مطالعه اثر غلظت‌های مختلف نایسین بر فعالیت باکتری‌های لاکتیکی کشت آغازگر در پنیر فراپالایشی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تبریز، دانشکده دامپزشکی، استادیار گروه بهداشت مواد غذایی، تبریز، ایران

2 مدیر تحقیق و توسعه شرکت شیر پاستوریزه پگاه استان آذربایحان‌شرقی، تبریز، ایران

چکیده

   نایسین یک نگه‌دارنده طبیعی است که توسط زیر گونه­های لاکتوکوکوس لاکتیس تولید می­شود و تنها باکتریوسین مورد استفاده در مواد غذایی می­باشد که توسط FDA/FAO بعنوان یک افزودنی بی­خطر مورد تأیید می­باشد. نایسین دارای طیف اثر گسترده­ای بر باکتری­های گرم مثبت می­باشد. بنابراین یکی از مشکلات کاربرد نایسین در پنیر اثر منفی بر رشد باکتری­های لاکتیکی کشت آغازگر می­باشد که برای ایجاد تغییرات مطلوب در طول دوره رسیدن پنیر ضروری هستند. در این مطالعه اثر غلظت­های مختلف نایسین و دمای نگه‌داری بر رشد و بقای باکتری­های لاکتیکی کشت آغازگر  (Starter culture)در پنیر تهیه شده از شیر فراپالایشی مورد بررسی قرار گرفت. نایسین در غلظت­های صفر، 2، 4 و 6 میکروگرم در گرم به نمونه­های پنیر اضافه شد و نمونه­ها در دوره نگه‌داری در دماهای 8 و 25 درجه سلسیوس به مدت 60 روز نگه‌داری شدند. شمارش باکتری‌های لاکتیکی کشت آغازگر و آزمایش­های فیزیکوشیمیایی پنیرها در روزهای صفر، 1، 8، 15، 30، 45 و 60 انجام گردید. بر اساس نتایج این مطالعه نایسین در غلظت­های 4 و 6 میکروگرم در گرم باعث کاهش معنی­دار (01/0p<) رشد باکتری­های لاکتیکی کشت آغازگر و در نتیجه ممانعت از نزول pH طی فرآیند رسیدن در نمونه­های پنیر شد. همچنین دمای 25 درجه سلسیوس بطور معنی­داری (01/0>p) اثر نایسین را کاهش داد. طبق نتایج مطالعه، نایسین در غلظت­های کمتر از 4 میکروگرم در گرم به همراه نگه‌داری در دمای یخچال می­تواند بعنوان یک نگه‌دارنده طبیعی در پنیر فراپالایشی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of different concentrations of nisin on starter culture of model Cheeses manufactured from ultrafiltrated milk

نویسندگان [English]

  • Kh Mohammadi 1
  • H Jodeiri 2
1 Assistant Professor, Department of Food Hygiene, Faculty of Veterinary Science, Tabriz Branch, IslamicAzad University, Tabriz, Iran
2 Director of Research and Development (R&D), East Azerbaijan Pegah Dairy Industry, Tabriz, Iran.
چکیده [English]

   Nisin is a natural preservative produced by strains of Lactococcuslactis subsp. Lactis, has been approved for use in food by the Joint Food and Agricultural Organization/World Health Organization (FAO/WHO) Committee on Food Additives and has been awarded generally recognized as safe (GRAS). It remains the only bacteriocin allowed in food as an addedpreservative. Nisin has a broad spectrum of antimicrobial activity againstgram-positive bacteria, thus one of the problems associated with nisin application is inhibition of starter culture and prevention of ripening, which is required for development of cheese characteristics during ripening. In the current study, the effects of different concentrations of nisin and temperature on growth and activity of lactic acid bacteria in model cheeses manufactured from ultrafiltrated milk was evaluated. Cheese samples were supplemented with nisin at concentrations of 0, 2, 4 and 6 µg/g and stored at 8 and 25 °C up to 60 days. Microbiological and physico-chemical properties of the cheese samples were analyzedat 0, 1, 8, 15, 30, 45 and 60 days. Results showed that addition of nisin at concentrations of 4 and 6 µg/g affects (p<0.01) the growth of lactic acid bacteria and so prevents pH reductionduring cheese ripening (p<0.01). Moreover, roomtemperature decreased significantly (p<0.01)nisin activity. According to the results, nisin at concentrations less than 4 µg/g along with refrigeratorstorage temperature could be used as a natural preservative in Cheese manufactured fromultrafiltered milk.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nisin
  • Starter culture
  • Cheese
  • Storage temperature

