Dairy Sci. Technol. 89 (2009) 613-625
DOI: 10.1051/dst/2009042

Inhibition of Escherichia coli O157:H7 in commercial and traditional fermented goat milk by activated lactoperoxidase

Angela Parry-Hanson¹, Piet Jooste² and Elna Buys<sup>1

1</sup>  Department of Food Science, University of Pretoria, Lynwood Road, South Africa
²  Department of Biotechnology and Food Technology, Tshwane University of Technology, South Africa

Received 15 April 2009 - Revised 7 September 2009 - Accepted 25 September 2009 / Published online 10 November 2009

Abstract - The lactoperoxidase (LP) system has been reported to inhibit the production of acid by lactic starter cultures and can result in the survival and growth of acid-adapted enteropathogens in LP-activated fermented milk. The aim of this study was to investigate the effect of the LP system on growth and acid production by single strains and indigenous lactic acid bacteria (LAB) and the survival of Escherichia coli O157:H7 in fermented goat's milk. LP-activated raw and pasteurized goat's milks were inoculated with single strains of Lactococcus sp. and Bifidobacterium longum BB536 and incubated for 24 h at 30 °C to simulate commercial milk fermentation. Madila, a traditional fermented milk product, was fermented with indigenous LAB for 5 days at 30 °C. Goat's milk was also inoculated with E. coli O157:H7 to determine its survival during the fermentation of the LP-activated milk. The viability of LAB and E. coli O157:H7, pH and acid production were monitored during the fermentations. None of the LAB cultures tested displayed significant sensitivity to the LP system with respect to growth and acid production. However, E. coli O157:H7 was inhibited in the LP-activated milk in the commercial fermented milk and in the traditional Madila, where the counts were reduced by > 5.0 log cfumL^-1. Therefore, the LP system could be used during the fermentation of both traditional and commercial milk processing at ambient temperatures as an additional bacteriological control to improve the quality of commercial sour milk and traditional Madila-type products.

Résumé - Inhibition d'Escherichia coli O157:H7 dans un lait de chèvre à lactoperoxydase activée fermenté par des cultures de souches pures ou indigènes de bactéries lactiques
Le système lactoperoxydase (LP) est considéré comme un inhibiteur de la production d'acide des cultures de levains lactiques qui peut entraîner la survie et la multiplication d'entéropathogènes adaptés à l'acide dans les laits fermentés à LP activée. Cette étude a été conduite pour rechercher l'effet du système LP sur la croissance et la production d'acide de souches pures ou indigènes de bactéries lactiques (LAB) et sur la survie d'Escherichia coli O157:H7 dans du lait de chèvre fermenté. Des laits de chèvre crus et pasteurisés à LP activée ont été inoculés avec des souches pures de Lactococcus sp. et de Bifidobacterium longum BB536 et incubés 24 h à 30 °C pour simuler la fermentation commerciale du lait, alors que le traditionnel Madila, un produit laitier fermenté, était fermenté avec des LAB indigènes pendant 5 jours à 30 °C. Le lait de chèvre était aussi inoculé avec E. coli O157:H7 pour en déterminer la survie pendant la fermentation du lait à lactoperoxydase activée. La viabilité des LAB et d'E. coli O157:H7, le pH et la production d'acide ont été suivis tout au long des périodes de fermentation. Aucune des cultures de LAB testées n'a montré de sensibilité significative au système LP en ce qui concerne la croissance et la production d'acide durant la fermentation du lait. E. coli était cependant inhibé par le lait à LP activée dans le lait fermenté commercial et le traditionnel Madila. Dans le Madila, les dénombrements d'E. coli O157:H7 étaient réduits de plus de 5,0 log cfumL^-1. Le système LP peut donc être utilisé en fermentation de lait traditionnel ou commercial fabriqué à température ambiante, comme contrôle bactériologique additionnel pour améliorer la qualité de produits laitiers fermentés commerciaux et traditionnels de type Madila.

Key words: lactoperoxidase / goat milk / lactic acid / starter culture / Escherichia coli O157:H7

Mots clés : lactoperoxydase / lait de chèvre / acide lactique / levain / Escherichia coli O157:H7

Corresponding author: Elna.buys@up.ac.za

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