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PH和微生物的关系
来源:上海老顾 马振瀛
环境中的PH(氢离子浓度)对微生物的生长繁殖有很大的影响。PH值对微生物生长繁殖的影响是多方面的,但不外乎是影响微生物细胞的外环境和内环境。
前者如影响氧的溶解度、营养物质的物理化学状态、氧化还原电位等。但是更为重要的是,PH影响酶的形成、酶的活力、代谢途径或细胞膜的透性等重要生理生化活动。如大肠杆菌生长的PH范围为4.5~9.0,在PH4时,体内形成氨基酸脱羧酶;在PH8时形成氨基酸脱氨酶。各种微生物细胞内的PH多接近中性,细胞中有许多成分对酸、碱不稳定。如DNA、ATP等在酸性条件下均被破坏,RNA与磷脂对碱性环境敏感;细胞内各种酶促反应的最适PH也多接近中性,微生物细胞具有保持细胞内PH接近中性的能力。PH还影响微生物的代谢途径。如黑曲霉在PH2~3时产生柠檬酸,PH接近中性时形成草酸;酵母在PH5时,产物是乙醇,而在PH8时形成甘油。微生物原生质膜具有胶体性质,其带电荷性质又与环境中的PH值有密切关系,而原生质膜所带的电荷对离子的渗透性关系很大。所以环境中的PH值,通过影响原生质膜的所带电荷,来影响微生物对营养物质的吸收。
各类微生物有其不同的最适PH值及可以生长的PH范围。大多数细菌生长的PH范围是4~9,最适PH接近7。酵母和霉菌的最适PH趋向酸性。放线菌的最适PH一般在微碱性范围。至于各种微生物生长所能适应的PH范围则有很大的差异,其中以霉菌所能适应的PH范围最大(pH1.5~11.0)。如米曲霉、栖土曲霉、易变青霉等的最低PH范围是1.6~1.9;而有些青霉和曲霉也能在PH9~11的碱性环境下生长。酵母菌所适应的PH范围较小,为2.5~8.0,如啤酒酵母的最低PH为2.4。细菌所适应的PH范围最小,为4~9,动物病原菌的PH范围一般都很狭,为7.2~7.4。但有些细菌能耐强酸或强碱的环境,如氧化硫硫杆菌可在PH1甚至0的条件下生长,硝化杆菌的最高生长PH值为9.4,亚硝化细菌为9.8。在最低或最高的PH环境中,微生物虽然尚能生存和生长,但生长非常缓慢且易死亡。表1-10表示各种微生物生长的最适PH值和PH范围。
表1-10 各种微生物生长的最适PH值和PH范围
微生物种类 最低PH值 最适PH值 最高PH值
细菌和放线菌 5.0 7.0~8.0 10.0
酵母菌 2.5 3.8~6.0 8.0
霉菌 1.5 3.0~6.0 10.0
环境中PH值直接或影响微生物的生命活动,反之微生物通过其代谢活动也能改变环境的PH值。如细菌或霉菌等微生物发酵葡萄糖产生乳糖、柠檬酸等酸性物质,使环境PH下降;或者氧化S、H2S,生成H2SO4。微生物利用氨基酸或其它含氮物,由于脱氨作用产生酸,而使PH下降;或因为脱羧作用产生胺等碱性物质,而使PH上升。环境中PH的变化,往往对工业制品、食品等造成腐蚀。
如果环境中的PH值超过微生物的最高生长PH值或低于最低生长PH值,就会引起微生物的死亡,一般情况下,不适合的PH值是起到抑菌作用,而不是杀菌作用。但微生物由于受到抑制而停止正常的代谢和生长,会因细胞的自溶作用而死亡。
因此,可用酸类或碱类物质,通过改变环境的PH值,来达到抑制或杀死霉腐微生物的目的。酸、碱的浓度越高,则杀菌力越大。此外还与酸、碱的电离度有关,电离度越大,则灭菌效果越好。无机酸如硫酸、盐酸等杀菌力强,但由于腐蚀性大,实际上不宜用作消毒剂。食品工业中常应用苯甲酸、丙酸、脱氢醋酸等作为防腐剂,来抑制酵母、霉菌、细菌的生长。碱类物质由于毒性大,一般只用于仓库及棚舍等环境的消毒。
 




