La nisine est-elle thermostable ?

La nisine est un peptide antimicrobien naturel bien connu qui est largement utilisé dans l'industrie alimentaire depuis des décennies. En tant que fournisseur de nisine, je suis souvent confronté à des questions de clients sur ses différentes propriétés, et l'une des questions les plus fréquemment posées est : « Le nisine est-il stable à la chaleur ? Dans cet article de blog, j'approfondirai la science derrière la stabilité thermique de la nisine, ses implications pour l'industrie alimentaire et sa comparaison avec d'autres additifs alimentaires.

Comprendre la nisine

La nisine est produite par certaines souches de Lactococcus lactis, une bactérie lactique. Il s'agit d'un peptide antibactérien polycyclique qui présente une forte activité inhibitrice contre un large éventail de bactéries à Gram positif, y compris de nombreux organismes d'altération des aliments et pathogènes tels que Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus et Bacillus cereus. En raison de son origine naturelle et de sa grande efficacité, la nisine a été approuvée comme additif alimentaire dans plus de 50 pays et est couramment utilisée dans les produits laitiers, les aliments en conserve et les viandes transformées.

Stabilité thermique de la nisine

La stabilité thermique de la nisine est un facteur crucial dans son application dans l'industrie alimentaire, car de nombreux produits alimentaires subissent des processus de traitement thermique tels que la pasteurisation, la stérilisation et la cuisson. D'une manière générale, la nisine présente un certain degré de stabilité thermique, mais sa stabilité peut être influencée par plusieurs facteurs.

Valeur pH

Le pH de la matrice alimentaire a un impact significatif sur la stabilité thermique de la nisine. À des valeurs de pH acides (pH 2 à 4), la nisine est très stable à la chaleur. Par exemple, dans les aliments acides comme les cornichons ou les jus de fruits, la nisine peut résister à des traitements à haute température sans perte significative de son activité antibactérienne. Des recherches ont montré qu'à pH 2,0, la nisine peut conserver plus de 90 % de son activité après avoir été chauffée à 121°C pendant 15 minutes. Cependant, à mesure que le pH augmente vers des conditions neutres ou alcalines, la stabilité thermique de la nisine diminue rapidement. À pH 7,0, une grande partie de l'activité de la nisine peut être perdue lors du traitement thermique.

Temps et température de chauffage

La durée et l'intensité du chauffage jouent également un rôle important. Les traitements à court terme à haute température peuvent avoir moins d'effet sur la nisine que les traitements à long terme à basse température. Par exemple, un bref processus de pasteurisation éclair peut causer des dommages minimes à la nisine, tandis qu'une stérilisation de longue durée en cornue à une température relativement plus basse pourrait conduire à une réduction plus substantielle de son activité. Dans certains cas, lorsqu'elle est chauffée à 100°C pendant une période prolongée, disons 30 minutes ou plus, l'activité antibactérienne de la nisine peut diminuer de manière significative, en particulier dans des environnements non acides.

Présence d'autres substances

La composition du produit alimentaire peut affecter la stabilité thermique de la nisine. Certaines substances peuvent interagir avec la nisine et améliorer ou réduire sa stabilité. Par exemple, certains sels et protéines peuvent avoir un effet protecteur sur la nisine lors d'un traitement thermique. En revanche, la présence d'enzymes ou d'autres composés réactifs peut accélérer la dégradation de la nisine.

Comparaison avec d'autres additifs alimentaires

Comparée à d'autres additifs alimentaires, la stabilité thermique de la nisine présente à la fois des avantages et des limites.

Sulfate de magnésium heptahydraté

Le sulfate de magnésium heptahydraté est un additif alimentaire courant utilisé comme agent raffermissant, régulateur de pH et complément nutritionnel. Il est très stable dans une large gamme de conditions de température et de pH. Contrairement à la nisine, sa structure chimique est relativement simple et peu affectée par la chaleur. Cependant, le sulfate de magnésium heptahydraté n’a pas de propriétés antibactériennes comme la nisine. Ainsi, dans les applications où le contrôle microbien est une priorité, la nisine peut être un meilleur choix malgré son profil de stabilité thermique plus complexe.

EDTANA2H2Y2H2O

L'EDTA NA2H2Y 2H2O est souvent utilisé comme agent chélateur dans les produits alimentaires pour prévenir l'oxydation et la décoloration. Il est également assez stable dans des conditions normales de traitement thermique. Semblable au sulfate de magnésium heptahydraté, il n’a pas d’effets antibactériens directs. La nisine, grâce à sa capacité à inhiber la croissance des bactéries, remplit une fonction différente dans la conservation des aliments, et les deux peuvent être utilisées en combinaison pour obtenir un contrôle complet de la qualité des aliments.

Acide nicotinique et nicotinamide

L'acide nicotinique et la nicotinamide sont utilisés comme suppléments vitaminiques dans les aliments. Ils sont relativement stables lors du traitement thermique mais n’ont pas d’activité antimicrobienne. La nisine, en revanche, offre l'avantage unique de protéger les aliments contre la détérioration bactérienne, ce qui en fait un additif essentiel dans de nombreux produits alimentaires pour lesquels la sécurité microbienne est une préoccupation majeure.

Implications pour l'industrie alimentaire

La stabilité thermique de la nisine a plusieurs implications importantes pour l'industrie alimentaire.

Formulation du produit

Les fabricants de produits alimentaires doivent examiner attentivement les processus de traitement thermique de leurs produits lorsqu'ils utilisent la nisine. Dans les produits qui subissent un traitement à haute température et sur une longue période, comme certains aliments en conserve, les formulateurs peuvent avoir besoin d'ajuster le pH du produit à une plage acide pour améliorer la stabilité thermique de la nisine. Ils peuvent également explorer l’utilisation d’agents protecteurs pour minimiser la dégradation de la nisine lors du chauffage.

Durée de conservation – Prolongation de la durée de vie

La capacité de la nisine à conserver son activité antibactérienne après un traitement thermique peut prolonger considérablement la durée de conservation des produits alimentaires. Ceci est particulièrement important pour les aliments périssables comme les produits laitiers et les viandes transformées. En utilisant la nisine, les fabricants peuvent réduire le risque de croissance microbienne pendant le stockage et le transport, ce qui entraîne moins de gaspillage alimentaire et une meilleure qualité des produits.

Santé des consommateurs

En tant que peptide antimicrobien naturel, la nisine est généralement considérée comme sans danger pour la consommation humaine. Son utilisation dans les produits alimentaires traités thermiquement peut contribuer à garantir la sécurité de l'approvisionnement alimentaire en empêchant la croissance de bactéries nocives. Ceci est bénéfique pour la santé des consommateurs, en particulier dans la prévention des maladies d'origine alimentaire causées par des agents pathogènes tels que Listeria et Staphylococcus.

Conclusion et appel à l'action

En conclusion, la nisine présente un certain niveau de stabilité thermique, mais sa stabilité est fortement influencée par des facteurs tels que le pH, le temps et la température de chauffage ainsi que la présence d'autres substances. Malgré ses limites, la nisine reste un additif alimentaire précieux en raison de son origine naturelle et de ses fortes propriétés antibactériennes.

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Références

• Delves - Broughton, J., Blackburn, P., Evans, RJ et Hugenholtz, J. (1996). Applications de la bactériocine, la nisine. Antonie van Leeuwenhoek, 70(1 - 4), 193 - 202.
• Thomas, LV, Delves-Broughton, J. et Clark, S. (2000). L'utilisation de la nisine dans l'industrie alimentaire. Journal international de microbiologie alimentaire, 55(1 - 3), 237 - 244.
• Yang, S. et Ray, B. (1994). Effet du pH, de la température et du temps sur la stabilité de la nisine. Journal de protection des aliments, 57(10), 864 - 867.