(PhysOrg.com) - Ett forskargrupp vid Purdue University utvecklade en nanopartikel som kan hålla och släppa ett antimikrobiellt medel efter behov för att förlänga hållbarheten för livsmedel som är mottagliga för Listeria monocytogenes .
Yuan Yao, en biträdande professor i livsmedelsvetenskap, förändrade ytan av ett kolhydrat som finns i söt majs som kallas fytoglykogen, vilket ledde till skapandet av flera former av en nanopartikel som kunde attrahera och stabilisera nisin, en livsmedelsbaserad antimikrobiell peptid. Nanopartikeln kan sedan bevara nisin i upp till tre veckor, bekämpande Listeria , en potentiellt dödlig livsmedelsburna patogen som finns i kött, mejeri och grönsaker som är särskilt besvärande för gravida kvinnor, spädbarn, äldre och andra med försvagat immunförsvar.
Kontrollerande Listeria vid delikatessdiskar, till exempel, är särskilt problematisk eftersom kött ständigt öppnas, skära och lagra, ger Listeria många chanser att förorena maten. Nisin ensamt är endast effektivt för att hämma Listeria under en kort period - möjligen bara några dagar - i många livsmedel.
"Människor har använt nisin i ett antal år, men problemet har varit att det snabbt tar slut i ett livsmedelssystem, "sa Arun Bhunia, en professor i livsmedelsvetenskap i Purdue som tillsammans med Yao skrev ett papper om resultaten i den tidiga onlineversionen av Journal of Controlled Release . "Denna nanopartikel är ett förbättrat sätt att leverera de antimikrobiella egenskaperna hos nisin för längre användning."
Yao använde två strategier för att locka nisin till fytoglykogen -nanopartiklarna. Först, han kunde ladda ytan på nanopartikeln negativt och använda elektrostatisk aktivitet för att locka till sig de positivt laddade nisinmolekylerna. Andra, han skapade ett delvis hydrofobt tillstånd på ytan av nanopartikeln, får det att interagera med delvis hydrofoba nisinmolekyler. När partiklarna är hydrofoba, eller stöta bort vatten, de lockas till varandra.
"Båda strategierna kan fungera tillsammans för att tillåta nanopartiklar att attrahera och stabilisera nisin, "Sa Yao, "Detta kan avsevärt minska utarmningen av nisin i olika system."
För praktisk användning, Yao sa att en lösning som innehåller nanopartiklar och fritt nisin kan sprutas på livsmedel eller inkluderas i förpackningen. Lösningen kräver en balans mellan fritt nisin och nisin på nanopartiklarna.
"När du minskar mängden gratis nisin, det kommer att utlösa mer nisin från nanopartiklarna för att återupprätta jämvikten, "Sa Yao." Det kommer att finnas en betydande mängd nisin bevarat för att motverka Listeria . "
Med hjälp av en modell, Yao sa en tillräcklig mängd nisin för att bekämpa Listeria kan bevaras i upp till 21 dagar.
Yao och hans kollegor arbetar med att använda andra livsmedelsbaserade antimikrobiella peptider och nanokonstruktioner för att bekämpa Listeria andra livsmedelsburna patogener som E. coli O157:H7 och salmonella. US Department of Agriculture och National Science Foundation finansierade sin forskning.
