Nisin (E234) – Chất bảo quản an toàn

Hiện nay, hầu hết các loại nông sản và thực phẩm chế biến, đóng hộp ở Việt Nam và nhiều nước trên thế giới thường được bảo quản bằng các hoá chất hay các loại phụ gia có tính chất bảo quản. Tuy nhiên, những phương pháp này chưa đáp ứng được yêu cầu về an toàn vệ sinh thực phẩm. Vì vậy, việc ứng dụng những chất bảo quản có nguồn gốc tự nhiên, không làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người rất được quan tâm và đang được nghiên cứu sử dụng rộng trong công nghệ thực phẩm và một trong số đó là “Nisin (E234)”.

Nisin (E234) là gì?

Nisin là một peptit kháng khuẩn đa vòng, được cấu tạo từ 34 gốc axit amin. Các loại axit amin phổ biến có trong phân tử nisin là lanthionine (Lan), methyllanthionine (MeLan), didehydroalanine (DHA) và axit didehydroaminobutyric (Dhb).

Nisin lần đầu tiên được phát hiện vào năm 1928, nhưng phải đến năm 1959 mới được sử dụng như một chất bảo quản thực phẩm ở Anh. Năm 1969, tổ chức nông nghiệp và thực phẩm (gọi tắt là FAO, một ủy ban chuyên gia về phụ gia thực phẩm của tổ chức y tế thế giới WHO) đã công nhận nisin là một phụ gia thực phẩm an toàn và được phép sử dụng cho người ở 50 quốc gia trên thế giới bao gồm các nước trong liên minh Châu Âu và một số nước ở Châu Á, Châu Phi.

Ở Mỹ, nisin cũng đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) công nhận là an toàn, được coi là chất bảo quản có nguồn gốc sinh học và dùng như một phụ gia thực phẩm từ năm 1988 cho đến nay.

Nisin do các chủng vi khuẩn lactic trong quá trình lên men sữa. Nisin có hoạt tính kháng vi sinh vật, là một tác nhân kháng khuẩn tự nhiên và không thể tổng hợp nhân tạo. 
Trong công nghiệp, nisin được thu bằng cách nuôi Lactoccus lactis trong sữa, hoặc trong dung dịch đường dextrose. Quá trình sản xuất được tuân theo các điều kiện vệ sinh rất nghiêm ngặt và đáp ứng được các tiêu chuẩn khắt khe nhất đối với thực phẩm

Tác dụng kháng khuẩn của nisin (E234)

Nisin có thể bám dính lên thành tế bào vi khuẩn mà không cần các thụ thể (khả năng bám dính phụ thuộc vào độ PH môi trường). Sau đó, nisin phá vỡ thành tế bào dẫn đến sự thoát các ion kali, magie ra ngoài. Ngoài ra, nisin còn ức chế quá trình tổng hợp peptidoglycan nên chỉ có tác động lên vi khuẩn gram dương.

Nisin có hiệu quả trong việc kiểm soát một loạt các vi khuẩn gram dương và các bào tử của chúng bao gồm: Listeria, Enterococcus, sporothermodurans, và Clostridium (gây ngộ độc thực phẩm bằng cách sinh độc tố). Nếu các vi khuẩn này hiện diện với số lượng lớn hay khi chúng phát triển mạnh trong thực phẩm, sẽ sản sinh lượng độc tố đủ mạnh có thể gây ra ngộ độc thực phẩm cấp tính. Với các biểu hiện nôn mửa, tiêu chảy, đau quặn bụng, nhức đầu… xảy ra sau khi ăn thực phẩm bị ô nhiễm khoảng 2 – 48 giờ, nặng hơn có thể dẫn đến tử vong, đặc biệt ở nhóm đối tượng có sức đề kháng yếu, phụ nữ mang thai, người già và trẻ em.

Khi sử dụng riêng lẻ, nisin không có hiệu quả trên vi khuẩn gram âm (như E.coli), nấm men và nấm mốc. Trong trường hợp bình thường, các vi khuẩn gram âm có khả năng kháng nisin chủ yếu là do màng không thấm nước bên ngoài của chúng. Tuy nhiên, nisin có thể được hiệu quả chống lại các vi khuẩn gram âm nếu được sử dụng kết hợp với các tác nhân gây mất ổn định màng tế bào bên ngoài như khi xử lý ở các điều kiện làm lạnh, nhiệt độ cao, trong môi trường pH thấp (pH 2-6), hay khi sử dụng kết hợp với chất bảo quản khác như lysozyme (từ lòng trắng trứng), enterocin (một chất kháng khuẩn mới được phân lập từ Enterococcus faecium)…

Tại sao nisin lại là chất bảo quản an toàn với người sử dụng?

Với khả năng kháng khuẩn như vây, cộng thêm việc khi bổ sung vào thực phẩm nisin không làm làm ảnh hưởng đến các chất dinh dưỡng cũng như màu, mùi vị, hay trạng thái của thực phẩm nên nisin được sử dụng rộng rãi như một phụ gia bảo quản. Nhưng tại sao lại nói nisin là chất bảo quản an toàn với người sử dụng?

