Lait 87 (2007) 21-38
DOI: 10.1051/lait:2006023

Proteolytic activity of dairy lactic acid bacteria and probiotics as determinant of growth and in vitro angiotensin-converting enzyme inhibitory activity in fermented milk

Osaana N. Donkor^a, Anders Henriksson^b, Todor Vasiljevic^a and Nagendra P. Shah<sup>a

a</sup>  School of Molecular Sciences, Victoria University, Werribee Campus, P.O. Box 14428, Melbourne, Vic 8001, Australia
^b  DSM Food Specialties Australia Pty Ltd, P.O. Box 83, Moorebank, NSW 1875, Australia

(Received 5 June 2006 - Accepted 29 November 2006 - Published online 27 February 2007)

Abstract - Two strains each of Lactobacillus acidophilus (L10 and La 4962), Bifidobacterium spp. (B. lactis B94 and B. longum Bl 536), and Lactobacillus casei (L26 and Lc 279), and one strain each of Streptococcus thermophilus (St 1342) and Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus (Lb 1466) were assessed for growth characteristics, proteolytic activity and release of in vitro angiotensin-converting enzyme inhibitory peptides in reconstituted skim milk. Single cultures grew well with exception of Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus. Despite slow growth, this culture produced substantial amount of lactic acid, second to S. thermophilus. All strains exhibited proteolytic activities with intra- and extracellular specific peptidases including X-prolyl-dipeptidyl aminopeptidase. The latter cleaved proline-containing sequences, which possibly enhanced liberation of various peptides and likely resulted in improved cell growth. The extent of proteolysis varied among strains and appeared to be time dependant. All the cultures released peptides with in vitro ACE-inhibitory activity during growth with B. longum Bl 536 and L. acidophilus L10 having IC₅₀ values of 0.196 and 0.151 mg·mL^-1, respectively.

Résumé - L'activité protéolytique des bactéries lactiques et probiotiques laitiers détermine la croissance et l'activité inhibitrice de l'enzyme de conversion de l'angiotensine (ACE) dans le lait fermenté. Deux souches de Lactobacillus acidophilus (L10 et La 4962), de Bifidobacterium spp. (B. lactis B94 et B. longum Bl 536), et de Lactobacillus casei (L26 et Lc 279), et une souche de Streptococcus thermophilus (St 1342) et de Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus (Lb 1466) ont été étudiées pour leurs caractéristiques de croissance, activité protéolytique et libération de peptides inhibant l'ACE in vitro dans du lait écrémé reconstitué. Les cultures pures croissaient bien à l'exception de Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus. Malgré une croissance lente, cette culture produisait des quantités substantielles d'acide lactique, venant en seconde position après S. thermophilus. Toutes les souches présentaient des activités protéolytiques avec des peptidases intra- et extracellulaires dont une X-prolyl-dipeptidyl aminopeptidase. Cette enzyme coupait les séquences contenant une proline, ce qui améliorait potentiellement la libération de peptides variés et, en conséquence, probablement la croissance cellulaire. L'importance de la protéolyse était variable selon les souches, mais apparaissait dépendante du temps. Toutes les cultures libéraient des peptides ayant une activité inhibitrice de l'ACE in vitro au cours de la croissance, avec pour B. longum et L. acidophilus L10 des valeurs d'IC₅₀ de 0,196 et de 0,151 mg·mL^-1 respectivement.

Key words: dairy culture / probiotics / proteolytic activity / growth / angiotensin-converting enzyme inhibition (ACE-I)

Mots clés : bactérie lactique / probiotique / activité protéolytique / croissance / activité inhibitrice de l'ACE

Corresponding author: Nagendra P. Shah Nagendra.Shah@vu.edu.au

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