مقدمه

   امروزه به علت تولید انبوه مواد غذایی و طولانی بودن زنجیره­های توزیع، سلامت مواد غذایی دارای اهمیت زیادی می‌باشد. مصرف‌کنندگان تمایلی به استفاده از نگه‌دارنده­های شیمیایی و یا فرآیندهای حرارتی شدید ندارند. به جای آن مواد غذایی سالم با مدت زمان ماندگاری و کیفیت بالا را ترجیح می­دهند (Gould, 1992).

   نایسین یک نگه‌دارنده طبیعی است که توسط زیر گونه­های لاکتوکوکوس لاکتیس تولید می­شود و تنها باکتریوسین مورد استفاده در مواد غذایی می­باشد که توسط FDA/FAO بعنوان یک افزودنی بی­خطر (GRAS=Generally Regarded as Safe) مورد تأیید می­باشد (FDA, 1988). مردم برای مدت­های طولانی نایسین را بدون اثرات بیماری­زایی مصرف کرده­اند. زیرا لاکتوکوکوسی­های تولیدکننده نایسین در شیر و پنیر وجود دارند (Delves Broughton, 1990). طبق نتایج محققین نایسین اثرات سمی خاصی ندارد (LD50 مشابه نمک­های معمولی حدود 7 گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن) و یک ماده بی­خطر در مواد غذایی می­باشد (Thomas and Delves-Broughton, 2005) که خیلی سریع توسط آنزیم‌های گوارشی غیرفعال می‌شود (Heinemann and Williams, 1966; Jarvis and Mahoney, 1969). همچنین هیچ مدرکی دال بر افزایش مقاومت به نایسین همانند آنتی­بیوتیک­ها وجود ندارد (Szybalski, 1953; Hossack et al., 1983). این ترکیب پپتیدی دارای وزن مولکولی 5/3 کیلودالتون (34 اسید آمینه)، بار مثبت و فعالیت ضدمیکروبی روی باکتری­های گرم مثبت مانند باسیلوس­ها، میکروکوکسی‌ها، استافیلوکوکوساورئوس، لیستریامونوسایتوجنز و کلستریدیوم بوتولینوم می­باشد. اما فعالیت ضدمیکروبی کمی روی باکتری­های گرم منفی، مخمرها و کپک­ها دارد (Hurst, 1983). امروزه از نایسین برای ایمن­سازی و افزایش مدت زمان ماندگاری پنیرهای پاستوریزه، دسرهای لبنی، غذاهای قوطی شده، گوشت­های نمک سود شده و غذاهای دریایی استفاده می­شود. به دلیل آنکه حرارت دادن شیر بر کیفیت پنیر تولید شده اثر نامطلوبی دارد، نایسین می­تواند به عنوان یک نگه‌دارنده سالم در پنیر مورد استفاده قرار گیرد (Thomas and Delves-Broughton, 2005).

   یکی از مشکلات کاربرد نایسین در پنیر اثر بازدارندگی بر رشد باکتری­های لاکتیکی کشت آغازگر (Starter culture) می­باشد که برای تغییر ویژگی­های پنیر در طول دوره رسیدن و هم­چنین کنترل رشد باکتری­های بیماری‌زا ضروری هستند. هدف از انجام این مطالعه تعیین اثر غلظت­های مختلف نایسین (0، 2، 4 و 6 میکروگرم در گرم) بر باکتری­های لاکتیکی کشت آغازگر و خصوصیات فیزیکوشیمیایی پنیر تهیه شده از شیر فراپالایشی طی دوره تولید، رسیدن و نگه‌داری و همچنین اثر دمای نگه‌داری بر میزان عملکرد نایسین می­باشد.

