• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

BioteknologiFødevarekemi01. 05. 2001 | Katrine Meyn

Bakteriociner – bakteriernes eget forsvar

BioteknologiFødevarekemi01. 05. 2001 By Katrine Meyn

I takt med forbrugernes krav forsøges stadig flere fødevarer fremstillet uden tilsætning af kemiske konserveringsmidler. En høj produktsikkerhed i sådanne fødevarer kan i mange tilfælde opnås med brug af bakteriocinproducerende starterkulturer. Her beskrives nisin – det eneste bakteriocin der i oprenset form er godkendt til anvendelse i fødevarer. 

Læs originalartiklen her

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2001 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder. Se relaterede artikler nederst på siden.

Af cand. brom. Birthe Jelle, Enzymes & Bioprotection, Chr. Hansen A/S,

Mange traditionelle såvel som nye fødevarer produceres ved en fermentering. Fermentering er faktisk en af vore ældste konserveringsformer, og den anvendes stadig i sin mest primitive form (naturlig fermentering uden brug af starterkulturer) i mange udviklingslande. Foruden den konserverende effekt anvendes fermentering også af teknologiske årsager, hvor bakterierne har afgørende betydning for ændringen i produktets sensoriske profil (smag og tekstur). Tænk på mælk der bliver til yoghurt.
Moderne produktionsmetoder og udvikling af nye fødevarer stiller i dag store krav til kendskabet af de anvendte starterkulturer. Starterkulturer er afgørende for fra gang til gang at kunne opnå ensartede produkter af høj kvalitet. Her spiller mælkesyrebakterierne en vigtig rolle ved at omsætte kulhydrater til den konserverende mælkesyre. Ud over mælkesyre producerer mange mælkesyrebakterier også bakteriociner, der virker som en ekstra »hurdle« i den samlede konservering af fødevarer.
Nutidens forbrugere stiller store krav til de fødevarer, de køber. Trenden i forbrugernes ønsker går mod mere »naturlige« (økologiske) fødevarer af høj kvalitet, som er sikret mod forekomst af sygdomsfremkaldende bakterier. I takt med forbrugernes krav forsøges stadig flere fødevarer fremstillet uden tilsætning af kemiske konserveringsmidler. En høj produktsikkerhed i sådanne fødevarer kunne i mange tilfælde opnås med anvendelse af bakteriocinproducerende starterkulturer.

Bakteriociner
Bakteriociner er antibakterielle forbindelser, som produceres af mange forskellige bakterier. Forbindelserne produceres under bakteriernes metabolisme og udskilles i miljøet. For at bakteriocinet kan virke, skal der være direkte kontakt mellem bakteriocinet og de følsomme bakterier. Bakteriociner er proteinlignende stoffer, der virker på bakteriens cytoplasma-membran. Det bevirker, at membranen bliver permeabel for aminosyrer og ioner, og at bakteriens pH-gradient ødelægges. Bakterien mister herved vigtige næringsstoffer, hvilket oftest resulterer i cellens død. Bakteriociner har generelt størst effektivitet mod bakterier, der er nært beslægtede til den bakteriocinproducerende bakterie.
Bakteriocinet nisin produceres af visse stammer af Lactococcus lactis ssp lactis, der er en almindeligt anvendt starterkultur i ostefremstilling. Nisin hæmmer de fleste andre mælkesyrebakterier samt nogle sygdomsfremkaldende bakterier, såsom Listeria monocytogenes og Staphylococcus aureus. Derudover har nisin vist sig at være særdeles effektiv til at eliminere stort set alle sporedannende bakterier inden for Clostridium sp. og Bacillus sp. [1]. Det er netop effekten på de varmeresistente sporer, såsom Clostridium tyrobutyricum, der udnyttes ved anvendelsen af nisin i forarbejdede oste. C. tyrobutyricum kan nemlig overleve den varmebehandling (85-105°C i 6-10 min), der indgår ved produktion af smelteost, og efterfølgende forårsage fordærv på grund af produktion af smørsyre samt gasarterne H2 og CO2 (pustning) [2].
Nisin er ikke velegnet at tilsætte direkte til ostemælken, (f.eks. til produktion af Danbo), da det forhindrer starterkulturen i at virke. Til halvfaste oste som Danbo anvendes nitrat til at forhindre udvikling af smørsyregæring fra C. tyrobutyricum.
Strukturen af nisin fremgår af figur 1. Kemisk set består nisinmolekylet af 34 aminosyrer med en molekylevægt på 3510 Dalton. Nisin indeholder fire usædvanlige aminosyrer, dehydroalanin (DHA), dehydrobutyrin (DHB), lanthionin og ß-methyllanthionin, hvoraf de to sidstnævnte er forbundet af en sulfidbro [3]. Nisin inaktiveres af visse proteolytiske enzymer, bl.a. a-chymotrypsin, som findes i mave-tarm systemet hos mennesker. Restkoncentrationer af nisin i fødevarer vil derfor sandsynligvis blive nedbrudt kort tid efter indtagelse.
Figur 1. Struktur af nisin [4].
Nisin er det mest undersøgte bakteriocin. Det er samtidig det eneste bakteriocin, der er kommercielt tilgængeligt i oprenset form. De kommercielle nisinpræparater fremstilles ud fra en fermentering af en nisinproducerende L. lactis ssp lactis. Nisin markedsføres af bl.a. Chr. Hansen A/S.

Bakteriocinproducerende starterkulturer
Starterkulturer, der har den særlige egenskab at producere bacteriocin, i levnedsmidlet, er et relativt nyt koncept på markedet. Kun få kulturer er blevet markedsført baseret på, at den antibakterielle effekt skyldes dannelse af bakteriocin i levnedsmidlet. Formålet med anvendelse af bakteriocinproducerende starterkulturer går mere på forøgelse af produktsikkerheden frem for en forlængelse af holdbarheden.
Chr. Hansen A/S markedsfører to bakteriocinproducerende kulturer, Bactoferm F-LC til kødindustrien og BioSafe BS10 til mejeriindustrien. Bactoferm F-LC, der har været på markedet i flere år, er en blandingskultur bestående af Pediococcus acidilactici P-2, Lactobacillus curvatus MI401og Staphylococcus xylosus, hvoraf de to førstnævnte producerer henholdsvis pediocin PA-1 og bavaricin A. Både pediocin og bavaricin er kendt for deres hæmmende effekt på Listeria [5,6]. Kulturen sælges til fermentering af spegepølser, hvor den ud over den teknologiske effekt forhindrer vækst af Listeria monocytogenes i pølserne, hvilket er påvist i flere forsøg [7,8].
For nylig lanceredes BioSafe BS10, der består af en nisinproducerende Lactococcus lactis stamme. Kulturen kan anvendes sammen med en almindelig starterkultur til faste og halvfaste oste. Som tidligere nævnt kan nisin ikke tilsættes direkte i ostekaret pga. dets hæmmende effekt på starterkulturen. Ved at tilsætte den nisinproducerende kultur, dannes nisin først så sent i processen (efter 4-6 timer), at den stort set ikke har indflydelse på starterkulturen. Forsøg med BioSafe BS10 i nitratfri Danbo 20+ har vist, at den effektivt kontrollerer udvikling af clostridiesporer under lagring [9]. Ostene blev produceret ud fra mælk som naturligt indeholdt ca. 200 sporer/l. Der indgik også en »spore-fri« ost i forsøget, som blev produceret ud fra »spore-fri« mælk. Kontrolostene var pustet efter 5 ugers lagring, mens der efter 10 ugers lagring stadig ikke var tegn på pustning af ostene fremstillet med BioSafe BS10 (figur 2). De »spore-fri« oste indeholdt ca. 100 sporer/g efter 5 ugers lagring, som viste sig ved få synlige huller (figur 3). Efter 10 ugers lagring var sporeindholdet steget til 500 sporer/g og de »spore-fri« oste var pustet. Det betyder, at den nisinproducerende kultur kan erstatte brugen af nitrat, hvilket er ønskeligt i nogle ostetyper.
Figur 3. Udviklingen af clostidiesporer i Danbo 20+ under 10 ugers lagring [9].

Sundhedsmæssige aspekter af bakteriociner
Bakteriociner produceret af mælkesyrebakterier har særlig stor interesse. Det skyldes, at mælkesyrebakterier, der har været anvendt i århundreder og er defineret som GRAS organismer (Generally Recognized As Safe), generelt ikke er under sundhedsmæssig mistanke.
Nisin er som det eneste bakteriocin undersøgt for toksicitet. De toksiske undersøgelser, som alle er udført på dyr, har ikke vist nogen sundhedsskadelig effekt [10,11,12,13]. LD50-værdien for nisin er fundet til at være 7g/kg legemsvægt, hvilket svarer til den fastsatte værdi for salt [14]. Det vil sige, at nisin ikke er mere sundhedsskadeligt end salt og derfor må anses for at være et sikkert tilsætningsstof.

