Кислотность среды

Микроорганизмы осуществляют процессы жизнедеятельности в условиях различной кислотности или щелочности среды, но реакция внутри клетки поддерживается на уровне близком к нейтральной. Это достигается благодаря наличию в цитоплазме клеток буферных систем и низкой полупроницаемости мембраны для ионов водорода^[2].

Действие кислотности среды на микробы

Кислотность питательной среды – один из наиболее важных факторов влияющих на рост и размножение микробов, в том числе и бактерий^[1].

Кислотность среды (концентрация ионов водорода) в питательной среде действует на микробы по нескольким направлениям:

1. Непосредственно – оказывает влияние на полупроницаемость цитоплазматической мембраны^[2].
2. Косвенно или опосредовано:

• влияя на ионное состояние и доступность метаболитов и ионов;
• оказывая влияние на стабильность макромолекул;
• поддерживая или нарушая равновесие зарядов на поверхности клетки^[2].

Низкие значения кислотности среды – кислая среда (рН 0–6,9):

• понижают растворимость углекислого газа (источника углерода для автотрофных бактерий);
• повышают растворимость катионов меди (Cu²⁺), молибдена (Mo²⁺), марганца (Mg²⁺), алюминия (Al³⁺) до токсических для клетки уровней;
• поддерживают многие органические кислоты в недиссоциированной форме, позволяющей легко проникать в микробную клетку, оказывая при этом на нее токсическое действие;
• увеличивают суммарный положительный заряд на поверхности клетки;
• разрушают ДНК и АТФ^[2].

Высокие значения кислотности среды – щелочная среда (рН 7,1–14):

• резко понижают растворимость многих катионов необходимых клетке, в частности, железо (Fe²⁺), кальций (Ca²⁺), марганец (Mn²⁺), выпадают в осадок и остаются недоступными для микробов;
• увеличивают суммарный отрицательный заряд на поверхности клетки;
• разрушают РНК и фосфолипиды^[2].

Группы бактерий по отношению к кислотности среды

В зависимости от отношения к кислотности среды бактерии делят на несколько групп:

1.Нейтрофилы – рост и развитие возможны в диапазоне рН 4–9, оптимум рН 6–8^[1][2].

2.Ацидофилы – оптимальная кислотность среды для роста ниже рН 4, различают:

• факультативные ацидофилы – интервал развития рН 1–9, оптимум рН 2–4;
• облигатные ацидофилы – интервал развития рН 1–5, оптимум рН 2–4^[1][2].

3.Алкалофилы – обитатели щелочных почв, мест скопления экскрементов животных, оптимальные значения развития рН 9,0–10,5, различают:

• факультативные алкалофилы – интервал для роста рН 5–11, оптимум рН 9,0–10,5;
• облигатные алкалофилы – интервал для роста рН 8,5–11, оптимум 9,0–10,5^[[1][2].

4. Ацидотолерантные – кислотоустойчивые микроорганизмы, не растут при показателе кислотности ниже рН 4,5, но переносят реакцию среды на уровне рН 1 или рН 0,1, не подвергаясь сколько-нибудь заметному угнетению^[1][2].

Отмечается, что способность ацидофилов и алкалофилов к росту и развитию при низких или высоких значениях кислотности среды обеспечивает микроорганизму некоторые преимущества, поскольку в экстремальных условиях кислотности конкуренция со стороны других организмов сводится к минимуму^[2].