Lait 78 (1998) 227-240
DOI: 10.1051/lait:1998225

Strain variability of the cell-free proteolytic activity of dairy propionibacteria towards β-casein peptides

Riwanon Lemée^a, Valérie Gagnaire^b and Jean-Louis Maubois<sup>b

a</sup>  Standa-lndustrie, 184, rue Maréchal-Gallieni, 14050 Caen cedex, France
^b  Laboratoire de recherches de technologie laitière, Inra, 65, rue de Saint-Brieuc,35042 Rennes cedex, France

(Received 10 June 1997; accepted 23 October 1997)

Abstract - Strain selection of dairy propionibacteria is based on C0₂, acetate and propionate production. However, another criterion such as proteolytic activity could be of industrial interest for selection of flavor ripening agents. Given that the propionibacteria are variously able to autolyse and that proteolytic activity is mainly intracellularly located, the proteolytic potential was evaluated on the cell-free extracts of 37 dairy propionibacteria strains. The substrate used to detect proteolytic activity was a tryptic / chymotryptic hydrolysate of β-casein. The evaluation was performed at a temperature of 30 °C and pH of 5.7. The increase in the free NH₂, groups over a 24 h period was monitored as well as the evolution of the reversed-phase chromatographic profiles. In addition, for 14 strains, the free amino acids released from the P-casein peptides were determined. All the strains were able to hydrolyze β-casein peptides. Difference of proteolytic activity was observed among and within the four dairy propionibacteria species. This variability was expressed more in terms of nature of the products released (peptides and free amino acids) than in terms of degree of proteolytic activity. From the results, a strain selection system may be developed using as substrate the tryptic / chymotryptic β-casein hydrolysate and as criteria the degree of hydrolysis at 24 h and the amount and the nature of free amino acids released by cell-free extracts. Such a selection will give useful data for cheesemakers, especially if characterization of autolytic ability in the cheese environment is also determined. © Inra / Elsevier, Paris.

Résumé - Souche dépendance de l'activité protéolytique intracellulaire de bactéries propioniques laitières sur un substrat laitier (hydrolysat de caséine β)
La sélection des souches de bactéries propioniques est fondée sur la production de Co₂, d'acétate et de propionate. Cependant, un autre critère tel que l'activité protéolytique pourrait présenter un intérêt industriel afin de sélectionner des souches susceptibles de produire des précurseurs de flaveurs. En tenant compte du fait que les bactéries propioniques possèdent une capacité variable à s'autolyser et que l'activité protéolytique est localisée principalement dans la fraction cytoplasmique de la bactérie, nous avons évalué le potentiel protéolytique d'extrait intracellulaire de 37 souches de bactéries propioniques. Le substrat utilisé pour tester l'activité de manière globale était un hydrolysat trypsique / chymotrypsique de caséineβ. L'hydrolyse était réalisée à 30 °C et à pH 5,7. L'augmentation de la teneur en groupements NH₂ libres était suivie sur 24 heures, ainsi que l'évolution des profils chromatographiques par analyse CLHP phase inverse. De plus, pour 14 souches, nous avons déterminé la composition en acides aminés libérés. Nous avons observé que toutes les souches étaient capables d'hydrolyser les peptides de la caséine β avec une activité protéolytique différente selon les quatre espèces de bactéries propioniques mais également au sein d'une même espèce. Cette variabilité s'exprimait plus en terme de nature de produits libérés (peptides et acides aminés) qu'en terme d'intensité de la protéolyse. A partir de ces résultats, une sélection des souches peut être envisagée, en utilisant comme substrat l'hydrolysat trypsique / chymotrypsique de caséine β et, comme critères, le degré d'hydrolyse à 24 h ainsi que la quantité et la nature des acides aminés libérés par les extraits intracellulaires. Une telle sélection pourrait donner d'utiles informations aux fromagers, d'autant plus si, en complément, la caractérisation des capacités autolytiques des souches en conditions fromagères est réalisée. © lnra / Elsevier, Paris.

Key words: propionibacteria / proteolysis / peptide / free amino acid / selection

Mots clés : propionibactérie / protéolyse / peptide / acide aminé libre / sélection

Corresponding author: Valérie Gagnaire gagnaire@labtechno.roazhon.inrd.fr