Lovgivning
Efter vurdering af en ekspertkomité fik nisin international accept i 1969 [15]. I dag er det tilladt i mere end 50 lande heriblandt EU. Lovgivningen varierer fra land til land. I EU betragtes nisin som et tilsætningsstof og er omfattet af levnedsmiddelloven. Selvom nisin anses for at være et sikkert tilsætningsstof, er det i dag kun tilladt i begrænset omfang til visse fødevarer. Nisin kan anvendes til: modnet ost, smelteost og semulje- og tapiocabudding (cerialiebaseret dessert) i en mængdeangivelse fra 3-12,5mg/kg [16]. Ved anvendelse af nisin skal fødevaren mærkes med nisin eller nummeret E-234.
Bakteriocinproducerende starterkulturer er omfattet af den generelle anmeldelsespligt, der gælder ved udnyttelse af en ny mikroorganisme. Anmeldelsen skal ske til Fødevaredirektoratet.

Fremtidens fødevarer
I kommerciel henseende er anvendelsen af bakteriociner og/eller bakteriocinproducerende starterkulturer stadig at betragte som en ny teknologi, og de kan med fordel indgå som en ekstra »hurdle« for sikre en høj kvalitet af fremtidens fødevarer. Det er dog vigtigt at pointere, at bakteriociner eller for den sags skyld bakteriocinproducerende kulturer ikke kan erstatte GMP (Good Manufacturing Practice), ligesom de som udgangspunkt heller ikke kan forventes at erstatte andre konserveringsmetoder, såsom varmebehandling, saltning mv. I visse fødevarer er det dog tydeligt, at bakteriociner eller bakteriocinproducerende kulturer kan erstatte anvendelsen af kemiske konserveringsmidler, som f.eks. anvendelse af nitrat i ost.

Referencer
1. Somers E.B. & S.L. Taylor. 1987. Antibotulinal effectiveness of nisin in pasteurized process cheese spreads. J. Food prot. 50, 842-848.
2. Delves-Broughton, J., P. Blackburn, R.J. Evans & J. Hugenholtz. 1996. Application of the bacteriocin, nisin. Antonie van Leeuwenhoek 69, 193-202.
3. Ray, B. 1992. Nisin of Lactococcus lactis ssp lactis as a food biopreservative. In: Ray, B. & Daeschel, M. (Eds) Food Biopreservatives of microbial origin, pp 207-264. CRC Press, Florida.
4. Gross, E. & J.L. Morell. 1971. The presence of dehydroalanine in the antibiotic nisin and its relationship to activity. J. Am. Chem. Soc. 93, 4634-4635.
5. Pucci, M.J., E.R. Vedamuthu, B.S. Kunka & P.A. Vandenbergh. 1988. Inhibition of Listeria monocytogenes by using bacteriocin PA-1 produced Pediococcus acidilactici PAC1.0. Appl. Environ. Microbiol. 54, 2349- 2353.
6. Larsen, A.G. 1993. Bakteriocin producerende mælkesyrebakteier –isolering, oprensning og karakterisering. Ph.d.-afhandling, Mejeri- og Levnedsmiddelinstituttet, Den Kgl. Veterinær –og Landbohøjskole, København.
7. Christiansen, A.S. & L.B. Jørgensen. 1994. Effekt af bakteriocinproducerende starterkulturer på vækst af Listeria monocytogenes i fermenterede pølser. Hovedopgave, Mejeri- og Levnedsmiddelinstituttet, Den Kgl. Veterinær –og Landbohøjskole, København.
8. Andersen, L. & B. Jelle. 1999. Starter culture with added value – Bactoferm™ F-LC. ICoMST, Yokohama, Japan. Bulletin No. 10, Chr. Hansens A/S.
9. Wessels, S., B. Jelle & I. Nes. 1998. Bacteriocin of lactic acid bacteria – an overlooked benefit for food. Science, application, legislation. Danish Tocicology Centre & Chr. Hansen A/S, Hørsholm, Denmark.
10. Hara, S., Y. Keido, M. Koji, T.Takako, K. Tatsumori, S. Masachiro, I. Ziro & S.Takeshi. 1962. Department of pharmacology Report, Tokyo Medical College, Japan.
11. Frazer, A.C., M. Sharratt & J.R. Hickman. 1962. The biological effects of food additives – Nisin. J. Sci. Food Agric. 13, 32-42.
12. Claypool, L., B. Heinemann, L. Voris & C.R. Stumbo. 1966. Residence time of nisin in the oral cavity following consumption of chocolate milk containing nisin. J. Dairy Sci. 49, 314-316.
13. Shtenberg, A.J. & A.D. Igmatèv. 1969. Toxicological evaluation of some combinations of food preservatives. Food Cosmet. Toxicol. 8, 369-380.
14. Hara, S., K. Yakazu, K. Nakakawaii, T. Takenchi, T. Kobayashi, M. Sata, Z, Imat & T. Shibuya. 1962. An investigation of toxicity of nisin. Tokyo Med. Univ. J., 20, 175.
15. JECFA. 1969. Specification for the identity and purity of food additives and their toxicological evolution: Some antibiotics. 12th Report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. WHO Technical Report Series No. 430. FAO Nutrition Meetings Report Series No. 45.
16. Positivlisten. 2000. Fortegnelse over tilsætningsstoffer til fødevarer. Fødevaredirektoratet.

