Lait 78 (1998) 135-143
DOI: 10.1051/lait:1998117

Cinétiques de décarboxylation oxydative extra- et intracellulaire d'α-acétolactate par un Lactococcus lactis ssp. lactis var. diacetylactis

Emmanuel Rondags^a, Pierre Germain^b and Ivan Marc<sup>a

a</sup>  Laboratoire des sciences du génie chimique, CNR, UPR 6811, 1, rue Grandville, B.P. 451, 54001 Nancy cedex, France
^b  Laboratoire de microbiologie industielle, Ensaia, 2, avenue de la Forêt-de-Haye, 54505 Vandoeuvre-lès-Nancy. France

Abstract - Kinetic studies on α-acetolactic acid extra and intracellular oxidative décarboxylation to diacetyl by Lactococcus lactis ssp. lactis var. diacetylactis SD 933.
α-acetolactic acid (ALA) oxidative décarboxylation is thought to be the dominant mechanism for the dairy flavour diacetyl production by lactic acid bacteria of Leuconostoc and Lactococcus genera. However, kinetic data on that particular reaction are lacking due to the conjunction of the high reactivity of ALA in presence of oxygen and the diacetyl and ALA specific measurement difficulties. The use of a gas chromatographic technique coupled with a gas membrane sensor equipped bio-reactor with a controlled atmosphere nonetheless allows the on-line acquisition of diacetyl production kinetics by lactococci cultures or directly from ALA. Thus, this paper provides kinetic data on both diacetyl microbiological production and extra- and intracellular ALA oxidative décarboxylation. The comparison of these kinetics shows that oxidative decarboxylation can account for diacetyl biological production and that this reaction is located at the intracellular level. More-over, the evolution of the pattern of intracellular kinetics with and without heat treatment demonstrates the action of a thermolabile compound in oxidative decarboxylation. © Inra / Elsevier, Paris.

Résumé - La décarboxylation oxydative de l'α-acétolactate (ALA) est actuellement considérée comme le principal mécanisme de production du diacétyle, arôme laitier dominant du benne, par les bactéries lactiques des genres Leuconostoc et Lactococcus. Toutefois, les données cinétiques concernant cette réaction sont parcellaires, du fait de l'instabilité de l'ALA en présence d'oxygène et des difficultés de dosage spécifique de l'ALA et du diacétyle. Le recours à une technique chromatographique en phase gazeuse couplée à un système d'échantillonnage en ligne dans un bioréacteur maintenu en anaérobiose a permis l'acquisition de données cinétiques concernant cette réaction dans des cultures de lactocoques. Ainsi, cet article présente à la fois des cinétiques de production microbiologique de diacétyle et de décarboxylation oxydative en conditions intra- et extracellulaires. La comparaison des vitesses de decarboxylation oxydative avec les cinétiques de production microbiologique a permis de montrer que cette réaction peut être responsable de la production biologique du diacétyle et que sa localisation est intracellulaire. De plus, la nature des cinétiques intracellulaires a clairement mis en évidence l'intervention d'un reactant thermolabile dans cette réaction. © Inra / Elsevier. Paris.

Key words: lactic acid bacteria / Lactococcus I dairy flavour / diacetyl / α-acetolactate

Mots clés : bactérie lactique / Lactococcus / arôme laitier / diacéthyle / α-acétolactate