 

مواد و روش­ها

- آماده­سازی محلول نایسین

   برای تهیه محلول نایسین مقدار یک گرم از نایسین Sigma–Aldrich Inc. (United Kingdom, EC 215-807-5) در 100 میلی­لیتر اسید کلریدریک 02/0 نرمال (6/1=pH) حل شد تا غلظت آن به IU/ml 104 برسد (µg1 = IU40). سپس با استفاده از فیلتر 45/0 میکرومتری استریل شد و برای تهیه رقت­های مختلف از آب مقطر استریل استفاده شد (Thomas and Delves-Broughton, 2005).

- تولید پنیر فراپالایشی

   نمونه­های پنیر طبق روش تولید صنعتی پنیر فراپالایشی در کارخانه شیر پاستوریزه استان آذربایجان شرقی تهیه شد. شیر خام با کیفیت مناسب برای تهیه پنیر سفید فراپالایشی پس از عبور از پیش سردکن، کلاریفایر، دستگاه باکتریفوژ و دستگاه خلاء، در دمای 72 درجه سلسیوس به مدت 15 ثانیه پاستوریزه گردید. در دستگاه اولترافیلتراسیون (Ultrafiltration) با عبور شیر پاستوریزه از صافی­های غشایی لوله­ای، آب، املاح و لاکتوز شیر جدا شده و ریتنتیت با فاکتور تغلیظ 1/5 کیلوگرم شیر به 1 کیلوگرم ریتنتیت تهیه شد. پس از استاندارد سازی چربی، در دمای 55 درجه سلسیوس هموژنیزه و در دمای 78 درجه سلسیوس به مدت یک دقیقه پاستوریزه شد. سپس ریتنتیت تا دمای 37 درجه خنک گردیده و در تانک، مخلوط کشت آغازگر مزوفیل و ترموفیل(FD-DVS FRC-65) هر دو به نسبت تقریباً مساوی شامل میکروارگانیسم­های لاکتوکوکوس لاکتیس زیرگونه لاکتیس (Lactococcuslacti subsp. lactisلاکتوکوکوسلاکتیس زیرگونه کرموریس (Lactococcuslactis subsp. cremorisلاکتوباسیلوس دلبروکی زیرگونه بولگاریکوس (Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus) و استرپتوکوکوس ترموفیلوس (Streptococcus thermophilus) طبق دستورالعمل شرکت سازنده (Chr. Hansen, Horsholm, Denmark) اضافه شد. پس از کاهش pH ریتنتیت به 2/6، نایسین در غلظت­های صفر، 2، 4 و 6 میکروگرم در گرم اضافه شد. سپس در دستگاه پرکن پس از ریختن 100 گرم ریتنتیت در لیوان­های پنیر، رنت (Chr. Hansen, Denmark) به مقدار 002/0 درصد اضافه گردید. برای انعقاد ریتنتیت لیوان­ها در مدت زمان 20 دقیقه از تونل انعقاد با دمای 30 درجه سلسیوس عبور کردند. پس از قرار گرفتن کاغذ پارچمنت (Parchment paper) بر روی لخته مقدار 3 درصد نمک گرانولی روی کاغذ ریخته شده و در دستگاه روتامین (Rotamin) با فویل آلومینیومی دربندی گردید. در مرحله پیش- ­رسیدن نمونه­های پنیر به مدت یک روز در گرمخانه 27 درجه سلسیوس قرار گرفتند و پس از افت pH نمونه­های پنیر به 6/4، به منظور ارزیابی نتایج آزمون­های میکروبی و نیز تکمیل فرآیند رسیدن نمونه­های پنیر به مدت 2 هفته در سردخانه 8 درجه سلسیوس قرار گرفتند (روز 8 و 15). سپس به منظور ارزیابی اثر دمای نگه‌داری بر نایسین، نمونه­های پنیر به مدت 45 روز دیگر در دمای 8 و 25 درجه سلسیوس نگه‌داری شدند.

