Inhibiting factors produced by lactic acid bacteria. 1. Oxygen metabolites and catabolism end-products

Abstract - Lactic acid bacteria can produce a variety of antimicrobial compounds which may affect both the lactic acid bacteria themselves as well as undesirable or pathogenic strains. In this first section, we describe the biosynthesis, mode of action and activity spectra of these inhibitors. Metabolites of oxygen (hydrogen peroxide and free radicals) exhibit a bacteriostatic or bactericidal activity against lactic or non-lactic flora. When associated with the lactoperoxidase / thiocyanate system, hydrogen peroxide leads to the formation of inhibitory compounds which are bacteriostatic for lactic acid bacteria and bactericidal for Gram-negative bacteria. The antimicrobial activity of organic acids (lactic, acetic and formic) and of pH are closely linked. It appears that the non-dissociated fraction of these acids is the major inhibitory form. Thus, acetic acid whose pK_a is higher than that of lactic acid exhibits the highest inhibitory activity. The antimicrobial activities of diacetyl, acetaldehyde and of the D isomers of amino acids are also described, although their effects are slight in usual lactic fermentations. Bacteriocins are the last type of inhibitory substance produced by some lactic acid bacteria. They will be described in a second section.

Résumé - Facteurs inhibiteurs produits par les bactéries lactiques. 1. Métabolites de l'oxygène et produits du catabolisme
Les bactéries lactiques sont capables de produire une variété de produits inhibiteurs dont les effets peuvent se répercuter sur la flore lactique elle-même mais aussi sur les flores indésirables ou pathogènes. Dans cette première partie, nous décrivons les mécanismes d'apparition, les modes d'action et les spectres d'activité de ces inhibiteurs. Les métabolites de l'oxygène (le peroxyde d'hydrogène et les radicaux libres) peuvent avoir des effets biologiques de nature bactériostatique ou bactéricide sur la flore lactique ou non lactique. Le peroxyde d'hydrogène associé au système lactoperoxydase / thiocyanate, catalyse la formation de produits inhibiteurs, bactériostatiques pour la flore lactique et bactéricides pour les bactéries Gram-négative. Les pouvoirs antibactériens des acides organiques et du pH sont intimement liés. Il semble que la fraction non dissociée de ces acides soit la forme inhibitrice majeure. De ce fait l'acide acétique de pKa supérieur au pK_a de l'acide lactique, a un pouvoir inhibiteur supérieur. Les activités inhibitrices du diacétyle, de l'acétaldéhyde et des acides aminés de forme isomérique D sont décrites bien que leurs effets soient mineurs dans les fermentations lactiques habituelles. Les bactériocines produites par certaines bactéries lactiques seront décrites dans une seconde revue.