Влияние кислотности окружающей среды

Степень кислотности (или щелочности) среды, выражаемая величиной pH, крайне важна для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов. Величина pH среды оказывает влияние на активность ферментов, обмен веществ, направленность биохимических превращений в микробной клетке. Известно, что в кислой среде дрожжи образуют преимущественно этиловый спирт и небольшое количество глицерина, в щелочной среде производство глицерина резко увеличивается, а спирта образуется немного.

Отношение микроорганизмов к pH среды различно. Для одних это очень узкий коридор допустимых значений, а другие могут существовать в достаточно различающихся по кислотности условиях. Для большинства микроорганизмов оптимальными для развития являются значения реакции среды около 7 (их называют нейтрофилы), хотя диапазон существования для отдельных представителей — pH от 1 до 11. Очень кислая или очень щелочная среда является токсичной для многих микроорганизмов. Существуют кислототолерантные микроорганизмы — ацидофилы (от лат. acidus — кислый) — молочнокислые, уксуснокислые, маслянокислые бактерии и др. и щелочетолерантные — алкалофилы (от лат. alcali — щелочь) — энтеробактерии и др.

Для жизнедеятельности бактерий приемлема pH среды от 4,0 до 9,0 при оптимуме 6,8—7,3. Для плесневых грибов и дрожжей диапазон pH большой: от 2,0 до 10,0 при наиболее благоприятном значении 5—6. Интересно, что для бактерий кислая среда более губительна, чем щелочная. Особенно негативно реагируют на увеличение кислотности гнилостные и патогенные бактерии. Споры плесневых грибов более требовательны к pH, чем мицелий. Вегетативные клетки микроорганизмов обычно менее устойчивы к изменению pH, чем споры.

Некоторые микроорганизмы способны регулировать реакцию среды, образуя в несоответствующих им условиях соответствующие подкисляющие или подщелачивающие вещества. Бактерии, вырабатывающие в процессе жизнедеятельности кислоты, способны легко перенести небольшое подкисление субстрата. Но присутствие кислоты в большом количестве будет вызывать их гибель. Например, молочнокислые бактерии, сами образующие молочную кислоту, при накоплении ее в среде в большом количестве погибают. Некоторые микроорганизмы создают в среде более благоприятные для себя условия. Дрожжи в благоприятной кислой среде вырабатывают главным образом нейтральный продукт — этиловый спирт. А в нейтральной среде они сначала образуют уксусную кислоту, снижающую pH среды до благоприятного для дрожжей значения, и только затем начинают вырабатывать этиловый спирт. Некоторые плесневые грибы на белоксодержащих средах образуют различные кислоты, которые препятствуют повышению pH субстрата.

Губительное действие органических кислот на многие микроорганизмы обусловлено, с одной стороны, неблагоприятной концентрацией водородных ионов, а с другой — токсичностью недиссоциированных молекул этих кислот. Установлено, например, что уксусная кислота при содержании 0,5— 2,0% оказывает бактерицидное действие. Таким образом, меняя кислотность среды, можно подавлять или стимулировать развитие микроорганизмов.