Lait 87 (2007) 555-573
DOI: 10.1051/lait:2007036

Effect of growth phase and growth medium on peptidase activities of starter lactic acid bacteria

Emilina Simova and Dora Beshkova

Laboratory of Applied Microbiology, Institute of Microbiology, Bulgarian Academy of Sciences, 26 Maritza Blvd., 4002 Plovdiv, Bulgaria

(Received 3 August 2006 - Accepted 20 July 2007 - Published online 4 January 2008)

Abstract - Selected, highly proteolytic strains (Lactobacillus casei ssp. casei RP0, Lactobacillus helveticus M10, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus 2-11 and Streptococcus thermophilus TEP4) isolated from prime Kashkaval cheese, produced from raw milk in different regions of the Rhodopi Mountains in Bulgaria, were evaluated for peptidase activities (amino-, di-, tri- and endopeptidase) with 19 substrates. The effect of the growth phase and growth medium on the peptidase activities of the cell-free extracts of the strains, prepared from the mid-log phase, late-log phase and stationary phase of the cells grown in 12% reconstituted skim milk (RSM) or MRS/M17 broth were investigated. L. casei ssp. casei RP0 and L. helveticus M10 possessed by far the highest hydrolase activity, which was an indication of the presence of powerful aminopeptidases, X-prolyl-dipeptidyl aminopeptidases, proline iminopeptidases and tripeptidases. L. delbrueckii ssp. bulgaricus 2-11 had high hydrolase activity toward proline-containing substrates (alanyl-prolyl--nitroanilide and prolyl--nitroanilide). The most distinct difference between the peptidase activities of the lactobacilli and S. thermophilus TEP4 was exhibited toward the Glu-Glu substrate. The latter was very effectively hydrolyzed by S. thermophilus TEP4. The specific activities of most peptidases (over 90%) were significantly influenced by the growth phases and growth medium. The highest levels of peptidase activity of all lactic acid bacteria were obtained with cells grown in RSM in the late-log phase.

Résumé - Effet de la phase de croissance et du milieu de culture sur les activités peptidasiques de bactéries lactiques
Des souches sélectionnées pour leur activité protéolytique élevée (Lactobacillus casei ssp. casei RP0, Lactobacillus helveticus M10, Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus 2-11, Streptococcus thermophilus TEP4) isolées de fromage Kashkaval de bonne qualité, produit à partir de lait cru dans différentes régions des montagnes de Rhodopi en Bulgarie, ont été évaluées pour leur activités peptidasiques (amino-, di-, tri- et endopeptidase) sur 19 substrats. L'effet de la phase de croissance et du milieu de culture sur les activités peptidasiques des extraits intracellulaires des souches a été étudié en milieu et en fin de phase exponentielle, et en phase stationnaire de culture sur lait écrémé reconstitué à 12 % (RSM) ou sur milieu de culture MRS/M17. L. casei ssp. casei RP0 et L. helveticus M10 possédaient de loin l'activité hydrolytique la plus élevée, indiquant la présence d'aminopeptidases très actives, d'X-prolyl-dipeptidyl aminopeptidases, de proline iminopeptidases et de tripeptidases. L. delbrueckii ssp. bulgaricus 2-11 avait une activité hydrolytique élevée sur les substrats synthétiques contenant de la proline (alanyl-prolyl--nitroanilide et prolyl--nitroanilide). La différence la plus nette entre les activités peptidasiques des lactobacilles et de S. thermophilus TEP4 était observée sur le substrat Glu-Glu, ce dernier étant bien hydrolysé par S. thermophilus TEP4. Les activités spécifiques de la plupart des peptidases (plus de 90 %) étaient significativement influencées par les phases de croissance et le milieu de culture. Les niveaux les plus élevés d'activité peptidasique de toutes les bactéries lactiques étaient obtenus avec des cellules cultivées sur RSM et à la fin de la phase exponentielle de croissance.

Key words: growth phase / growth medium / peptidase activities / lactic acid bacteria / starters

Mots clés : phase de croissance / milieu de croissance / activité peptidasique / bactérie lactique / levain

Corresponding author: beshkova@yahoo.com

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