   آزمایشات میکروبی (شمارش لاکتوباسیل­ها و لاکتوکوکوس­ها) و فیزیکوشیمیایی (تعیین pH، تعیین درصد رطوبت و درصد نمک) طی مراحل ذیل بر روی نمونه­های پنیر انجام گرفت:

الف- بلافاصله پس از تلقیح مایه کشت آغازگر (ساعت صفر)

ب- متعاقب نگه‌داری نمونه­های پنیر در دمای 27 درجه سلسیوس (روز 1)

ج- در طول دوره رسیدن نمونه­های پنیر در دمای 8 درجه سلسیوس (روزهای 8 و 15)

د- در طول مدت نگه‌داری در دمای 8 و 25 درجه سلسیوس (روزهای 30، 45 و 60)

- آزمایش­های میکروبی

   در این مطالعه دو گروه میکروبی لاکتوباسیل­ها­ و لاکتوکوکوس­ها پایش شدند. برای تهیه رقت، مقدار 11 گرم از هر نمونه پنیر همگن شده در کیسه­های زیپ­دار استریل حاوی 99 میلی­لیتر مایع رقیق‌کننده پنیر (کلرید سدیم 5/0 درصد، کازیتون 1 درصد و سیترات سدیم 2 درصد)(Merck, Germany)  توزین شد و به مدت 2 دقیقه توسط استومیکر همگن گردید. به منظور تهیه سوسپانسیون یکنواخت به مدت 20 دقیقه در حمام آب 37 درجه سلسیوس گرمخانه‌گذاری شد (Stephan et al., 2007). رقت­های سریال با افزایش 1 میلی­لیتر از هر رقت به 9 میلی­لیتر آب پپتونه 1/0 درصد (وزنی-حجمی) تهیه شد. سپس از هر لوله رقت مقدار 1/0 میلی­لیتر در سطح دو پلیت حاوی محیط کشت انتخابی پخش گردید. شمارش لاکتوکوکوس­ها در M17 آگار (Merck, Germany) در دمای 30 درجه سلسیوس در شرایط هوازی به مدت سه روز و شمارش لاکتوباسیلوس­هادر MRS آگار(Merck, Germany) در دمای 37 درجه سلسیوس در جار بی‌هوازی(Anaerocult A gas packs, Merck,  Germany) به مدت سه روز انجام گرفت (Hanifian and Khani, 2012).

 

 

 

-آزمایش­های فیزیکوشیمیایی

   اندازه­گیری pH توسط pH متر دیجیتال (Metrom, Switzerland) انجام گرفت (Sadler et al., 2003). تعیین درصد رطوبت به روش خشک کردن در آون (Oven drying method) در دمای 2 ± 102 درجه سلسیوس برای مدت 6 ساعت  (International Dairy Federation, 1993) و اندازه­گیری نمک به روش مور (Mohr method) انجام شد (Carpenter et al., 2003).

- تجزیه و تحلیل آماری

   این مطالعه در قالب سه تیمار و شاهد (بدون تلقیح نایسین) و در پنج تکرار انجام شد. نتایج حاصل از شمارش گروه‌های باکتریایی ابتدا به مقیاس لگاریتمی تبدیل گردید.­ از آنجا که داده­های حاصل از شمارش باکتری­­ها دارای توزیع نرمال بودند جهت بررسی آماری از آزمون ANOVA و مقایسه میانگین داده­­ها با آزمون چنددامنه­ای دانکن و نرم­افزار SPSS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

 

یافته­ها

- اثرنایسین بر باکتری­های لاکتیکی کشت آغازگر

   لگاریتم تعداد لاکتوباسیلوس­ها و لاکتوکوکوس‌هایکشت آغازگر در نمونه­های پنیر متأثر از غلظت­های مختلف نایسین (0، 2، 4 و 6 میکروگرم در گرم) به ترتیب در نمودار شماره 1- الف و 1- ب نشان داده شده است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نمودار 1- لگاریتم تغییر تعداد (میانگین ± انحراف استاندارد)  لاکتوباسیلوس­ها(الف) و لاکتوکوکوس­ها(ب) در نمونه­های پنیر تحت تأثیر غلظت­های مختلف نایسین در طی 60 روز نگه‌داری در دمای 8 درجه سلسیوس

 

 

 

   نسبت تلقیح اولیه لاکتوکوکوس­ها(log cfu/g 5/9) به لاکتوباسیلوس­ها ­(log cfu/g 3/8) در زمان تولید پنیر 1/1 به 1 بود. جمعیت لاکتوباسیلوس­ها پس از افزایش در طی دوره پیش- رسیدن (تاlog cfu/g 1/9)، در تمام نمونه­های کنترل در طول دوره نگه‌داری بطور پیوسته کاهش یافت ( log cfu/g8/7 در روز 60). در حالیکه تعداد لاکتوکوکوس­ها در دوره پیش- رسیدن تا log cfu/g8/9 افزایش یافته و در پایان دوره نگه‌داری به log cfu/g8/8 کاهش یافت.

