Lait 78 (1998) 217-226
DOI: 10.1051/lait:1998224

Optimized standard conditions for determination of nitrate reduction in propionibacteria

Renée Swart^a, Karl-Heinz Riedel^a and Trevor Britz<sup>b

a</sup>  Department of Microbiology, University of he Orange Free State, Bloemfontein,South Africa
^b  Department of Food Science, University of Stellenbosch, Private Bag XI, Matieland 7602,South Africa

(Received 18 February 1997; accepted 11 November 1997)

Abstract - Nitrate reduction is currently considered to be a key characteristic for the determinative grouping of strains of the Propionibacterium but many controversies exist regarding nitrate reduction by members of this genus. The aim was thus to determine the influence of différent media, nitrate concentrations and pH values under aerobic and anoxie conditions, using the conventions! technique and the diazotization coupling method, on the nitrate reducing capability of propionibacteria. The low concentrations of nitrite formed during nitrate reduction by the propionibacteria could not be accurately determined using the conventional technique. This method was found to be reliable only when the initial KNO₃ concentration exceeded 1.0 mmol / L. In contrast, with high concentrations of nitrite, the diazotization coupling method was found to be too sensitive. Nitrate reduction in the yeast extract lactate (YEL) medium with added glucose and KNO₃, was not effective as only low concentrations of nitrite were produced. Good nitrate reduction was obtained on both the YEL and yeast extract (YE) media with or without the addition of KN0₃ (pH 8.0) to the test media. The presence of nitrite in the YEL culture media of the five Propionibacterium type strains, under aerobic conditions (pH 8.0) with 20 mmol / L KNO₃ was determined using the diazotization coupling method. The type strains of P. acidipropionici, P. acnes and P. freudenreichii subsp. freudenreichii were able to reduce nitrate. In contrast, the P. jensenii and P. thoenii type strains were not able to reduce nitrate under these conditions. Furthermore, P. acidipropionici and P. acnes were both able to further reduce the formed nitrite to gaseous nitrogen. It was found that nitrate reduction was strongly influenced by environmental factors such as oxygen, nitrate concentration, pH, media composition, incubation period and the presence of glucose. Data are presented which permit a more standardized determination of nitrate reduction of propionibacteria. © Inra / Elsevier, Paris.

Résumé - Optimisation des conditions standard pour la détermination de ta réduction du nitrate par les bactéries propioniques
La réduction du nitrate est généralement considérée comme étant une caractéristique clef pour déterminer des groupes de Propionihacterium mais de nombreuses controverses existent concernant la réduction du nitrate par les membres de ce genre de bactéries. Le but était donc de déterminer l'influence de différents milieux, de la concentration en nitrate et des valeurs de pH dans des conditions aérobies et anoxiques sur la capacité de réduction du nitrate par les bactéries propioniques, et ce. en utilisant la technique conventionnelle et la méthode de couplage de diazotisation. Les faibles concentrations en nitrite formé au cours de la réduction du nitrate par les bactéries propioniques ne pouvaient pas être déterminées avec précision par la technique conventionnelle. Cette méthode s'est avérée fiable uniquement lorsque la concentration initiale de KNO₃ excédait 1,0 mmol / L. En revanche, avec une concentration élevée de nitrite, la méthode de couplage de diazotisation s'est avérée trop sensible. La réduction du nitrate dans le milieu YEL additionné de glucose et de KNO, n'était pas efficace puisque seulement de faibles concentrations de nitrite étaient produites. Une bonne réduction de nitrate était obtenue tant sur le milieu YEL que sur celui à l'extrait de levure avec ou sans addition de KNO, (pH 8,0). La présence de nitrite dans le milieu de culture YEL des cinq souches types de Propionihacterium. en aérobiose (pH 8,0) avec 20 mmol / L de KNO₃, a été déterminée en utilisant la méthode de couplage de diazotisation. Les souches types de P. acidipropionici, de P. acnés et de P. freudenreichii subsp. freudenreichii étaient capables de réduire le nitrate dans ces conditions, contrairement aux souches types de P. jensenii et de P. thoenii. De plus, P. acidipropionici et P. acnés étaient capables de réduire le nitrite formé en azote gazeux. La réduction du nitrate s'est révélée fortement influencée par des facteurs environnementaux tels que l'oxygène, la concentration en nitrate, le pH. la composition des milieux, la durée d'incubation et la présence de glucose. Les données présentées permettent une meilleure détermination standardisée de la réduction du nitrate par les bactéries propioniques. © Inra / Elsevier, Paris.

Key words: Propionibacterium / nitrate reduction / environmental factors

Mots clés : Propionihacterium / réduction du nitrate / facteurs environnementaux

Corresponding author: Trevor Britz tjbritz @land.sun.ac.za