Lait 82 (2002) 69-80 DOI: 10.1051/lait:2001006

Characterisation of the stimulants produced by Lactobacillus helveticus in milk for Propionibacterium freudenreichii

Pascal G. Piveteau^{a, b}, John O'Callaghan^a, Bríd Lyons^a, Séamus Condon^a and Timothy M. Cogan<sup>c

a</sup>  Department of Microbiology, University College, Cork, Ireland
^b  IUT de Dijon, 21078 Dijon Cedex, France
^c  Dairy Products Research Centre, Teagasc, Fermoy, Co. Cork, Ireland

Abstract
Growth of P. freudenreichii DPC 3801 in whey was stimulated by peptone, tryptone, pre-growth of Lactobacillus helveticus DPC 4571 in milk and by sodium caseinate hydrolysed with the crude proteinase of Lb. helveticus DPC 4571. Addition of vitamins (riboflavin, thiamine, PABA, Ca panthothenate, biotin and nicotinic acid) and minerals (MgSO ₄ and MnCl ₂) to control whey did not improve the growth of P. freudenreichii. CoCl ₂ and CuSO ₄ inhibited growth. Growth of the lactobacillus in milk resulted in significant increases in peptide and amino acid production but the amino acids produced did not stimulate the growth of the PAB. Several chromatographic procedures, including ion-exchange, gel permeation and reverse-phase, high-pressure liquid chromatography failed to categorically identify the peptide(s) responsible for the stimulation of the PAB. In some of these chromatographic systems, the stimulatory activity was shown to be present in several peaks implying that different peptides were involved. Several tetra-, penta- and hexa-peptides produced by other strains of Lb. helveticus from - and -casein had a small but significant effect on growth of P. freudenreichii DPC 3801. Based on these results it was concluded that stimulation of P. freudenreichii was due to production of peptides by Lb. helveticus from casein.

Résumé
Caractérisation des stimulants produits par Lactobacillus helveticus dans le lait pour Propionibacterium freundenreichii. La croissance de Propionibacterium freudenreichii DPC 3801 dans du lactosérum était stimulée par la peptone, la tryptone, une pré-croissance de Lactobacillus helveticus DPC 4571 dans le lait et un caséinate de sodium hydrolysé par la protéase purifiée de L. helveticus DPC 4571. L'ajout de vitamines (riboflavine, thiamine, PABA, Ca panthothenate, biotine et acide nicotinique) et de minéraux (MgSO ₄ et MnC1 ₂) au lactosérum témoin ne stimule pas la croissance de P. freudenreichii ; CoC1 ₂ et CuSO ₄ l'inhibent. La croissance de L. helveticus dans le lait entraîne une augmentation significative en peptides et acides aminés, mais les acides aminés produits ne stimulent pas la croissance des PAB. Différentes méthodes chromatographiques, incluant l'échange d'ions, la perméation sur gel, et la phase inverse ne permirent pas d'identifier le(s) peptide(s) responsables de la stimulation. L'activité stimulante était présente dans plusieurs pics chromatographiques indiquant que différents peptides sont impliqués. Plusieurs tetra-et hexapeptides produits par d'autres souches de L. helveticus à partir de caséines et ont un effet stimulant faible mais significatif sur la croissance de P. freudenreichii DPC 3801. Sur la base de l'ensemble de ces résultats, la stimulation de P. freudenreichii serait due à la production par L. helveticus de peptides à partir des caséines.

Key words: Propionibacterium freudenreichii / Lactobacillus helveticus / peptide / whey

Mots clés : Propionibacterium freudenreichii / Lactobacillus helveticus / peptide / lactosérum

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