DOI: 10.1051/lait:2001136

Lait 81 (2001) 339-353

Propionibacteria and facultatively heterofermentative lactobacilli weakly contribute to secondary proteolysis of Emmental cheese

Valérie Gagnaire, Anne Thierry and Joëlle Léonil

Laboratoire de Recherches de Technologie Laitière, INRA, 65 rue de Saint Brieuc, 35042 Rennes Cedex, France

(Received 12 July 2000; accepted 13 October 2000)

Abstract
Proteolysis is a major event during cheese ripening. In Emmental cheese, the contribution of plasmin and thermophilic lactic starters to proteolysis has been well established. Our aim was to assess the contribution of each ripening flora to secondary proteolysis. With this aim, we used the aqueous phase (or juice) of Emmental cheese as a culture medium, which contains the enzymes released by thermophilic starters. Crude juice (containing all cheese flora) and cell-free juice either inoculated with two propionibacteria (PAB) strains or uninoculated (control), were incubated under anaerobiosis at 24 °C for 20 d. Free amino groups and free amino acids, bacterial growth and organic acids were followed throughout the incubation time. Facultatively heterofermentative lactobacilli (FHL) represented the main flora growing in crude juice up to 10 d incubation. FHL and PAB respectively reached 4.0 10⁸ and 1.0 10¹⁰ cfumL^-1 of juice and consumed citrate and lactate, in accordance with that already observed in cheese. The level of amino groups increased linearly during incubation time by a factor of 1.9 in crude juice, 1.7 in cell-free juice and only 1.5 in juice inoculated with PAB strains, showing that the enzymes of thermophilic starters are the main contributors to secondary proteolysis. FHL growth resulted in a 16% increase in free amino acids compared to cell-free juice and in exhaustion of Arg and His. Both PAB strains caused a 18-27% decrease in free amino acids and also modified the amino acid distribution, with consumption of Asp, Gly, Glu, Ser and Ile.

Résumé
Les lactobacilles hétérofermentaires facultatifs et les bactéries propioniques ont une faible contribution à la protéolyse secondaire de l'Emmental. La protéolyse est un phénomène majeur dans l'affinage du fromage. Dans l'Emmental, la contribution de la plasmine et des levains thermophiles à la protéolyse secondaire a été bien établie. Le but de cette étude était de déterminer la contribution de chacune des flores d'affinage à la protéolyse secondaire. Pour cela, nous avons utilisé de la phase aqueuse d'Emmental (ou jus), qui contient les enzymes relarguées par les levains thermophiles lors de leur lyse, comme milieu de culture. Le jus de fromage brut (contenant toutes les flores du fromage), le jus exempt de cellules bactériennes utilisé soit tel quel (témoin), soit ensemencé avec deux souches de bactéries propioniques (PAB) ont été incubés en anaérobiose à 24 °C pendant 20 j. Les groupements aminés libres et les acides aminés libres ainsi que les paramètres de croissance et de fermentation ont été suivis durant l'incubation. Les lactobacilles hétérofermentaires facultatifs (FHL) représentaient la flore principale poussant dans le jus brut jusqu'à dix jours d'incubation. Les FHL et les PAB atteignaient respectivement 4,0 10⁸ and 1,0 10¹⁰ ufcmL^-1 de jus et consommaient le lactate et le citrate, en accord avec les résultats déjà observés dans le fromage. Les taux de groupements amines libres augmentaient linéairement pendant l'incubation par un facteur 1,9 dans le jus brut, 1,7 dans le jus témoin et seulement 1,5 dans le jus ensemencé avec les souches de PAB, montrant que les enzymes des levains thermophiles contribuent majoritairement à la protéolyse secondaire. La croissance des FHL résultait en un accroissement de 16 % des acides aminés libres par rapport au jus témoin, et une disparition de Arg et His. Chacune des deux souches de PAB entraînait une chute de 18-27 % en acides aminés libres et modifiait également la distribution en acides aminés, en consommant Asp, Gly, Glu, Ser et Ile.

Key words: secondary proteolysis / Propionibacterium / facultative heterofermentative lactobacilli / Emmental cheese / free amino acid

Mots clés : protéolyse secondaire / Propionibacterium / lactobacille hétérofermentaire facultatif / Emmental / acide aminé libre

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