Development of antimicrobial agent for antimicrobial peptide "nisin" in ethanol and its action mechanism

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06382
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 42010:Animal production science-related
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: KAWAI Yasushi 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (00261496)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 抗菌ペプチド / ナイシン / エタノール / 保存性

Outline of Final Research Achievements

A practical antimicrobial agent with high bactericidal effect by combining nisin, an antimicrobial peptide (bacteriocin) produced by lactic acid bacteria for cheese production, with low to high concentration (5-80%) of ethanol was developed. As a result, we found that nisin activity was maintained at 30 and 37℃ for more than half a year at a nisin concentration of 2.5 mg/L, pH 4, and with light shielding.
We also succeeded in obtaining strains expressing each nisin self-tolerance factor (NisI and NisK) and found that NisK-expressing strains have a nisin resistance mechanism comparable to that of NisI, and that a low concentration of 5% ethanol/nisin solution showed high antibacterial activity against the transgenic strains.

Free Research Field

食品微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

有用な抗菌ペプチドであるナイシンは、中性pH域においては溶解性の低下により抗菌効果が大幅に低減することが知られている。本研究では、中性pH域の溶媒としてエタノールに着目し、ナイシンと組み合わせて抗菌活性を測定したところ、大腸菌を含むグラム陰性菌に対して抗菌効果を示すと共に、低濃度のエタノール添加でナイシン単独では殺菌出来ないナイシン生産株・耐性株の殺菌に成功した。また本製剤の長期保存条件を見出し、安価で安全かつ広く利用可能な抗菌剤の提供が可能になった。本エタノール・ナイシン溶液はスプレーや浸漬剤として、食品をはじめ、厨房等の周辺環境の安全で効果的な殺菌剤として利用性が期待される。