Skrevet i: Bioteknologi, Fødevarekemi

Seneste nyt fra redaktionen

Gamle processer, nye muligheder: Nyt kemisk-biologisk koncept til CO2-fangst og omdannelse

Artikler fra Dansk KemiBioteknologiTop02. 05. 2025

Oldgamle CO2-ædende mikroorganismer kan fange CO2 direkte fra skorstensrøg og omdanne kulstoffet til grønne molekyler. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Mads Ujarak Sieborg1 og

Atmosfærisk transport af PFAS til Højarktis

AktueltArtikler fra Dansk KemiKlima og miljø28. 04. 2025

Tilstedeværelsen af PFAS-forbindelser skyldes ikke kun lokale kilder, men de kan langtransporteres i luften til selv meget fjerntliggende arktiske egne. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen

Biotek-firma bag fedme-medicin på tabletform har lagt en klar plan om samarbejde eller opkøb

AktueltMedicinalkemi21. 04. 2025

I dag er det frem med nålen, hvis man er i behandling med diverse former for fedme-medicin. Det hæmmer imidlertid udbredelsen på specielt asiatiske og afrikanske markeder, hvor der er en udtalt nålefobi. Derfor arbejder det danskstiftede biotekselskab Pila Pharma med at få udvikle deres

Dansk virksomhed vil vende produktionen af ammoniak på hovedet – ned i en lille container

AktueltBioteknologiFødevarekemi07. 04. 2025

NitroVolt, en dansk biotech-virksomhed, vil vende produktionen af ammoniak på hovedet. I stedet for den velkendte løsning, der bygger på den energitunge Haber-Bosch-proces, vil produktionen nu foregå i en container, der fx kan stå direkte ude hos en landmand. Ammoniak til kunstgødning er en slags

En EU-historie om nomenklatur – og ginseng til hunde, katte og heste!

AktueltArtikler fra Dansk KemiHistorisk kemi01. 04. 2025

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 6, 2024 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder. Læs originalartiklen her Nomenklaturudvalget får indimellem henvendelser om dansk kemisk nomenklatur fra de oversættere i EU, hvis opgave det er at oversætte EU-lovgivning på

Tysk elektrolyseanlæg er som det første i verden blevet integreret direkte i kemisk produktion

AktueltEnergi31. 03. 2025

Efter en byggeperiode på omkring to år, er BASF nye 54 megawatt elektrolyseanlæg blevet indviet. Udover at være Tyskland største, med en kapacitet til at producere op til 8.000 ton grøn brint årligt, skriver det også historie på et andet område. Brinten skal primært anvendes som råmateriale i

Dansk innovation blander sig i toppen over lande med de fleste patentansøgninger

AktueltBranchenyt31. 03. 2025

Danske virksomheder er fortsat nogle af de mest aktive i Europa til at innovere. Det viser nye tal fra Den Europæiske Patentmyndighed, EPO, som udsteder patenter, der kan dække i op til 45 lande. Vestas, Novozymes og Danmarks Tekniske Universitet har leveret de største bidrag til, at Danmark kan

