Влияние химических факторов. Влияние реакции среды
Степень кислотности и щелочности среды оказывает большое влияние на развитие микроорганизмов, является одним из основных факторов, определяющих состав микробного населения различных субстратов. Для каждой физиологической группы микроорганизмов существуют определенные оптимальные пределы активной кислотности, выше и ниже которых задерживается ее развитие, а иногда наступает гибель. Пределы эти для одних микроорганизмов широки, для других значительно уже (табл. 3).
Из приведенных данных следует, что для большинства бактерий наиболее благоприятной является нейтральная или слабощелочная среда, для плесневых грибов и дрожжей — кислая. Для гнилостных бактерий кислая среда неблагоприятна и даже губительна. Те виды бактерий, которые сами продуцируют кислоты в процессе жинедеятельности, например молочно-кислые, уксусно-кислые, относительно устойчивы. Объясняется это тем, что они всегда сами меняют реакцию среды в кислую сторону и у них выработалась определенная устойчивость в этом отношении.
Зная, как реагируют те или иные микробы на наличие кислот, можно регулировать процессы их жизнедеятельности и обмен веществ, изменяя кислотность среды.
Так, пользуясь .влиянием кислотности среды на дрожжи, можно получить большой выход спирта и малое количество глицерина в кислой среде. Те же дрожжи в щелочной среде образуют мало спирта, но в 10 раз увеличивают выход глицерина. Масляно-кислые бактерии в нейтральной среде сбраживают сахара с образованием главным образом масляной кислоты; в кислых средах основными продуктами брожения являются бутиловый спирт и ацетон.
Влиянием кислотности на микроорганизмы широко пользуются в микробиологической практике при переработке и хранении пищевых товаров. Так, подавляющее действие кислот на гнилостные микроорганизмы положено в основу квашения овощей. Молочно-кислые бактерии, развиваясь в них, образуют молочную кислоту и препятствуют этим развитию процессов гниения. На этом же принципе основано получение кисло-молочных продуктов.
В некоторых случаях прибегают к другому приему — кислотообразующих бактерий культивируют не в самом продукте, а на специальных субстратах, из которых выделяют образовавшиеся кислоты. Затем кислоты вводят в другие продукты питания, придавая им стойкость и некоторые новые потребительские и пищевые достоинства. Такими товарами являются, например, различные маринады.
Механизм тормозящего влияния кислой среды на развитие микроорганизмов объясняется, по-видимому, тем, что экзоферменты микробов оказываются в неблагоприятной зоне кислотности. Кроме того, проникая из окружающей среды в цитоплазму микробных клеток, кислоты изменяют направление и активность биохимических процессов, влияя на эндоферменты. Действие некоторых кислот (уксусной, масляной и др.) проявляется не только в смещении активной кислотности, но и в специфическом угнетающем влиянии.