   آنالیز واریانس نشان داد که طی دوره پیش- رسیدن، در تیمار حاوی 2 میکروگرم نایسین در گرم پنیر تغییر تعداد باکتری­های لاکتیکی کشت آغازگر در مقایسه با گروه کنترل معنی­دار نبود (05/0p>). اما با افزایش غلظت نایسین در تیمارهای حاوی 4 و 6 میکروگرم، تعداد باکتری­های لاکتیکی به طور معنی­داری (01/0p<) طی دوره پیش- رسیدن کاهش یافت. تحت تأثیر نایسین، لاکتوباسیلوس­ها نسبت به لاکتوکوکوس­ها حساس‌تر بودند.­ بطوریکه در غلظت حاوی 6 میکروگرم نایسین در گرم پنیر طی دوره پیش- رسیدن تعداد  لاکتوباسیلوس­ها به کمتر از یک واحد تشکیل‌دهنده کلنی (CFU) کاهش یافت. در حالیکه 10 میکروگرم نایسین لازم بود تا همان تعداد کاهش را در مورد  لاکتوکوکوس­ها انجام دهد (اطلاعات نشان داده نشده است).

   طی دوره رسیدن (تا روز 15 در دمای 8 درجه سلسیوس) در پنیرهای حاوی 2 میکروگرم نایسین تعداد باکتری­های لاکتیکی در مقایسه با تیمارهای حاوی غلظت­های بالای نایسین به طور معنی­داری (01/0p<) افزایش یافت. در حالیکه در پنیرهای حاوی 4 و 6 میکروگرم نایسین احیای باکتری­های لاکتیکی و افزایش تعداد آنها طی دوره نگه‌داری اتفاق افتاد. الگوی رشد لاکتوکوکوس­هانسبت به لاکتوباسیلوس­هامتفاوت بود. پس از توقف رشد  لاکتوکوکوس­هادر دوره پیش- رسیدن، تعداد تا روز 30 به طور معنی­داری (01/0p<) افزایش یافت در حالیکه تعداد  لاکتوباسیلوس­ها تا روز 45 کاهش معنی­داری داشت.

 

- اثر تیمار نایسین بر باکتری­های لاکتیکی کشت آغازگر در دمای اتاق

   خصوصیات رشد لاکتوباسیلوس­ها و لاکتوکوکوس‌هایکشت آغازگر در نمونه­های پنیر متأثر از غلظت­های مختلف نایسین (0، 2، 4 و 6 میکروگرم در گرم) در دمای25 درجه سلسیوس به ترتیب در نمودار 2- الف و 2- ب نشان داده شده است. اثر بازدارندگی نایسین بر رشد و فعالیت باکتری­های لاکتیکی کشت آغازگر در دمای 8 درجه سلسیوس بیشتر از دمای 25 درجه بود. قرار گرفتن نمونه­های پنیر در دمای اتاق طی دوره نگه‌داری باعث افزایش معنی­دار (01/0p<) باکتری­های لاکتیکی کشت آغازگر نسبت به دمای 8 درجه سلسیوس شد. نایسین در غلظت­­های 4 و 6 میکروگرم تا روز 45 در دمای 8 درجه و تا روز 30 در دمای 25 درجه سلسیوس بر لاکتوباسیلوس­های کشت آغازگر اثر بازدارندگی داشت. شروع رشد لاکتوباسیلوس­ها در دمای 25 درجه سلسیوس بعد از روز 15 در نمونه­های پنیر حاوی 4 و 6 میکروگرم نایسین بیانگر آن است که احتمالاً نایسین در دمای اتاق با سرعت بیشتری تجزیه می­شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نمودار 2- لگاریتم تغییر تعداد (میانگین ± انحراف استاندارد)  لاکتوباسیلوس­ها (الف) و لاکتوکوکوس­ها (ب) در نمونه­های پنیر تحت تأثیر غلظت­های مختلف نایسین در طی 60 روز نگه‌داری در دمای 25 درجه سلسیوس

