DOI: 10.1051/lait:2001158

Lait 81 (2001) 699-713

Impact of broken cells of lactococci or propionibacteria on the ripening of Saint-Paulin UF-cheeses: extent of proteolysis and GC-MS profiles

Luciana Viriato Saboya^a, Henri Goudédranche^b, Jean-Louis Maubois^b, Alda Luiza Santos Lerayer^c and Sylvie Lortal<sup>b

a</sup>  Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" (Universidade de São Paulo), av. Pádua Dias 11, CEP 13418-900, Piracicaba, SP, Brasil
^b  Laboratoire de Recherches de Technologie Laitière, INRA, 65 rue de Saint Brieuc, 35042 Rennes Cedex, France
^c  Instituto de Tecnologia de Alimentos - ITAL, avenida Brasil 2880, CEP 13073-001, Campinas, SP, Brasil

(Received 16 July 2001; accepted 31 August 2001)

Abstract
UF-cheeses have been successfully developed in many countries. However, proteolysis and the general extent of ripening were shown to be far slower compared to traditional varieties. The absence of starter lysis has been cited as a plausible explanation. In this work, propionibacteria and lactococci cells were disrupted using a new pilot homogenizer. Crude broken suspension (CBS), or cell-free extract (CFE), obtained after centrifugation, were added to UF-St Paulin retentate (concentration factor 6) made with a usual lactic starter. RO water was added to the control. Proteolysis was estimated by NCN, NPN and free amino acids. Neutral volatile compounds were determined by GC-MS. A low extent of ripening was noted in the control and the absence of starter lysis was effectively proved using immunodetection of lactococci cytoplasmic proteins. The addition of lactococci CBS or CFE increased free amino acid content (1.5 to 3 times) whereas propionibacteria CBS or CFE exhibited no significant increase, even when cheeses were ripened at 20 °C instead of 12 °C. By contrast, addition of propionibacteria CBS generated a significant increase in several volatile compounds like alcohols and ketones, whereas CFE did not, showing that the presence of live cells was required to form these compounds. CBS or CFE of lactococci did not significantly change the volatile compound profile. In conclusion, it was possible to influence the ripening of UF-cheese by the addition of crude broken bacterial cell suspensions. Other strains and species should now be investigated.

Résumé
Impact d'extraits cellulaires de lactocoques et de propionibactéries sur l'affinage de fromages UF : étendue de la protéolyse et profils CG-MS. Les fromages UF se sont développés avec succès dans de nombreux pays. Cependant, sans action technologique complémentaire, la protéolyse et par conséquent l'affinage sont nettement plus lents que dans les produits obtenus par les procédés traditionnels. L'absence de lyse du levain pourrait constituer une des causes possibles. Dans ce travail, des cellules de P. freudenreichii et de Lactococcus sp. ont été "cassées " à l'aide d'un nouvel homogénéisateur pilote. Les suspensions cassées brutes (CBS) ou les extraits intracellulaires (CFE) obtenus après centrifugation, ont été ajoutés à des rétentats UF de type St Paulin (concentration 6) acidifiés à l'aide d'un levain lactique mésophile commercial. De l'eau osmosée était ajoutée au témoin. La protéolyse a été estimée par la mesure des teneurs en NCN, NPN et en acides aminés libres ; les composés volatils neutres par CG-MS. Dans le témoin, cette protéolyse était très limitée et l'absence de lyse du levain commercial (L. lactis) a été effectivement démontrée. L'addition de CBS ou de CFE de Lactococcus augmentait la teneur en acides aminés libres (1,5 à 3 fois). Cet accroissement n'était pas observé lors de l'addition de CBS ou de CFE de P. freudenreichii, même lorsque la température d'affinage était élevée à 20 °C au lieu de 12 °C. Par contre, l'addition de CBS de P. freudenreichii entraînait une augmentation des teneurs en produits volatils neutres : alcools et cétones. L'absence d'effet similaire avec le CFE montrait la nécessité de la présence de cellules entières. L'addition de CBS ou CFE de Lactococcus ne changeait pas significativement les teneurs en composés volatils neutres. En conclusion, l'addition d'homogénéisats de suspensions cellulaires peut modifier l'affinage des fromages UF. L'addition d'autres souches et d'autres espèces doit maintenant être explorée.

Key words: ultrafiltration / UF-cheese / GC-MS profile / broken cells / ripening / proteolysis / Lactococcus / propionibacteria

Mots clés : ultrafiltration / fromage UF / CG-MS profil / homogénéisats cellulaires / protéolyse / affinage / Lactococcus / propionibacteria

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