Реакция среды (рН)

Реакция среды, т. е. степень ее щелочности или кислотности, оказывает большое влияние на жизнедеятельность микроорганизмов. Физиологически действующим началом в кислых и щелочных субстратах является концентрация гидроксильных и водородных ионов (Н+ и ОН~).

Под влиянием рН среды может изменяться активность ферментов, а в связи с этим биохимическая активность микробов

¹ «Кавитатис» в пер. с англ. означает полость, впадина.

4 Заказ № 1969 97

Рис. 26. Выживаемость (% к контролю)

микроорганизмов при различных частотах

воздействия ультразвука (по данным Г. П.

Авакяна):

a–Sacch. ludwigii; б –Acetobacter aceti; s –

Sacch. vini; г – Lactobacillus plantarum; д –

Torulopsis utilis; e – Candida mycoderma

и направленность осуществляемых ими биохимических превращений. Так, одни и те же дрожжи в кислой среде образуют из сахара большое количество этилового спирта и незначительное количество глицерина; в щелочной среде содержание глицерина резко увеличивается, а выход спирта снижается. Изменение ре-, акции среды может влиять на электрический заряд поверхности клетки, в связи с чем изменяется проницаемость клетки для отдельных ионов. При колебаниях рН среды может изменяться степень диссоциации веществ в среде, что в свою очередь отразится на обмене веществ клетки.

Жизнедеятельность каждого вида микроорганизмов возможна при прочих благоприятных условиях, лишь в более или менее определенных границах рН среды, выше и ниже которых она угнетается. Для большинства плесневых грибов и дрожжей наиболее благоприятна слабокислая среда с рН 5–6. Большинство бактерий лучше растет в зоне рН 6,8–7,3, т. е. в нейтральной или слабощелочной среде. За небольшим исключением, они не развиваются при рН ниже 4,0 и выше 9,0, но многие длительно сохраняются живыми. Плесени могут развиваться в более широком диапазоне – при рН от 1,2 до 11,0. Споры грибов прорастают в более узком интервале рН по сравнению с развитием мицелия. Для отдельных представителей бактерий и грибов эти пределы могут быть значительно более узкими.

Для бактерий кислая среда губительнее щелочной. Вегетативные клетки обычно менее устойчивы, чем споры. Особенно неблагоприятна кислая среда для гнилостных бактерий и бактерий, вызывающих пищевые отравления. Бактерии, которые в процессе жизнедеятельности образуют кислоту, более выносливы к снижению рН. Одни микроорганизмы, например молочнокислые бактерий, при накоплении в среде известного количества кислоты постепенно погибают. Другие способны регулировать реакцию среды, образуя в таких условиях соответствующие вещества, которые либо подкисляют, либо подщелачивают среду, препятствуя сдвигу рН в сторону, неблагоприятную для их развития. Например, дрожжи в благоприятной для них кислой среде вырабатывают главным образом нейтральный продукт – этиловый спирт. В нейтральной среде они образуют уксусную кислоту, которая снижает рН среды до благоприятного для них значения, а затем дрожжи начинают вырабатывать этиловый спирт. Некоторые плесневые грибы при росте на белковых средах образуют щавелевую кислоту или другие кислоты, которые препятствуют повышению щелочности субстрата.

В табл. 11 приведены литературные данные, характеризующие отношение некоторых микроорганизмов к рН среды. Указанные предельные значения рН могут значительно колебаться в зависимости от других условий среды и физиологических особенностей микроорганизмов. В кислой среде усиливается действие других неблагоприятных факторов.

Губительное действие на микроорганизмы некоторых органических кислот (например, уксусной, бензойной, масляной) может быть обусловлено не только неблагоприятной концентрацией водородных ионов, но и токсичностью недиссоциирован-ных молекул кислот. Установлено, например, что уксусная кислота в количестве 0,5–2 % оказывает бактерицидное действие.

Молочнокислый стрептококк прекращает размножаться в субстрате, содержащем молочную кислоту, при рН 4,7–4,4, а в присутствии уксусной – при рН 5,1–4,8.

Неодинаковое отношение микроорганизмов к реакции среды является одной из причин наблюдаемой в природных условиях смены одних форм микроорганизмов другими. Зная отношение различных микроорганизмов к реакции среды и регулируя рН, можно подавлять или стимулировать их развитие, что имеет большое практическое значение.

Так, неблагоприятное действие кислой среды на гнилостные бактерии положено в основу хранения некоторых пищевых продуктов в маринованном и квашеном виде. В первом случае к продукту добавляют небольшое количество уксусной кислоты, во втором – дают возможность развиваться молочнокислым

бактериям, которые образуют кислоту, и этим препятствуют развитию гнилостных бактерий. Однако квашеные продукты и маринады не отличаются большой стойкостью при хранении, так как органические кислоты (молочная, уксусная) могут быть использованы многими плесенями и дрожжами. В результате этого кислотность среды быстро падает и снова создаются условия, благоприятные для развития гнилостных бактерий. Чтобы задержать рост микробов – потребителей кислот, маринованные и квашеные продукты следует пастеризовать и хранить при пониженных температурах.

Поиск по сайту: