強度が半分になり、エネルギーが節約され、栄養価、外観、風味が維持されます。 、缶詰の色、品質。

水産物

 

魚やエビなどの海産物は、水分含有量が高く、冷たい状態で摂取する習慣があるため、腐敗しやすく、リステリア菌やボツリヌス菌などの細菌によって汚染されやすいです。 0.1-0.15g/kg のナイシンを添加すると、腐敗菌の増殖と繁殖を抑制し、製品の鮮度と保存期間を延長できます。

焼き菓子とインスタント食品

 

ナイシンは焼き菓子、インスタント食品、調味料にも使用できます。化学保存料や着色料 (亜硝酸塩など) を代替または部分的に代替して、健康食品やグリーン フードの製造ニーズを満たすことができます。

飲料とフルーツジュース

 

ナイシンを飲料やフルーツジュースに添加すると、賞味期限を延ばすことができます。例えば、飲料に一定量のナイシンを添加すると、微生物の増殖を抑制し、飲料の透明度と風味を維持することができます。

ナイシンの安全性と毒性

食品添加物としてのナイシンの安全性は、数十年にわたって広範囲に研究され、検証されてきました。

まず、ナイシンは 34 個のアミノ酸残基で構成されており、分子量は約 3500 Da です。ほとんどのグラム陽性菌やバチルス種の胞子を阻害する能力があるため、食品業界で広く使用されています。重要なのは、摂取後、ナイシンは人体の生理学的pH条件とα-キモトリプシンの作用下で、ヒトの腸管内の正常な細菌叢を変えたり、抗生物質耐性の問題を引き起こしたりすることなく、速やかにアミノ酸に加水分解されることです。

第二に、ナイシンはさまざまな国際機関によって安全な食品保存料として認められています。国連食糧農業機関 (FAO) と世界保健機関 (WHO) の食品添加物に関する合同専門家委員会 (JECFA) は 1969 年にその安全性を確認しました。また、米国食品医薬品局 (FDA) もその使用を承認しました。中国保健省も同様に、1992年に食品保存料としての使用を承認しました。

さらに、広範な毒性学的研究により、ナイシンは無毒であり、人体に悪影響を及ぼさないことが示されています。人体に容易に消化吸収され、組織に蓄積したり、身体に害を及ぼすことはありません。ラットの致死量 50% (LD50) 値は比較的高く、毒性が低いことを示しています。

結論

要約すると、ナイシンは天然の食品保存料として、その高い抗菌活性、非毒性、安全性、そして副作用がないため、食品業界で幅広い応用の可能性を持っています。腐敗菌の増殖と繁殖を効果的に抑制し、食品の保存期間を延ばし、食品の品質と安全性を維持します。抽出技術の継続的な進歩と食品の安全性への要求の高まりにより、食品業界におけるナイシンの応用はより広範囲かつ深くなるでしょう。