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Issue
Lait
Volume 77, Number 3, 1997
Page(s) 371 - 381
DOI https://doi.org/10.1051/lait:1997325
Lait 77 (1997) 371-381
DOI: 10.1051/lait:1997325

Aromatic amino acid catabolism by lactococci

S. Gaoa, D.H. Oha, J.R. Broadbentb, M.E. Johnsonc, B.C. Weimerb and J.L. Steelea

a  Department of Food Science, University of Wisconsin-Madison, 1605 Linden Drive, Madison, WI 53706
b  Department of Nutrition and Food Sciences, Utah State University, Logan, UT 84322, USA
c  Center for Dairy Research, University of Wisconsin-Madison, 1605 Linden Drive, Madison, WI 53706

Abstract - While catabolism of amino acids is believed to play an important role in cheese flavor development, the pathways present in cheese microflora are poorly understood. To determine the pathways of aromatic amino acid catabolism in lactococci and effects of Cheddar cheese ripening conditions on catabolic enzymes and products, eight starter lactococcal strains were screened. Cell-free extracts prepared from these strains were found to contain an α-ketoglutarate-dependent aminotransferase activity with tryptophan, tyrosine and phenylalanine. Tryptophan, tyrosine and phenylalanine aminotransferase specific activities (μmol product formed / mg protein / min) ranged from 0.30 to 2.8 10-3, 0.93 to 7.3 10-3 and 1.5 to 7.2 10-3, respectively. Metabolites produced from tryptophan by a cell-free extract of Lactococcus lactis S3 were indolepyruvic acid, indoleacetic acid and indole-3-aldehyde. Indoleacetic acid and indole-3-aldehyde can form spontaneously from indolepyruvic acid under the conditions employed. A defined medium was used to determine whether the aminotransferase(s) was expressed and which metabolite(s) accumulate under conditions that simulated those of ripening Cheddar cheese in terms of pH, salt, temperature and carbohydrate starvation. The results indicated that the aminotransferase(s) was expressed and stable under these conditions. The tryptophan metabolites that accumulated were determined to be strain-specifïc.


Résumé - Catabolisme des acides aminés aromatiques des lactocoques
Alors que le catabolisme des acides aminés est perçu comme jouant un rôle important dans le développement de la flaveur du fromage; les voies métaboliques liées à la microflore du fromage ne sont que très partiellement établies. Pour déterminer les voies du catabolisme des acides aminés aromatiques dans les lactocoques, et les effets des conditions d'affinage du Cheddar sur les enzymes cataboliques et sur les produits, huit souches de levains lactocoques on été analysées. Des extraits de cellules préparées à partir de ces souches possédaient une activité aminotransférase α -ketoglutarate dépendante du tryptophane, de la tyrosine et de la phénylalanine. Les activités aminotransférases spécifiques du tryptophane, de la tyrosine et de la phénylalanine variaient respectivement de 0,30 à 2,8 10-3 et 1,5 à 7,2 10-3 (μmol de produit formé / mg de protéine à la minute). Les métabolites du tryptophane produits à partir d'extraits cellulaires de Lactococcus lactis S3 étaient de l'acide indolepyruvique, de l'acide indoleacétique et de l'indole-3-aldéhyde. L'acide indoleacétique et l'indole-3-aldéhyde peuvent se former spontanément à partir de l'acide indolepyruvique dans les conditions employées. Un milieu défini était utilisé pour déterminer si la ou les aminotransférases étaient exprimées et quel(s) étai(en)t le (les) métabolite(s) accumulé(s) dans des conditions qui simulent celles de l'affinage du Cheddar en terme de pH, sel. température et privation en hydrate de carbone. Les résultats indiquent que la (les) aminotransférase(s) étai(en)t exprimée(s) et stable(s) dans ces conditions. Les métabolites du tryptophane qui s'accumulent ont été trouvés comme étant spécifiques des souches.


Key words: lactococcus / aminotransferase / aromatic amino acid / catabolism / cheese flavor

Mots clés : lactocoque / aminotransférase / acide aminé aromatique / catabolisme / flaveur du fromage