Determining the amount of nisin in cheese and cream with LC-MS/MS

Yıl 2023, Sayı: 29, 31 - 37, 23.01.2023

Ömer Şerif Aydın Ayşe Binnur Karataş Pınar Manarga Birlik

Öz

Objective: Nisin is a lantibiotic produced by some Lactococcus lactis subsp. lactis has an antibacterial effect. It is effective against some gram positive bacteria and bacterial spores. There are many studies on the effects on bacteria when used in foods but there isn’t any data about using level in Türkiye. It is limited with legal regulations that can be found in various foods such as cheese, cream, some sweets and processed eggs. Cheese and cream are used as materials in this study. Nisin analyses are optimized by the LC-MS/MS device and validated the method.
Material and method: Samples with extraction steps were analyzed in an LC-MS/MS instrument. Validation is carried out with linearity, limit of detection (LOD), limit of quantification (LOQ), repeatability, reproducibility, recovery.
Results and conclusion: Linearity for nisin is determined as R2 ≥0.99. The LOQ value is 2.31 mg kg-1 for cheese, 0.95 mg kg-1 for cream; the recovery rate was determined as %96.3 in cheese and %99 in cream. Measurement uncertainty is calculated as %19.35 and %14.00 respectively.

Anahtar Kelimeler

nisin, LC-MS/MS, cheese, cream

Peynirde ve kaymakta nisin miktarının LC-MS/MS ile belirlenmesi

Öz

Amaç: Lactococcus lactis subsp. lactis suşları tarafından üretilen nisin; çoğunlukla gram pozitif bakterilere ve bakteri sporlarına karşı etkili olan bir lantibiyotiktir. Gıdalarda kullanıldığında bakterilere olan etkilerine yönelik pek çok çalışma mevcuttur ancak Türkiye’de gıda sektörü tarafından kullanılıp kullanılmadığı, kullanılması durumunda yasal düzenlemelere uyulup uyulmadığına dair veri yoktur. Yasal mevzuat ile peynir, krema, bazı tatlılar ve işlenmiş yumurta gibi çeşitli gıdalarda bulunabilecek miktarlarına sınırlandırma getirilmiştir. Çalışmada materyal olarak peynir ve kaymak kullanılmıştır. Nisin analizinin LC-MS/MS cihazında optimizasyonu ve metot validasyonu gerçekleştirilmiştir.

Materyal ve yöntem: Ekstrakte edilen örnekler, LC/MS-MS cihazında analiz edilmiştir. Validasyon; doğrusallık, tespit limiti (LOD), ölçüm limiti (LOQ), tekrarlanabilirlik, tekrarüretilebilirlik ve geri kazanım parametreleri ile gerçekleştirilmiştir.

Tartışma ve sonuç: Nisin için doğrusallık R2 ≥0,99 olarak saptanmıştır. LOQ değeri peynir için 2,31 mg kg-1, kaymak için 0,95 mg kg-1; geri kazanım oranı peynirde %96,3 kaymakta %99 olarak belirlenmiştir. Ölçüm belirsizliği sırasıyla %19,35 ve %14,00 olarak hesaplanmıştır.