 


خصوصیات فیزیکوشیمیایی

   تغییر در محتوای رطوبت (5/37–2/36 درصد)، نمک (4/2–2/2 درصد) و pH (70/4–67/4) نمونه­های کنترل طی فرآیند تولید، رسیدن و نگه‌داری معنی­دار نبود (05/0p>). همچنین تأثیر تیمار نایسین بر درصد نمک و رطوبت معنی­دار نبود. در نمونه­های حاوی نایسین فقط تغییرات pH معنی­دار (01/0p<) بود (نمودار 3-الف). مقادیر pH ثبت شده مربوط به پنیرهای کنترل و تیمار شده تا روز 60 در محدوده 15/1 (برای نمونه­های حاوی 4 میکروگرم نایسین) و 55/1 (برای نمونه­های حاوی 6 میکروگرم نایسین) می­تواند به دلیل توقف فعالیت باکتری­های لاکتیکی باشد.

   نگه‌داری نمونه­های کنترل (فاقد نایسین) در دمای حدود 25 درجه سلسیوس بر pH نهایی تأثیر معنی­دار (01/0p<) داشت (از 67/4 به 07/4) که می­تواند به دلیل تخمیر لاکتوز باقی­مانده و تولید اسید لاکتیک باشد. همچنین کاهش pH نمونه­های تیمار شده با غلظت­های مختلف نایسین و نگه‌داری شده در مای اتاق نسبت به نمونه­های نگه‌داری شده در دمای 8 درجه سلسیوس معنی­دار (01/0p<) بود (نمودار 3- ب). این کاهش احتمالا می­تواند به دلیل تجزیه نایسین در دمای اتاق و ترمیم باکتری­های لاکتیکی و شروع رشد و فعالیت آنها در دمای مطلوب رشد این باکتری­ها باشد.

 

 

 

 

نمودار 3- میانگین تغییرات pH (± انحراف استاندارد) پنیرهای تیمار شده با غلظت­های مختلف نایسین (0، 2، 4 و 6 میکروگرم) و نگه‌داری شده در (الف) 8 و (ب) 25 درجه سلسیوس

 


بحث و نتیجه­گیری

   تحقیقات زیادی در زمینه اثرات ضدباکتریایی نایسین در مدل­های آزمایشگاهی و مواد خوراکی انجام شده است. Beuchat و همکاران (1997) تأثیر نایسین بر نحوه رشد و ترشح آنتروتوکسین مولد اسهال توسط باسیلوس سرئوس را در آبگوشت قلب و مغز (BHI broth) مورد مطالعه قرار دادند و بر اساس نتایج این مطالعه نایسین در غلظت 1 میکروگرم در میلی­لیتر از رشد و ترشح آنتروتوکسین توسط سلول­های رویشی باسیلوس سرئوس ممانعت کرد. در آزمایشی دیگر نایسین در غلظت 5/2 میکروگرم در میلی­لیتر در کنترل اسپورهای مزوفیل کلستریدیوم و اسپورهای ترموفیل باسیلوس استیروترموفیلوس (B. stearothermophilus) قبل از فرآیند حرارتی با F0 = 3.2 مؤثر بود (Heinemann et al., 1965; Tramer, 1964; Shehata et al., 1976).

   مدت زمان ماندگاری پودینگ کرم کارامل با افزودن 75/3 میکروگرم نایسین از کمتر از 6 روز در دمای 12 درجه سلسیوس به بیشتر از 35 روز افزایش یافته است. شیرهای طعم­دار (Flavored milk) مانند شیرشکلاتی ممکن است در اثر مواد افزودنی حاوی تعداد زیادی ارگانیسم­های اسپوردار باشند. در این نوع مواد غذایی نایسین بعنوان یک نگه‌دارنده طبیعی مورد استفاده قرار گرفته است (Thomas and Delves-Broughton, 2005).

   محل اثر نایسین غشاء سیتوپلاسمی سلول می­باشد. نایسین باعث ایجاد سوراخ­هایی در غشاء سیتوپلاسمی شده و نیروی محرک پروتونی را از کار می­اندازد. بنابراین جذب اسیدهای آمینه متوقف شده و متابولیت‌های ریز، یون­ها و یا مواد محلول داخل سیتوپلاسمی مانند اسیدهای آمینه و نوکلئوتیدها از سلول خارج می­شوند (Abee, 1995). گروه دیگر از ارگانیسم­های حساس به نایسین باکتر­های لاکتیکی هستند. باکتری­های لاکتیکی در محصولات تخمیری از جمله پنیر نرم مورد استفاده هستند و معمولاً خواص مفید مثل پتانسیل پروبیوتیکی دارند. در مطالعه Kykkidou و همکاران (2007) با افزودن 75/3 میکروگرم نایسین به نوعی پنیر نرم محلی یونانی بنام گالوتیری (Galotyri) مدت زمان ماندگاری پنیرها 21 روز در دمای 4 درجه سلسیوس با حفظ ویژگی­های حسی پنیر افزایش یافت. اما همراه با کاهش باکتری­های عامل فساد، تعداد لاکتوباسیلوس­ها و لاکتوکوکوس­هایپنیر نیز کاهش یافت.

   در تهیه پنیرهای نرم مانند ریکوتا (Ricotta)، پنیر (Paneer)، کسو (Queso)، فرسکو (Fresco) و هیسپانیک (Hispanic) از مایه کشت لاکتیکی استفاده نمی­شود، بنابراین نایسین بدون هیچ مشکلی استفاده می­شود. Davies و همکاران (1997) نایسین را به طور مستقیم به شیر اضافه کرده و با اسیدی کردن شیر پنیر ریکوتا تهیه کردند. در این مطالعه رشد لیستریا مونوسایتوجنز در دمای 8-6 درجه سلسیوس تا مدت 8 هفته متوقف شد. اما در پنیرهای کنترل تعداد پاتوژن پس از دو هفته تا حد دوز عفونی افزایش یافت.

   مقدار نایسین در دمای یخچال تقریباً ثابت می­ماند اما با افزایش دما و مدت زمان نگه‌داری تجزیه شدن نایسین نیز سریع‌تر اتفاق می­افتد (Delves Broughton 1990; Leverentz et al., 2003). طبق نمودار 2- ب شکست زنجیره سرما در محل نگه‌داری پنیرهای حاوی نایسین باعث کاهش اثر نایسین و در نتیجه رشد و فعالیت باکتری­های لاکتیکی کشت آغازگر شده است. در مقایسه با این مطالعه، گزینه دیگر انتخاب سویه­های لاکتوکوکوس لاکتیس مولد نایسین می­باشد تا در شرایط طبیعی تولید پنیر، نایسین تولید کرده و اثرات آنها بر خصوصیات تکنولوژیکی محصول (ارزیابی کیفیت، سلامتی و ویژگی­های حسی) آزمایش شود.

   نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان­دهنده حساسیت باکتری­های لاکتیکی کشت آغازگر مورد استفاده در نمونه­های پنیر نسبت به نایسین می­باشد. با توجه به نمودار 1- الف نایسین در غلظت­های 4 و 6 میکروگرم در گرم پنیر می­تواند از رشد باکتری­های لاکتیکی کشت آغازگر ممانعت کرده و فرآیند رسیدن پنیر را به تأخیر بیاندازد. علت کاهش تعداد باکتری­های لاکتیکی صرفنظر از نوع تیمار می­تواند به دلیل اثر نایسین بر این باکتر­های گرم مثبت باشد. اگرچه احتمالاً به دلیل تجزیه شدن نایسین پس از روز 30 تعداد لاکتوباسیلوس­ها در تمام نمونه­های پنیر افزایش یافت.

