Bisine werd – toevallig - ontdekt in een kweek van onschadelijke menselijke darmbacteriën door microbioloog Dan O’Sullivan en zijn team. Bisine is nauw verwant met het lantibioticum nisine en is de eerste bacteriocine die een remmende werking tegen zowel Gram-negatieve en Gram-positieve bacteriën zou vertonen.
bacteriocines
Bacteriocines zijn antimicrobiële polypeptiden die door melkzuurbacteriën worden gevormd. In tegenstelling tot de antibiotica zijn de bacteriocines doorgaans slechts werkzaam tegen een klein aantal nauw verwante bacteriesoorten. Er is een grote variatie ontdekt aan deze bacteriocines met verschillende kenmerken en variatie in activiteitsspectra. Een overzicht van enkele verschillende bacteriocines is te zien in onderstaande tabel.
Tabel: Enkele voorbeelden van melkzuurbacteriën en hun bacteriocines (Abee 1998).
Melkzuurbacterie | Bacteriocine |
Lactobacillus acidophilus C-7 | Lactacine M |
Lactobacillus acidophilus 88 | Lactacine F |
Lactobacillus acidophilus 11759 | Lactacine B |
Lactobacillus acidophilus ADH | Lactacine B |
Lactobacillus helveticus 481 | Helveticine J |
Lactobacillus plantarum C-11 | Plantaricine A |
Lactobacillus sp. C-136 | s.n. |
Lactobacillus sp. UAL 11 | s.n. |
Lactococcus lactis ATCC 11454 | Nisine |
Lactococcus lactis SIK83 | Nisine |
Leuconostoc sp. UAL14 | s.n. |
Pediococcus acidilactici PAC 1.0 | Pediocine PA-1 |
Pediococcus pentosaceus FBB 61-1 | Pediocine A |
Pediococcus pentosaceus L-7230 | Pediocine A |
Lantibiotica
Een aparte groep van bacteriocines zijn de lantibiotica die door veel melkzuurbacteriën worden gevormd. Lantibiotica hebben een veel breder werkingsspectrum dan de andere bacteriocines. Veel Gram-positieve bacteriën, zoals Clostridium botulinum, Listeria monocytogenes en Staphylococcus aereus, kunnen door lantibiotica gedood of geremd worden.
Sinds de ontdekking van het eerste lantibioticum nisine in 1928, dus één jaar voor de ontdekking van penicilline, zijn er al meer dan vijftig verschillende lantibiotica gekarakteriseerd van meer dan dertig verschillende Gram-positieve bacteriën. Lantibiotica zijn peptiden met een lengte die varieert tussen de twintig en veertig aminozuren. Ze ontlenen hun naam aan speciale aminozuren die via een zogenaamde thio-etherbrug (één zwavelatoom) aan elkaar gekoppeld zijn: de lanthionines. Deze aminozuren zijn als eerste gevonden in wol, wat meteen de naam verklaart (in Latijn betekend lana, wol). De lanthionine-residuen geven de lantibiotica een bepaalde starre structuur die heel belangrijk is voor hun activiteit.
Nisine wordt geproduceerd door de melkzuurbacterie Lactococcus lactis ssp. Lactis. Het heeft een breed activiteitsspectrum en is actief tegen verschillende Gram-positieve bacteriën, zoals de voedselpathogenen: Leuconostoc sp., Clostridium sp., Bacillus sp. en Staphylococcus aureus. Doordat het niet toxisch is voor mens en dier en afgebroken wordt in het maag-darmkanaal is het door de Wereldgezondheidsorganisatie geaccepteerd als conserveermiddel in de voedingsmiddelen- industrie. Nisine wordt tegenwoordig op beperkte schaal toegepast in o.a. de kaasindustrie en vleesindustrie. De beperkte toepassing van nisine is enerzijds een gevolg van de relatieve onbekendheid van nisine en anderzijds een gevolg van de beperkingen van nisine, zoals de minder goede oplosbaarheid en beperkte stabiliteit in neutraal en basisch milieu, de ongevoeligheid van (soms pathogene) Gram-negatieve bacteriën voor nisine en de hoge gevoeligheid van de meeste melkzuurbacteriën voor nisine.
bisine
Volgens O’Sullivan biedt bisine volgende voordelen:
- Bactericide voor gebruik tegen zowel Gram-positieve (Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus, Staphylococcus, Bacillus) en Gram-negatieve bacteriën (E.coli, Salmonella, Serratia, Proteus)
- Effectief bij een neutrale pH
- Stabiel in verschillende productie- en opslagcondities
- Breed inzetbaar in de voedingsindustrie om de houdbaarheid te verlengen, in de nutritionele industrie als voedingssupplement en in de farmaceutische industrie als alternatief voor antibiotica.
Belgische wetenschappers reageren sceptisch op de recente berichtgevingen : Bisin: Is this the food industry’s Holy Grail? (The Telegraph), Bye-bye to use-by dates: A magic ingredient that could keep food (and wine) fresh for years (Mail Online), Nieuwe stof ontdekt die voedselbederf tegengaat (De Morgen),…
Volgens Jan Tytgat, professor toxicologie aan de K.U. Leuven, is het nog te vroeg om van een baanbrekende ontdekking te spreken. “Ik ken deze stof nog niet, maar als ik het zo hoor, heb ik sterk mijn twijfels. Tytgat wil het gebruik van het middel ook niet aanbevelen. “Vers voedsel blijft altijd te prefereren.” De professor vindt het ook belangrijk dat er eerst meer wetenschappelijk onderzoek gebeurt. “Ik zou graag wetenschappelijke studies zien die aantonen dat het behandelde voedsel na twee jaar nog volledig veilig is voor consumptie. Laten we hopen dat de wetenschappers controles uitvoeren onder extreme condities, zoals warme temperaturen en zonlicht”, reageert Tytgat. (De Morgen)
Bronnen
- http://www.license.umn.edu/Products/Bactericidal-Lanbiotic-Inhibits-Gram-negative-Bacteria__Z07178.aspx
- https://www.nvml.nl/downloads/algemeen/Analyse%20archief/Analyse0801.pdf
- http://www.food-info.net/nl/national/verslag-nisine.htm
- Levensmiddelenhygiëne door G.J.A. Ridderbos (2006)