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Dairy Sci. Technol.
Volume 89, Number 6, November-December 2009
Page(s) 583 - 600
Published online 28 October 2009
Dairy Sci. Technol. 89 (2009) 583-600
DOI: 10.1051/dst/2009039

Effect of exopolysaccharides and inulin on the proteolytic, angiotensin-I-converting enzyme- and $\alpha$-glucosidase-inhibitory activities as well as on textural and rheological properties of low-fat yogurt during refrigerated storage

Lata Ramchandran and Nagendra P. Shah

School of Biomedical and Health Sciences, Faculty of Health, Engineering and Science, Victoria University, Werribee Campus, P.O. Box 14428, Melbourne, Vic. 8001, Australia

Received 4 February 2009 - Revised 10 September 2009 - Accepted 28 September 2009 / Published online 28 October 2009

Abstract - Whey separation during storage continues to be one of the major problems in low-fat yogurts. Exopolysaccharides (EPS) produced by lactic acid bacteria have been recognized as a solution to this problem. Inulin is accepted as a fat replacer in products such as low-fat yogurts, in addition to providing physiological benefits. A combination of EPS and inulin could give both health- and texture-promoting properties to low-fat yogurt. Therefore, the aim of this study was to comprehensively study the influence of using an EPS-producing strain of Streptococcus thermophilus along with inulin (3%, wt/vol) on the viability of S. thermophilus and Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, their proteolytic, ACE- and $\alpha$-glucosidase-inhibitory activities, as well on the textural and rheological properties of low-fat yogurt during storage at 4 $^{\circ}$C for 28 days. The time to reach a pH of 4.5 was less in the presence of EPS-producing S. thermophilus. However, during storage, EPS and inulin together did not influence the pH and lactic acid, and the effect on ACE-inhibition activity varied with the period of storage. The presence of EPS showed a protective effect on the survival of Lb. delbrueckii ssp. bulgaricus and partially on the extent of proteolysis. The $\alpha$-glucosidase-inhibitory activity was more apparent in EPS-containing yogurt. The yield of EPS varied with the period of storage, being maximal (110.77 mg$\cdot $100 g-1) at d 14. EPS-containing yogurts showed lower firmness, spontaneous whey separation, storage modulus, yield stress, consistency index and hysteresis area than non-EPS producing yogurts. It was concluded that lowfat yogurt with a stable and compact texture having anti-hypertensive and anti-diabetic potential could be obtained using an EPS-producing strain of S. thermophilus.

Résumé - Effet des exopolysaccharides et de l'inuline sur l'activité protéolytique, l'activité inhibitrice de l'enzyme de conversion de l'angiotensine I et de l'$\alpha$-glucosidase, ainsi que sur les propriétés texturales et rhéologiques de yaourt allégé en matière grasse au cours du stockage réfrigéré.
L'exsudation de lactosérum au cours du stockage demeure un des problèmes majeurs des yaourts allégés en matière grasse. Les exopolysaccharides (EPS) produits par les bactéries lactiques sont reconnus pour remédier à ce problème. L'inuline est admise comme substitut de matière grasse dans des produits tels que le yaourt allégé en matière grasse, et constitue en plus un apport sur le plan physiologique. La combinaison des EPS et de l'inuline pourrait procurer au yaourt allégé en matière grasse des propriétés favorisant à la fois la santé et la texture. Le but de cette étude était donc d'étudier l'influence de l'utilisation de souches de Streptococcus thermophilus productrices d'EPS avec de l'inuline (3 %, p/v) sur la viabilité de S. thermophilus et Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus, leurs activités protéolytiques, inhibitrices de l'ACE et de l'$\alpha$-glucosidase, et également sur les propriétés texturales et rhéologiques de yaourt allégé en matière grasse au cours du stockage à 4 $^{\circ}$C pendant 28 jours. Le temps pour atteindre un pH de 4,5 était inférieur en présence de S. thermophilus produisant des EPS. Cependant, au cours du stockage, les EPS associés à l'inuline n'influençaient pas le pH et l'acide lactique, et l'effet sur l'activité inhibitrice de l'ACE variait au cours du temps de stockage. La présence d'EPS montrait un effet protecteur sur la survie de Lb. delbrueckii ssp. bulgaricus et partiellement sur l'étendue de la protéolyse. L'activité inhibitrice de l'$\alpha$-glucosidase était plus évidente dans le yaourt contenant des EPS. Le rendement en EPS variait au cours de la période de stockage, avec un maximum (110,77 mg$\cdot $100 g-1) le 14$^{\rm e}$ jour. Les yaourts contenant des EPS présentaient une fermeté, une séparation spontanée de lactosérum, un module de conservation, un seuil de contrainte, un indice de consistance et une aire d'hystérésis plus faibles que les yaourts sans EPS. On peut conclure que du yaourt allégé en matière grasse à texture stable et ferme, ayant des activités anti-hypertensives et anti-diabétiques, peut être obtenu en utilisant une souche de S. thermophilus produisant des EPS.

Key words: ACE inhibition / inulin / rheology / low-fat yogurt / exopolysaccharide

Mots clés : yaourt allégé en matière grasse / exopolysaccharide / inuline / inhibition de l'ACE / rhéologie

Corresponding author:

© INRA, EDP Sciences 2009

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