Низин (Е 234)

CAS номер: 1414-45-5
Брутто формула: C143H230N42O37S7
Внешний вид: порошок бежевого цвета
Химическое название и синонимы: Nisin, L-Isoleucyl-(Z)-2,3-didehydro-2-aminobutanoyl-D-cysteinyl-L-isoleucyl-2,3-didehydroalanyl-L-leucyl-L-cysteinyl-threo-3-mercapto-D-2-aminobutanoyl-L-prolylglycyl-L-cysteinyl-L-lysyl-threo-3-mercapto-D-2-aminobutanoylglycyl-L-alanyl-L-leucyl-L-methionylglycyl-L-cysteinyl-L-asparaginyl-L-methionyl-L-lysyl-threo-3-mercapto-D-2-aminobutanoyl-L-alanyl-threo-3-mercapto-D-2-aminobutanoyl-L-cysteinyl-L-histidyl-L-cysteinyl-L-seryl-L-isoleucyl-L-histidyl-L-valyl-2,3-didehydroalanyl-L-lysine cyclic (3->7),(8->11),(13->19),(23->26),(25->28)-pentakis(sulfide).
Физико-химические свойства:
Молекулярный вес 3354.08 г/моль
Температура кипения / интервал кипения: 2967 ° C (5373 ° F)
Температура вспышки:> 110 ° C (> 230 ° F)
Опасные продукты разложения: оксид углерода и диоксид углерода, оксиды серы (SOx), оксиды азота.

Описание:

Низин (E 234) является природным антимикробным пептидом, продуцируемым Lactococcus lactis subsp. lactis, который эффективно ингибирует грамположительные бактерии. Он используется в качестве консерванта в пищевой промышленности по всему миру. Низин в настоящее время является авторизованной пищевой добавкой в Европейском союзе (ЕС) согласно Приложению II Регламента (ЕС) 1333/2008 для использования в нескольких категориях пищевых продуктов, например, взбитые сливки, маскарпоне, созревшие и обработанные сыры и сырные продукты, пастеризованные жидкие яйца, пудинги из манной крупы, тапиоки и аналогичные продукты.

По химической структуре низин (низин А) представляет собой полипептид, состоящий из 34 аминокислот и относящийся к бактериоцинам класса I. Бактериоцины - это белки/пептиды, которые естественным образом вырабатываются бактериями для ингибирования роста других бактерий, которые появляются в результате ферментации Lactococcus lactis subsp. lactis.

Согласно исследованиям, уже оцененным EFSA в предыдущем научном заключении (EFSA ANSPanel, 2006a), низин (E 234) инактивируется слюной человека, панкреатином и альфа-химотрипсином (Claypoolet al., 1966; Heinemann and Williams, 1966; Jarvis and Махони, 1969). В более позднем исследовании выяснилось, что низин не инактивируется слюной человека (Tong et al., 2010). Bernbom et al. в 2006 г. продемонстрировали, что низин А ухудшается или инактивируется в желудочно-кишечном тракте. Авторы обнаружили фрагменты низина в фекалиях крыс с помощью конкурентного иммуноферментного анализа (ИФА) через 24 часа после кормления крыс 60 мг низина А. Также была обнаружена остаточная антимикробная активность в фекалиях крыс, получавших низин А. После симулированного желудочно-кишечного пищеварения интактного низина А в системе не было. Низинфрагменты были обнаружены с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии и масс-спектроскопии с обращенной фазой, некоторые из этих фрагментов низина продемонстрировали низкую антибактериальную активность против Lactococcus lactisHP в анализах диффузионной активности на агаре (Gough et al., 2017).

Принимая во внимание потенциал низина в качестве натурального консерванта, была изучена возможность его применения в косметике и продуктах местного назначения с целью замены или сокращения использования синтетических консервантов, используемых в настоящее время в этих продуктах. Испытания на чувствительность in vitro проводили с использованием метода диффузии на пластинах и «контрольного теста». Действие низина было проверено при применении отдельно, в сочетании с тетранатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA) и аналогичными синтетическими консервантами, Abiol® (INCI-имидазолидинилмочевина) и Microcare PM2 (феноксиэтанол, этилпарабен, метилпарабен). Результаты этого исследования показывают, что низин эффективен в ингибировании грамположительных микроорганизмов Staphylococcus aureus и Bacillus sp. Однако для других протестированных микроорганизмов только комбинация низина, ЭДТА и синтетических консервантов соответственно при 125 ppm / 0,1 / 0,35%продемонстрировала антимикробную активность в соответствии с критерием A из ISO 11930. С помощью этого исследования сделан вывод, что низин может быть жизнеспособной альтернативой, если связан с другими консервантами, сокращая использование более высоких доз химических / синтетических консервантов, которые часто приводят к чувствительности и аллергическим реакциям (Efficiency of Nisin as Preservative in Cosmeticsand Topical ProductsElisabete Maurício, Catarina Rosado , Maria Paula Duarte, Joana Verissimo,Sara Bom and Laura Vasconcelos, 18 октября 2017г).

Применение:

Низин используется в производстве пищевых продуктов для продления срока годности путем подавления грамположительных и патогенных бактерий. В пищевых продуктах обычно он применяется в количестве от ~ 1-25 частей на миллион в зависимости от типа пищи и одобрения регулирующих органов. В качестве пищевой добавки низин имеет аббревиатуру E234. Благодаря своему естественному избирательному спектру активности он также используется в качестве селективного агента в микробиологических средах для выделения грамотрицательных бактерий, дрожжей и плесени. Еще низин применяется для упаковки пищевых продуктов и может служить в качестве консерванта путем контролируемого высвобождения на поверхность пищи из полимерной упаковки.

В сочетании с миконазолом его изучали как ингредиент для возможного лечения инфекций Clostridium difficile. Продолжающиеся исследования, по-видимому, указывают на то, что низин также может замедлять рост некоторых опухолей.

Получение:

Низин получают путем культивирования L. lactis subsp. lactis в культуральных средах, таких как среда Man Rogosa и Sharpe (MRS), полная среда (CM), M17 [1-3Cheigh CI, Choi HJ, Park H, et al.

Действие:

Хотя в целом большинство бактериоцинов ингибируют только близкородственные виды, низин является редким примером бактериоцина "широкого спектра действия", эффективного против многих грамположительных организмов, включая молочнокислые бактерии (обычно связанные с порчей), Listeria monocytogenes (известный патоген), Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Clostridium botulinum и др. Он также эффективен против спор. Грамотрицательные бактерии защищены своей наружной мембраной, но могут стать восприимчивыми к действию низина после теплового шока или в сочетании с хелатором ЭДТА. Низин растворим в воде и может быть эффективен при уровнях, приближающихся к диапазону частей на миллиард (миллиардная доля или ppm ). Концентрация низина может быть измерена с использованием различных методов, таких как хроматография или простой биоанализ диффузии в агаре.

Токсикологические данные:

внутривенно LD50 (мышь): 100 мг / кг

Парентеральный путь введения LDLO (кролик): 2250 мкг / кг

TDLO внутривенно (кролик): 290 мг / кг / 18D (с перерывами)