Lait 86 (2006) 141-154
DOI: 10.1051/lait:2006001

Antimicrobial activity and stability of partially purified bacteriocins produced by Propionibacterium freudenreichii ssp. freudenreichii and ssp. shermanii

Daniela Gwiazdowska¹ and Krystyna Trojanowska<sup>2

1</sup>  Department of Biochemistry and Microbiology, The Poznan University of Economics, Al. Niepodleglosci 10 60-679 Poznan, Poland
²  Department of Biotechnology and Food Microbiology, August Cieszkowski Agricultural University, ul. Wojska Polskiego 48 60-627 Poznan, Poland

(Received 19 April 2005 - Accepted 18 November 2005 - Published online 11 April 2006)

Abstract
In the last decade a few bacteriocins synthesized by Propionibacterium were described. Almost all of them are produced by P. thoenii and P. jensenii species and only a limited number of reports is available on the antimicrobial activity of other species. In the present work bacteriocin preparations obtained from two strains of P. freudenreichii ssp. freudenreichii and one of P. freudenreichii ssp. shermanii were partially characterized, including their antimicrobial spectrum and stability. All preparations were active against the examined bacteria of Lactobacillus (L. acidophilus, L. casei, L. delbrueckii and L. helveticus) and some strains of Propionibacterium. Crude bacteriocins also showed bacteriostatic activity against Gram-negative bacteria and fungistatic activity against moulds belonging to the Alternaria and Fusarium genera. Bacteriocin preparations were heat-stable and did not lose their activity in the range of pH from 4.5 to 7.0. They were also stable in the presence of organic solvents such as ethanol, isopropanol, hexane and chloroform at the concentration of 1 mg·mL^-1; however, under the influence of some solvents an increase in bacteriostatic activity was observed. It could indicate a formation of aggregates by active proteins. The activity of all crude bacteriocins was significantly reduced when SDS at concentrations of 1 to 20 mg·mL^-1 was used.

Résumé
Activité antimicrobienne et stabilité des bactériocines partiellement purifiées produites par Propionibacterium freudenreichii ssp. freudenreichii et ssp. shermanii. Au cours de la dernière décennie, quelques bactériocines synthétisées par Propionibacterium ont été caractérisées. Presque toutes ces bactériocines sont produites par les souches: P. thoenii et P. jensenii et seul un nombre limité d'études concernent l'activité antimicrobienne d'autres souches. Ce travail porte sur des préparations de bactériocines obtenues de deux souches de P. freudenreichii ssp. freudenreichii et une souche de P. freudenreichii ssp. shermanii qui ont été caractérisées partiellement pour leurs spectres antimicrobiens et leur stabilité. Toutes les préparations étaient actives envers les Lactobacillus examinés (L. acidophilus, L. casei, L. delbrueckii et L. helveticus) et certaines souches de Propionibacterium. Elles ont aussi montré une activité bacteriostatique envers les bactéries Gram-négatives et une activité fungistatique envers les moisissures appartenant au genre Alternaria et Fusarium. Les préparations de bactériocines étaient thermostables et elles ne perdaient pas leur activité sur la plage de pH 4,5 à 7,0. Elles étaient aussi stables en présence de solvants tels que l'éthanol, l'isopropanol, l'hexane et le chloroforme à la concentration de 1 mg·mL^-1, cependant sous l'influence de certains solvants une augmentation de l'activité antimicrobienne était observée, suggérant la formation d'agrégats par les protéines actives. L'activité de toutes les bactériocines natives était réduite considérablement par l'utilisation de SDS à des concentrations de 1 à 20 mg·mL^-1.

Key words: bacteriocin -- propionibacteria -- antimicrobial activity -- stability

Mots clés : bactériocine -- Propionibacterium -- activité antimicrobienne -- stabilité

Correspondence: Daniela Gwiazdowska d.gwiazdowska@ae.poznan.pl


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