Lait 87 (2007) 149-165
DOI: 10.1051/lait:2007004

Angiotensin converting enzyme-inhibitory activity in Cheddar cheeses made with the addition of probiotic Lactobacillus casei sp.

Lydia Ong^a, Anders Henriksson^b and Nagendra P. Shah<sup>a

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

(Received 4 December 2006 - Accepted 30 January 2007 - Published online 26 April 2007)

Abstract - The aim of the study was to examine the release of ACE-inhibitory peptides in Cheddar cheeses made with starter lactococci and Lactobacillus casei 279 or Lb. casei LAFTI^® L26 during ripening and to isolate, purify and identify such peptides. Addition of probiotic organisms increased the ACE-inhibitory activity of the cheeses during ripening at 4 ºC possibly due to the increased proteolysis. The IC₅₀ (concentrations of ACE needed to inhibit 50% of ACE activity) was the lowest after 24 weeks of ripening in the probiotic cheeses (0.23-0.25 mg·mL^-1) compared to 36 weeks for cheeses without any probiotic (0.28 mg·mL^-1). Water-soluble extracts of each cheese were subjected to several stages of chromatography fractionation. Inhibitory activity found in the crude fractions ranged from 0.1 to 2.0 mg·mL^-1. The fraction with the highest activity was purified using a second stage chromatography. Various ACE-inhibitory peptides corresponding to the a_s1-casein N-terminal peptides [(f 1-6), (f 1-7), (f 1-9), (f 24-32) and (f 102-110)] and b-casein N-terminal peptides [(f 47-52) and (f 193-209)] were found. Our results suggested that ACE inhibition in Cheddar cheeses was dependent on proteolysis to a certain extent. Probiotic organisms used in this study can be added successfully in Cheddar cheeses in order to provide health benefits while simultaneously producing bioactive peptides for additional health attributes.

Résumé - Activité inhibitrice de l'enzyme de conversion de l'angiotensine dans les fromages Cheddar fabriqués avec ajout de probiotique Lactobacillus casei sp. Cette étude a eu pour but d'examiner le relargage, au cours de l'affinage, de peptides inhibiteurs de l'enzyme de conversion de l'angiotensine (ACE) dans des cheddars fabriqués à l'aide de levains lactocoques et Lactobacillus casei 279 ou Lb casei LAFTI^® L26, et d'isoler, purifier et identifier ces peptides. L'ajout de probiotiques augmentait l'activité inhibitrice de l'ACE dans les fromages au cours de l'affinage à 4 °C, probablement en raison de la protéolyse accrue. La concentration IC₅₀ (concentration en ACE nécessaire pour inhiber 50 % de l'activité de l'enzyme) était la plus faible après 24 semaines d'affinage dans les fromages avec probiotique (0,23-0,25 mg·mL^-1), en comparaison aux 36 semaines d'affinage pour les fromages sans ajout de probiotique (0,28 mg·mL^-1). Les extraits hydrosolubles de chaque fromage ont été soumis à différentes étapes de fractionnement chromatographique. L'activité inhibitrice retrouvée dans les fractions brutes variait de 0,1 à 2,0 mg·mL^-1. La fraction possédant l'activité la plus élevée a été purifiée à l'aide d'une seconde étape de chromatographie. Différents peptides inhibiteurs de l'ACE correspondants à la partie N-terminale de la caséine a_s1 [(f 1-6), (f 1-7), (f 1-9), (f 24-32) et (f 102-110)] et à la partie N-terminale de la caséine b [(f 47-52) et (f 193-209)] ont été retrouvés. Ces résultats suggèrent que l'inhibition de l'ACE dans les cheddars dépendent dans une certaine mesure de la protéolyse. Les probiotiques utilisés dans cette étude ont été ajoutés de façon efficace dans le cheddar, afin de procurer les effets bénéfiques pour la santé en même temps que la production de peptides bioactifs.

Key words: angiotensin converting enzyme-inhibitor (ACE-I) / bioactive peptide / Cheddar cheese / probiotic bacteria

Mots clés : enzyme de conversion de l'angiotensine (ACE-I) / peptide bioactif / cheddar / probiotique

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

© INRA, EDP Sciences 2007