Cũng như bất kỳ chuỗi axit amin và các protein khác, nó được phân hủy trong quá trình tiêu hóa trong ruột và không gây ra ảnh hưởng cho sức khỏe. Thêm vào đó, các công trình nghiên cứu ứng dụng nisin cho thấy nisin có khả năng tiêu diệt một số loại vi khuẩn bằng cách tấn công vào thành tế bào của vi khuẩn có hại nhưng lại không gây ảnh hưởng đến nhiều loại vi khuẩn có lợi dùng trong công nghệ lên men và trong hệ tiêu hóa của người và không độc đối với người.

Với khả năng kháng khuẩn tốt, khi bổ sung vào thực phẩm nisin không làm làm ảnh hưởng đến các chất dinh dưỡng cũng như màu, mùi vị, hay trạng thái của thực phẩm đồng thời lại an toàn với sức khỏe cong người nên nisin được sử dụng rộng rãi như một phụ gia bảo quản.

Nisin sử dụng trong sữa, các sản phẩm từ sữa thịt và các sản phẩm từ thịt…

Ứng dụng của nisin trong công nghiệp thực phẩm

Nisin được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước và trong nhiều sản phẩm thực phẩm như sữa, các sản phẩm từ sữa (bổ sung trực tiếp nisin hoặc phối hợp sử dụng các chủng sinh nisin), thịt và các sản phẩm từ thịt, sản phẩm thủy sản, đồ uống lên men như bia, nước ép trái cây, các loại nước sốt, chế phẩm thức ăn nhanh và các sản phẩm chăm sóc sức khỏe khác. Với các sản phẩm đồ hộp, nisin được dùng để giảm khả năng bền nhiệt của vi khuẩn và ngăn chặn quá trình thối rữa của sản phẩm.

Tại Mỹ, nisin được sử dụng để ngăn chặn sự phát triển tự nhiên của bào tử Clostridium botulinum và sự hình thành độc tố vi khuẩn này trong quá trình lưu trữ phô mai tiệt trùng, các loại trái cây, rau, thịt ở mức cho phép trong quy trình thực hành sản xuất tốt (GMP).

Nisin được sử dụng ở châu phi gồm Ai Cập, Mauritius, Tunisia và Nam Phi, mặc dù ở Nam Phi chỉ được phép dùng trong chế biến pho mát truyền thống, pho mát mềm và các sản phẩm làm từ pho mát.

Tại Việt Nam, cũng đã có những 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 các loại thực phẩm bảo quản ở nhiệt độ thấp và nhiệt độ phòng. Khi sử dụng nisin để bảo quản bún, thời gian bảo quản kéo dài từ 1 ngày (không có nisin) lên 2 ngày (có bổ sung nisin). Ngoài ra, nisin còn có tác dụng trên nhiều loại vi khuẩn có hại cho người như coliform, vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn kỵ khí.

Hàm lượng sử dụng và hạn chế

Theo ủy ban khoa học về thực phẩm (SCF- Scientific committee for food), lượng nisin lượng tiêu thụ hàng ngày chấp nhận được (ADI – Acceptable Daily Intake) là 0,13 mg/kg thể trọng, giá trị này được công bố từ năm 1990 và được ủy ban an toàn thực phẩm Châu Âu xác nhận vào năm 2006.

Trong thực phẩm, người ta thường sử dụng nisin ở các nồng độ khác nhau, từ 1-25 phần triệu (ppm, 1 ppm tương ứng với 1 milligram một chất nào đó trên 1 lít chất lỏng (mg/l) hay mỗi kg (mg/kg)) tùy thuộc vào loại thực phẩm và hàm lượng cho phép sử dụng đã quy định riêng ở mỗi quốc gia.

Liên minh châu âu (EU) cũng đã có đề xuất về việc sử dụng nisin trong quá trình thanh trùng trứng lỏng và các sản phẩm trứng lỏng với hàm lượng không vượt quá 6,25 mg/L.

Theo tiêu chuẩn về thực phẩm của Australia và New Zealand hướng dẫn việc sử dụng nisin trong các sản phẩm thịt chế biến và gia cầm ở mức giới hạn 12.5mg/kg.

Tổ chức nông nghiệp và thực phẩm thế giới (FAO) và tổ chức y tế thế giới (WHO) cũng có những quy định về giới hạn sử dụng nisin bổ sung vào thực phẩm như sau: Các sản phẩm từ ngũ cốc và tinh bột dùng làm bánh, hàm lượng nisin cao nhất được dùng là 3 mg/kg nguyên liệu; phô mai chín, protein tách từ lớp trên cùng của khối phô mai sau khi kết đông và các sản phẩm làm từ phô mai cho phép sử dụng nisin với hàm lượng 12 mg/kg.

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại hóa chất, phụ gia dùng để kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm nhưng đa số các chất này được tổng hợp nhân tạo và không an toàn cho người tiêu dùng nếu sử dụng quá mức cho phép trong thời gian dài. Vậy nên, việc ứng dụng nisin trong thực phẩm như một chất bảo quản đang rất được quan tâm và nghiên cứu ngày càng nhiều nhằm tạo ra những sản phẩm thực phẩm tốt cho sức khỏe.

Tìm kiếm có liên quan: