Tuy nhiên, những phương pháp này chưa đáp ứng được yêu cầu về an toàn vệ sinh thực phẩm. Vì vậy, việc ứng dụng những chất bảo quản có nguồn gốc tự nhiên, không làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người rất được quan tâm và đang được nghiên cứu sử dụng rộng trong công nghệ thực phẩm và một trong số đó là "Nisin”.

Nisin là một peptit kháng khuẩn đa vòng, được cấu tạo từ 34 gốc axit amin. Các loại axit amin phổ biến có trong phân tử nisin là lanthionine (Lan), methyllanthionine (MeLan), didehydroalanine (DHA) và axit didehydroaminobutyric (Dhb). 

Nisin lần đầu tiên được phát hiện vào năm 1928, nhưng phải đến năm 1959 mới được sử dụng như một chất bảo quản thực phẩm ở Anh. Năm 1969, tổ chức nông nghiệp và thực phẩm (gọi tắt là FAO, một ủy ban chuyên gia về phụ gia thực phẩm của tổ chức y tế thế giới WHO) đã công nhận nisin là một phụ gia thực phẩm an toàn và được phép sử dụng cho người ở 50 quốc gia trên thế giới bao gồm các nước trong liên minh Châu Âu và một số nước ở Châu Á, Châu Phi.

Ở Mỹ, nisin cũng đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) công nhận là an toàn, được coi là chất bảo quản có nguồn gốc sinh học và dùng như một phụ gia thực phẩm từ năm 1988 cho đến nay.

Nisin do các chủng vi khuẩn lactic trong quá trình lên men sữa. Nisin có hoạt tính kháng vi sinh vật, là một tác nhân kháng khuẩn tự nhiên và không thể tổng hợp nhân tạo. 

Trong công nghiệp, nisin được thu bằng cách nuôi Lactoccus lactis trong sữa, hoặc trong dung dịch đường dextrose. Quá trình sản xuất được tuân theo các điều kiện vệ sinh rất nghiêm ngặt và đáp ứng được các tiêu chuẩn khắt khe nhất đối với thực phẩm.

Nisin có thể bám dính lên thành tế bào vi khuẩn mà không cần các thụ thể (khả năng bám dính phụ thuộc vào độ PH môi trường). Sau đó, nisin phá vỡ thành tế bào dẫn đến sự thoát các ion kali, magie ra ngoài. Ngoài ra, nisin còn ức chế quá trình tổng hợp peptidoglycan nên chỉ có tác động lên vi khuẩn gram dương.

Nisin có hiệu quả trong việc kiểm soát một loạt các vi khuẩn gram dương và các bào tử của chúng bao gồm: Listeria, Enterococcus, sporothermodurans, và Clostridium (gây ngộ độc thực phẩm bằng cách sinh độc tố). Nếu các vi khuẩn này hiện diện với số lượng lớn hay khi chúng phát triển mạnh trong thực phẩm, sẽ sản sinh lượng độc tố đủ mạnh có thể gây ra ngộ độc thực phẩm cấp tính. Với các biểu hiện nôn mửa, tiêu chảy, đau quặn bụng, nhức đầu... xảy ra sau khi ăn thực phẩm bị ô nhiễm khoảng 2 - 48 giờ, nặng hơn có thể dẫn đến tử vong, đặc biệt ở nhóm đối tượng có sức đề kháng yếu, phụ nữ mang thai, người già và trẻ em.

Khi sử dụng riêng lẻ, nisin không có hiệu quả trên vi khuẩn gram âm (như E.coli), nấm men và nấm mốc. Trong trường hợp bình thường, các vi khuẩn gram âm có khả năng kháng nisin chủ yếu là do màng không thấm nước bên ngoài của chúng. Tuy nhiên, nisin có thể được hiệu quả chống lại các vi khuẩn gram âm nếu được sử dụng kết hợp với các tác nhân gây mất ổn định màng tế bào bên ngoài như khi xử lý ở các điều kiện làm lạnh, nhiệt độ cao, trong môi trường pH thấp (pH 2-6), hay khi sử dụng kết hợp với chất bảo quản khác như lysozyme (từ lòng trắng trứng), enterocin (một chất kháng khuẩn mới được phân lập từ Enterococcus faecium)

Với khả năng kháng khuẩn như vây, cộng thêm việc khi bổ sung vào thực phẩm nisin không làm làm ảnh hưởng đến các chất dinh dưỡng cũng như màu, mùi vị, hay trạng thái của thực phẩm nên nisin được sử dụng rộng rãi như một phụ gia bảo quản. Nhưng tại sao lại nói nisin là chất bảo quản an toàn với người sử dụng?

Cũng như bất kỳ chuỗi axit amin và các protein khác, nó được phân hủy trong quá trình tiêu hóa trong ruột và không gây ra ảnh hưởng cho sức khỏe. Thêm vào đó, các công trình nghiên cứu ứng dụng nisin cho thấy nisin có khả năng tiêu diệt một số loại vi khuẩn bằng cách tấn công vào thành tế bào của vi khuẩn có hại nhưng lại không gây ảnh hưởng đến nhiều loại vi khuẩn có lợi dùng trong công nghệ lên men và trong hệ tiêu hóa của người và không độc đối với người.

(Còn tiếp P2)