Účinnější nisinová antibiotika

Metody bioinženýrství umožnily vědcům z University College Cork vytvořit novou generaci přírodních antibiotik odvozenou od nisinu. Tyto antimikrobní látky jsou vytvořené tak, aby cíleně zneškodňovaly nebezpečné mikroorganismy, jako je MRSA nebo Listeria monocytogenes.

Nisin je přírodní antibakteriální látka složená z 34 aminokyselin, kterou vytváří bakterie mléčného kvašení Lactococcus lactis. Nelze jej uměle syntetizovat. Jelikož se jedná o látku bezpečnou pro lidské zdraví využívá se jako konzervant v potravinářství.

Mechanismus účinku

Nisin ničí hlavně gram pozitivní bakterie, jako jsou Bacillus, Clostridium nebo Listeria. Vytváří komplex s lipidem II, ten prostupuje cytoplazmatickou membránou bakterie a tvoří v ní póry. Tím umožní únik životně důležitých látek z buňky, což vede k poškození až smrti bakterie. Gram negativní bakterie jsou vůči nisinu odolné, jejich buněčná stěna jej nepropustí dovnitř buňky. Proto musí být důležité patogeny řadící se do skupiny G- bakterií, jako jsou Escherichia coli, Salmonella, Capylobacter nebo Yersinia, zneškodněny jinými způsoby. Existují však i látky a fyzikální vlivy, které propustnost membrán G- bakterií zvyšují. Jedná se například o látky chelatační, působení vyšší teploty, osmotický šok čí mražení.

Účinek nisinu proti spórám bakterií je daleko méně probádán. Vědci však zjistili, že čím více jsou spóry poškozené teplem, tím více jsou náchylné na působení nisinu. Ten se váže na sulfhydrylové skupiny na jejich povrchu. Neúčinný je nisin také v boji s kvasinkami a plísněmi.

Listeria monocytogenes

Nisin má účinnnější pomocníky

Podrobnosti zmíněného výzkumu zveřejnil doktor Field se svými kolegy na mikrobiologické konferenci Society for General Microbiology v Harrogate 31. března tohoto roku. Různými změnami v aminokyselinovém složení nisinu vytvořili rodinu podobných látek se specifickými účinky proti celé řadě nebezpečných patogenů, včetně MRSA (methicillin-rezistentní Staphylococcus aureus), VRE (vancomycin-rezistentní Enterococcus faecium), Listerii monocytogenes.
Vědci doufají v uplatnění nových účinnějších derivátů nisinu zejména v boji s rezistentními bakteriemi, které jsou vážným problémem dnešní medicíny.

Políčeno na Listerii

Obzvláště významné je uplatnění nových derivátů nisinu při potlačování Listerie monocytogenes. Tato život ohrožující bakterie je asociována zejména s potravinami na vysokém stupni zpracování. Zásahy jako je tepelné opracování nebo chladírenské uchovávání odstraní z potravin G- bakterie, což umožní rozvoj G+ listerií, byla-li jimi potravina kontaminována. Ty se pak množí v sýrech, salámech či různých omáčkách. Nejnebezpečnější jsou pokrmy typu „Ready to Eat", čili takové, které jsou určeny k okamžité konzumaci, nevyžadující žádnou další úpravu.

Listerie je nejnebezpečnější pro osoby s oslabeným imunitním systémem, těhotné ženy, děti a staré lidi. Nová nisinová antibiotika zaměřená na Listerie budou vhodnou alternativou současným formám nisinu.

Přírodní konzervant

Už v roce 1969 byl nisin schválen pro antimikrobiální použití v potravinářství. Získal označení E 234 a je povolen jako aditivní látka ve více než padesáti přípravcích. V České republice se používá hlavně při výrobě sýrů. Rychle se tráví, je netoxický a bezpečný.

Sýry

Spóry anaerobních Clostrídií jsou často přítomné v ingrediencích používaných při výrobě sýrů. Přežijí pasteraci a podmínky při zrání umožní jejich vyklíčení. Bakterie se rychle rozmnoží a mohou vytvořit nebezpečné toxiny. Bylo prokázáno, že koncentrace nisinu 12,5 mg/kg a vyšší účinně brání jak růstu Clostridií, tak tvorbě toxinu.

Zpočátku slibné výsledky poskytoval výzkum použití nisinu k prevenci proti Clostridium butyricum a C. tyrobutyricum u sýrů typu ementál a gouda. Nastal však problém s inhibicí startovacích bakteriálních kultur nutných pro zrání sýru. Nisin prodlužoval zrací procesy. Proto jsou žádoucí nisin produkující a zároveň rezistentní startovací kultury.

Další pasterizované mléčné produkty, jogurty

Mléčné dezerty, krémy, sýr mascarpone nemůžou být sterilizovány, mohlo by dojít k poškození kvality výrobku, zejména z důvodu jejich vysoké tučnosti, a tak v některých případech bývají konzervovány nisinem.

U jogurtů se nisin může přidávat z důvodu ukončení kysání, inhibuje startovací kulturu (směs Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus a Streptococcus thermophilus), čím zabrání možnému překyselení jogurtu.

Masné výrobky

Obecný zájem o snížení vysokého obsahu nitritů v nakládaných masech vedl ke snahám jejich částečného nahrazení nisinem. Pouze příliš vysoké a tudíž neekonomické množství nisinu vedlo k dostatečné inhibici Clostridium botulinum.

Povzbudivější výsledky byly zjištěny u vakuově balených párků, které mohou být kaženy bakteriemi mléčného kvašení. Přidání nisinu do díla nebo ponoření uvařených párků do roztoku nisinu prodloužilo jejich skladovatelnost. Nisin má lepší inhibiční vlastnosti proti bakteriím mléčného kvašení v párcích s nižším obsahem tuku.

Alkoholické nápoje

Bakterie jako jsou Lactobacillus, Pediococcus, Leuconostoc mohou kazit pivo a víno. Přídavek nisinu poskytne účinnou ochranu proti kažení. Kvasinky nejsou jeho přítomností nikterak ovlivněny, proto může být konzervant aplikován i v průběhu kvašení. Může být také použit z důvodu prodloužení trvanlivosti piv.

Další uplatnění

Nisin má své opodstatnění také při produkci vaječných hmot a vaječných výrobků. Používá se při výrobě konzervovaného hrášku, karotky, papriky, brambor, hub, kukuřice nebo chřestu. Nisin v salátových dresincích nahradil okyselující látky, tím zlepšil jejich chuť a zajistil konzervační účinek.

Uplatnění ve veterinární medicíně

Nisin je aktivní látkou v řadě komerčně vyráběných veterinárních přípravků k léčbě mastitidy skotu, zánětu mléčné žlázy. Nově vytvořená nisinová antibiotika se stanou vítaným doplňkem současných léčiv.

Autor: Vlasta Stancová

Zdroje:
http://www.sciencedaily.com/releases/2009/03/090330200710.htm
http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=2205421
http://www.danisco.com/cms/resources/file/ebb3020436d8a33/Nissin_Danisco_uk.pdf