Lait 84 (2004) 125-134
DOI: 10.1051/lait:2003031

Interactions between microorganisms in a simple ecosystem: yogurt bacteria as a study model

Pascal Courtin and Françoise Rul

Unité de Biochimie et Structure des Protéines, INRA, 78352 Jouy-en-Josas Cedex, France
(Published online 13 November 2003)

Abstract
Yogurt is a simple ecosystem whose successful manufacture relies on interactions between two thermophilic lactic acid bacteria, Streptococcus thermophilus and Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus (Lb. bulgaricus). The present work studied the impact of co-culturing S. thermophilus with Lb. bulgaricus on bacterial growth in milk. To achieve this, we considered both sides of the bacterial association, by characterising proteolysis and quantifying formic acid in pure and mixed cultures of S. thermophilus and Lb. bulgaricus. In pure cultures, S. thermophilus CNRZ385 exhibited better growth than the two Lb. bulgaricus strains (1038 and CNRZ397). The S. thermophilus/Lb. bulgaricus association was positive for S. thermophilus growth with strain 1038, contrary to the association with strain 397. These effects were correlated with the different proteolytic capacities of the two Lb. bulgaricus strains. In contrast, the bacterial association had no significant effect on Lb. bulgaricus growth, possibly because of an insufficient production of formic acid by the S. thermophilus strain. We also showed that the S. thermophilus/Lb. bulgarius association affected the production of volatile molecules involved in flavour development.

Résumé
Interactions entre microorganismes dans un écosystème simple : les bactéries du yaourt comme modèle d'étude. Le yaourt constitue un écosystème simple dont la fabrication repose sur les interactions prenant place entre les deux espèces de bactéries lactiques Streptococcus thermophilus et Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus (Lb. bulgaricus). Au cours de ce travail, nous avons étudié l'impact de la co-culture de S. thermophilus avec Lb. bulgaricus sur la croissance bactérienne dans le lait. Pour cela, nous nous sommes intéressés aux deux aspects de l'association, en caractérisant la protéolyse et en quantifiant l'acide formique dans des cultures pures et mixtes de S. thermophilus et Lb. bulgaricus. En culture pure, S. thermophilus CNRZ385 se développait mieux que les deux souches de Lb. bulgaricus (1038 et CNRZ397). L'association S. thermophilus/Lb. bulgaricus avait un effet bénéfique sur la croissance de S. thermophilus avec la souche 1038 contrairement à l'association avec la souche CNRZ397. Ces effets étaient corrélés à des capacités protéolytiques différentes des deux souches de Lb. bulgaricus. Par ailleurs, l'association bactérienne n'avait pas d'effet significatif sur la croissance de Lb. bulgaricus possiblement en raison d'une production insuffisante d'acide formique par la souche de S. thermophilus. Nous avons également montré que l'association S. thermophilus/Lb. bulgaricus affectait la production de molecules volatiles impliquées dans le développement de la flaveur.

Key words: Streptococcus thermophilus / Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus / milk co-cultures / proteolysis / formic acid / flavour

Mots clés : Streptococcus thermophilus / Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus / co-culture en lait / protéolyse / acide formique / flaveur

Correspondence and reprints: Françoise Rul rul@jouy.inra.fr

© INRA, EDP Sciences 2004