Anahtar Kelimeler

nisin, peynir, kaymak, LC-MS/MS

Kaynakça

• Abee, T., Rombouts, F.M., Hugenholtzi J., Guilhard, G., and Letellier, L. (1994). Mode of action of nisin Z against l. momocytogenes scott a grown at high and low temperatures, Applied and Enviromental Microbiology, 60(6); 1962-1968.
• Anonim, (2002). TS ISO 11095, Referans malzemeler kullanarak doğrusal kalibrasyon, Ankara.
• Anonim, 2013 Türk Gıda Kodeksi Gıda Katkı Maddeleri Yönetmeliği, 30.06.2013 Tarih ve 28693 Sayılı Resmi Gazete.
• Anonim, (2016). AOAC Official methods of analysis, guidelines for standart method performance requirements, Appendix F, p.9.
• Anonim, (2018a). Gıda ve Kontrol Genel Müdürlüğü, Kimyasal ve fiziksel analizlerde metot validayon/verifikasyon rehberi, https://www.tarimorman.gov.tr/GKGM/Belgeler/DB_Gida_Kont/Kimyasal_ Fiziksel_Val_Ver_Rehberi.pdf (Erişim: 01.04.2021).
• Anonim, (2018b). Gıda ve Kontrol Genel Müdürlüğü, Kimyasal ve fiziksel analizlerde ölçüm belirsizliği rehberi https://www.tarimorman.gov.tr/GKGM/Belgeler/ DB_Gida_Kont/Kimyasal_Fiziksel_OB_Rehberi.pdf (Erişim: 01.04.2021).
• Birlik, P. M., Karataş, A.B., ve Tokat, İ.E. (2020). LC-MS/MS ile enerji içeceklerinde taurin, inositol ve glukoronolaktonun belirlenmesinde metot validasyon çalışmaları, Gıda ve Yem Bilimi Teknolojisi Dergisi, 23: 39-48.
• Breukınk, E. and De Kruijff, B. (1999). The lantibiotic nisin a special case or not?, Biochimica et Biophysica Acta, 1462;223-234.
• Çayır Üstündağ, H. ve Yalçın, H. (2017). Bakteriyosinler ve gıdalarda kullanımı, MAKÜ Sağlık Bilimleri Ensttüsü. Dergisi, 5(1);53-65.
• Ceylan, Z. ve Mol, S. (2015). Nisin ve Su Ürünleri, Su Ürünleri Dergisi, 32(2);115-120. DD ISO/TS 27106:2009, British Standarts, First Edition, 2009-12-01.
• Delves-Broughton, J., Blackburn, P., Evans, R.J., and Hugenholtz, J. (1996). Application of bacteriocin, Nisin, Antonie van Leeuwenhoek, 69;193-202.
• Field, Des., D Cotter, P., Ross, R.P., and Hill, C. (2015). Bioengineering of the model lantibiotic nisin, Bioengineered, 6:4 187-19.2.
• Fuselli, F., Guarino, C., La Mantia, A., Longo, L., Faberi, A., and Marianella, R.M. (2012). Multi-detection of preservatives in cheeses by liquid chromotography-tandem mass spectrometry, Journal of chromotograph B. 906;9-18.
• Gharsallaoui, A., Joly, C., Oulahal, N., and Degraeve, P. (2016). Nisin as a food preservative: Part 1: Physicochemical Properties, Antimicrobial Activity and Main Uses, Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 56:(8), 1262-1274.
• Güneş Altuntaş, E. ve Ayhan, K. (2010). Süt ve süt ürünlerinde bakteriyosin kullanımı, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 16(1);113-120.
• Hampikyan, H. (2006). Fermente sucuklarda nisin kullanımının Listeria monocytogenes üzerine etkileri, İstanbul Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 76s. İstanbul.
• Hampikyan, H. ve Uğur, M. (2007). The effect of nisin on L. monocytogenes in Turkish Fermented Sausages (Sucuks), Meat Science, 76; 327-332.
• Hampikyan, H. ve Çolak, H. (2007). Nisin ve gıdalardaki antimikrobiyal etkisi, TSK Koruyucu Hekimlik Bülteni, 6(2);142-147.
• Katharapoulos, E., Touloupi, K., and Touraki, M. (2016). Monitoring of multiple bacteriocins through a devoleped dual extraction protocol and comparison of HPLC-DAD with Turbidometry as Thier Quantification System, Journal of Mikrobiological Methods, 127;123-131.
• Kaynar, P. (2011).Ülkemiz peynirleri üzerine mikrobiyolojik araştırmalar, Türk Mikrobiyol Cem Dergisi, 41(1);1-8.
• Kışla, D. ve Ünlütürk, A. (2003). Nisinin antimikrobiyal etkisi taze ve işlenmiş balıklarda kullanımı, Ege Üniversitesi Su Ürünleri Dergisi, 20(3-4);543-550.
• Ko, K.Y., Park, S.R., Lee, C.A., and Kim, M. (2015). Analysis method for determination of Nisin A and Nisin Z in cow milk by Using Liquid Chromotography-Tandem Mass Spectrometry, Journal. Dairy Science., 98;1435-1442.
• Koplay, Z. (2012). Sığır eti raf ömrü üzerine karanfil uçucu yağı ve nisinin etkisinin araştırılması, Kafkas Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi-195 s. Kars.
• Kördikanlıoğlu, B. (2014). Lactococcus lactis’te solunumun hemin ile teşvik edildiği yarı-kesikli fermentasyon sisteminde nisin üretiminin optimizasyonu, Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 79 s. Denizli.
• Liu, W. and Hansen, J.N. (1990). Some chemical and physical properties of nisin, a smallprotein antibiotic produced by Lactocoocus lactis. Applied and Environmental Microbiology. 56(8): 2551-2558.
• Molognoni, L., De Sa Ploencio, L.A., Valese, A.C., De Dea Lindner, J., and Daguer, H. (2016). A simple and fast method for the inspection of preservatives in cheese and cream by Liquid Chromotography-Electrospray Tandem Mass Spectrometry, Talanta, 147;370-382.
• Özcan Yılsay, T. ve Akpınar Bayizit A. (2002). Bursa ilinde tüketilen kaymakların mikrobiyolojik özellikleri ve bazı patojen bakterilerin aranması, Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 16:77-86.
• Shin, J.M., Gwak, J.W., Kamarajan, P., Fenno, J.C., Rickard, A.H., and Kapilla, Y.L. (2015). Biomedical applications of nisin, Journal of Applied Microbiology, 1364-5072