  • Abee, T., Krockel, L. and Hill, C. (1995). Bacteriocins: modes of action and potentials in food preservation and control of food poisoning. International Journal of Food Microbiology, 28: 169–185.
  • Beuchat, L.R., Clavero, M.R.S. and Jaquette, C.B. (1997). Effects of nisin and temperature on survival, growth, and enterotoxin production characteristics of psychrotrophic Bacillus cereus in beef gravy. Applied and Environmental Microbiology, 63: 1953–1958.
  • Carpenter, C.E. and Hendricks, D.G. (2003). Mineral analysis. In: Nielsen, S.S., (Ed.), Food analysis. 3rd Edition, New York, Springer Science and Business Media Publishers, pp. 195.
  • Davies, E.A., Bevis, H.E. and Delves-Broughton, J. (1997). The use of the bacteriocin, nisin, as a preservative in ricotta-type cheeses to control the food-borne pathogen Listeria monocytogenes. Letters in Applied Microbiology, 24: 343–346.
  • Delves-Broughton, J. (1990). Nisin and its uses as a food preservative. Food Technology, 44: 100, 102, 104, 106, 108, 111–112 and 117.
  • FDA. (1988). Nisin preparation: affirmation of GRAS status as a direct human food ingredient. Federal Register, 53: 11247–11251.
  • Gould, G.W. (1992). Ecosystem approaches to food preservation. Journal of Applied Bacteriology Symposium Supplement, 73: 58S–68S.
  • Hanifian, S. and Khani, S. (2012). Fate of Yersinia enterocolitica during manufacture, ripening and storage of Lighvan cheese. International Journal of Food Microbiology, 156: 141–146.
  • Heinemann, B. and Williams, R. (1966). The inactivation of nisin by pancreatin. Journal of Dairy Science, 49: 312–313.
  • Heinemann, B., Voris, L. and Stumbo, C.R. (1965). Use of nisin in processing food products. Food Technology, 19: 592–596.
  • Hossack, D.J.N., Bird, M.C. and Fowler, G.G. (1983). The effect of nisin on the sensitivity of microrgansisms to antibiotics and other chemotherapeutic agents. In: Antimicrobials and Agriculture. (Ed.) Woodbine, M., pp. 425-433.
  • Hurst, A. (1983). Nisin and other inhibitory substances from lactic acid bacteria. In:Antimicrobials in Foods, Branen, A. L. and Davidson, P. M., (Eds.), Marcel Dekker, New York, pp. 327–351.
  • International Dairy Federation. (1993). Analytical quality assurance and good laboratory practice indairy laboratories. International Dairy Federation 9302: 1–429.
  • Jarvis, B. and Mahoney, R.R. (1969). Inactivation of nisin by alphacymotrypsin. Journal of Dairy Science, 52: 1448–1450.
  • Kykkidou, S., Pournis, N., Kostoula, O.K. and Savvaidis, I.N. (2007). Effects of treatment with nisin on the microbial flora and sensory properties of a greek soft acid-curd cheese stored aerobically at 4 °C. International Dairy Journal, 17: 1254–1258.
  • Leverentz, B., Conway, W.S., Camp, M.J., Janisiewicz, W.J., Abuladze, T., Yang, M., Saftner, R. and  Sulakvelidze, A. (2003). Biocontrol of Listeria monocytogenes on Fresh-Cut Produce by Treatment with Lytic Bacteriophages and a Bacteriocin. Applied and Environmental Microbiology, 69: 4519–4526.
  • Sadler, G.D. and Murphy, P.A. (2003). pH and titratable acidity. In: Nielsen, S.S. (Eds.), Foodanalysis. 3rd Edition, New York, Springer Science and Business Media Publishers, pp. 207–225.
  • Shehata, A.E., Khalafalla, S.M., Magdoub, M.N.I. and Hofi, A.A. (1976). The use of nisin in the production of sterilized milk drinks. Egyptian Journal of Dairy Science, 484: 37–42.
  • Stephan, R., Schumacher, S., Tasara, T. and Grant, I.R. (2007). Prevalence of Mycobacteriumavium Subspecies paratuberculosis in Swiss Raw Milk Cheeses Collected at the Retail Level. Journal of Dairy Science, 90: 3590–3595.
  • Szybalski, W. (1953). Cross resistance of Micrococcuspyogenesvar. aureusto thirty-four antimicrobial drugs. Antibiotics and Chemotherapy, 3: 1095–1103.
  • Thomas L.V. and Delves-Broughton, J. (2005). Nisin, In: Michael Davidson, P., John N. Sofos, J.N. and Branen, A.L., Antimicrobial in foods, Third edition, Published by CRC Press, pp. 237–274.
  • Tramer, J. (1964). The inhibitory action of nisin on B. stearothermophilus. In:The Action, Use and NaturalOccurrence of Microbial Inhibitors in Foods, Molin, N., (Ed.), Almquist and Wiksell, Stockholm, pp. 25–33.