Propionibacteria and their role in the biological control of aerobic spoilage in silage

Abstract - Silage fermentation has been the subject of much research both on factors influencing the efficiency of preservation and biotechnological approaches to manipulate what is essentially an uncontrolled process. However, although the predictability of the fermentation and, consequently, silage quality has been improved. There is increasing evidence that high quality silages are extremely susceptible to spoilage by the activity of aerobic micro-organisms on opening the silo. The main biological approach to manipulate the fermentation has involved the use of homofermentative strains of lactic acid bacteria as inoculants to direct the fermentation towards lactic acid production and rapid pH decline and there is some evidence that this exacerbates the problem of aerobic spoilage. Several microbial groups have been implicated in spoilage including yeasts, moulds, acetic acid bacteria and Bacillus species. The consensus of opinion, however, is that the yeasts are in most cases the primary initiators of spoilage, with bacteria having an involvement depending on condition. Species of the genus Propionibacteria have been singled out as potential silage inoculants to combat aerobic spoilage because propionic acid is a very effective antimycotic at the low pH of good silage when a high proportion of this acid is in the undissociated state. Several Propionibacteria species have been isolated from silage and a Iimited number of experiments carried out using them as silage inoculants, but the findings are equivocal. This paper reviews the area of silage fermentation, aerobic stability of silage and the potential of propionibacteria as biocontrol agents for silage. © Inra / EIsevier. Paris.

Résumé - Les bactéries propioniques et leur rôle dans le contrôle biologique de l'altération aérobie de l'ensilage.
La fermentation de l'ensilage a fait l'objet de nombreuses recherches tant sur les facteurs influençant la qualité de la conservation que sur les approches biotechnologiques pour diriger ce qui reste un procédé non-contrôlé. Cependant, bien que la prédictibilité de la fermentation et en conséquence la qualité de l'ensilage aient été améliorée, il est évident que les ensilages de haute qualité sont très sensibles aux altérations dues à l'activité de microorganismes aérobies à l'ouverture du silo. La principale approche biologique pour diriger la fermentation a mis en oeuvre l'utilisation de souches de bactéries lactiques homofermentaires inoculées pour conduire la fermentation vers la production d'acide lactique et une baisse rapide du pH, mais cela augmente le risque de problème d'altération aérobie. Plusieurs groupes microbiens sont impliqués dans l'altération, dont des levures, des moisissures, des bactéries productrices d'acide acétique et des Bacillus. Cela dit, on s'accorde à considérer que les levures sont dans la plupart des cas les initiatrices primaires de l'altération, avec l'implication de bactéries selon les conditions. Les espèces du genre Propionibacterium ont été choisies pour un ensemencement potentiel de l'ensilage afin de combattre les dégradations aérobies car l'acide propionique est un antifongique puissant au bas pH d'un ensilage de qualité. lorsqu'une forte proportion de cet acide est sous forme non-dissociée. Plusieurs espèces de bactéries propioniques ont été isolées d'ensilages et quelques expériences d'ensemencement d'ensilage par ces bactéries propioniques ont été réalisées, mais les résultats sont équivoques. Cette revue fait le point sur la fermentation en ensilage, la stabilité aérobie de l'ensilage et le potentiel des bactéries propioniques comme agents de biocontrôle pour l'ensilage. © Inra / Elsevier, Paris.