Ny grundbog tager studerende på videregående uddannelser ind i den basale kemi

Branchenyt26. 03. 2025

Hvad er kemi? Hvad er de teoretiske perspektiver ved kemi? Og hvordan påvirker kemi vores hverdagsliv? Det er udgangspunktet for en ny grundbog til de studerende på de videregående uddannelser, som giver en introduktion til almen, uorganisk og organisk kemi. Bogen gennemgår, hvordan stoffer,

Nedrivningsarbejdere i kontakt med PCB slipper med skrækken – kun lave niveauer i blodet

Arbejdsmiljø/IndeklimaKlima og miljø25. 03. 2025

Ingen alarm, men hold fokus på sikkerhed og hygiejne. Den besked blev givet til 62 medarbejdere, som forskere fra Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø (NFA) har fulgt over to år. Forskerne har undersøgt niveauerne af miljøgiften PCB i blodet hos nedrivere, der blandt andet har arbejdet

Styrkelse af nyfundet gen kan gøre kartoflen resistent over for svampeangreb

AktueltFødevarekemiKlima og miljø24. 03. 2025

Svampeangreb er en af de slemme skader, som kan ramme kartoffelproduktionen. Nu har den danske biotechvirksomhed Healthycrop lykkedes med at finde et gen, som kan styrke kartoflens naturlige modstandskræft. Og det i en sådan grad, at kartoflen bliver resistent over for svampeangreb. Allerede til

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • DENIOS ApS

    Ved du, hvornår det er tid til at vedligeholde, udskifte eller flytte dit opsamlingskar?

  • DENIOS ApS

    3 sikkerhedsfunktioner, du skal kigge efter på dit opsamlingskar

  • Holm & Halby

    VidensDage 2025: To dage i videnskabens og fremtidens tegn

  • Holm & Halby

    Holm & Halby deltager i Europe Biobank Week 2025

  • LABDAYS – Fagmesse for Laboratorieteknik

    LabDays – Almost sold out

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Busch på IFFA 2025: Vacuum Diagnostics til intelligente vakuumløsninger til kødforarbejdning

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    NYHED: IKA er tilbage med IKA Specials tilbudsavis

  • DENIOS ApS

    Glemmer du service? Her er konsekvenserne

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Vakuumsystemer: En guide til turn-key projekter

  • DENIOS ApS

    Tid til serviceeftersyn?

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Gamle processer, nye muligheder: Nyt kemisk-biologisk koncept til CO2-fangst og omdannelse

    02.05.2025

  • Atmosfærisk transport af PFAS til Højarktis

    28.04.2025

  • Biotek-firma bag fedme-medicin på tabletform har lagt en klar plan om samarbejde eller opkøb

    21.04.2025

  • Dansk virksomhed vil vende produktionen af ammoniak på hovedet – ned i en lille container

    07.04.2025

  • En EU-historie om nomenklatur – og ginseng til hunde, katte og heste!

    01.04.2025

  • Tysk elektrolyseanlæg er som det første i verden blevet integreret direkte i kemisk produktion

    31.03.2025

  • Dansk innovation blander sig i toppen over lande med de fleste patentansøgninger

    31.03.2025

  • Ny grundbog tager studerende på videregående uddannelser ind i den basale kemi

    26.03.2025

  • Nedrivningsarbejdere i kontakt med PCB slipper med skrækken – kun lave niveauer i blodet

    25.03.2025

  • Styrkelse af nyfundet gen kan gøre kartoflen resistent over for svampeangreb

    24.03.2025

  • Fra forskning i nanosikkerhed til mere sikker håndtering af nanomaterialer i det danske arbejdsmiljø

    21.03.2025

  • Dansk forbud mod PFAS er lige på trapperne – indsigelsesfrist mod 2024-aftale er overskredet

    20.03.2025

  • Flere elbiler og mindre ammoniak kan nu måles i en form af en bedre luftkvalitet

    19.03.2025

  • Forskere står bag hybridost med 25 procent ærteprotein – men med samme smag og tekstur

    18.03.2025

  • Medicin udviklet mod for højt blodtryk kan også anvendes mod – hjertesorg

    18.03.2025

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia A/S
Naverland 35
DK - 2600 Glostrup
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk
Privatlivspolitik
Cookiepolitik