Активная кислотность среды

Активная кислотность среды (рН) имеет решающее значение для роста многих микроорганизмов. Большинство бактерий лучше всего растет при рН, близком к 7,0, напротив, микроскопические грибы пред­почитают слабокислые среды. Поэтому в приготовленных средах всегда следует определить значение рН. Измеряют рН электрометрическим методом на потенциометре. В лабораторной практике удобно использо­вать различные жидкие или бумажные индикаторы. Широко применяется, например, жидкий двухцветный индикатор, бром­тимоловый синий (бромтимолблау). Его цвет изменяется от желтого к синему при сдвиге рН от 6,0 до 7,6. При рН 7,3 индикатор имеет си­не-зеленую oкраску. Используют также универсальный индикатор, ко­торый изменяет окраску в интервале рН от 2 до 10.

В случае необходимости рН сред доводят до нужного значения растворами кислот (HCl, H SO .), щелочей (NaOH, КОН) или солей, имеющих щелочную реакцию (Nа СО , NаНСО ). Для корректировки рН целесообразно иметь растворы разной концентрации. рН сред мо­жет измениться в процессе стерилизации, поэтому после стерилизации его следует проверить и довести до нужного значения, если это тре­буется, стерильными растворами кислоты или щелочи.

Активная кислотность питательной среды, благоприятная для начального роста, достаточно часто меняется в процессе культивирования микроорганизмов. Эти изменения могут быть результатом образования продуктов метаболизма или неравномерного потребления отдельных компонентов среды. Например, при сбраживании углеводов в среде на­капливаются органические кислоты, снижающие рН среды. В средах с КNО рН возрастает, как уже отмечалось, благодаря более интенсив­ному потреблению нитрат-иона и накоплению ионов калия.

Чтобы не допустить чрезмерного изменения рН в культурах микроорганизмов и удержать его на необходимом уровне, используют различные приемы. Иногда в среды добавляют буферные растворы (см.

Приложение). В микробиологической практике чаще других применяют фофатные буферы.Однако если рост микроорганизмов сопровождается образованием большого количества кислот, то тех количеств буферного раствора , которые можно добавлять к средам ( не более 5 г фосфатов на 1 л среды), оказывается недостаточно, так как противодействие любого буфера изменению рН не беспредельно. Поэтому для микроорганизмов, активно изменяющих кислотность среды, применение буферов неэффективно. При культивировании таких микроорганизмов в среды вводят избыточное количество мела, который нейтрализует образующиеся кислоты. Можно нейтрализовать образующиеся кислоты по ходу развития культуры 10%-ным стерильным раствором NаНСО .

Поддержание определенного значения рН во время роста особенно важно длятех микроорганизмов, которые образуют в процессе жизне­деятельности кислоты, но не обладают устойчивостью к ним. К их чис­лу относятся молочнокислые бактерии, а также многие псевдомонады. Большие затруднения встречаются, когда нужно поддерживать рН в слабощелочных средах, так как для диапазона рН от 7,2 до 8,5 подхо­дящих буферов не существует. Поэтому иногда приходится периодиче­ски или непрерывно доводить рН до нужной величины, добавляя стерильно в среду растворы кислоты или щелочи при постоянном контро­ле значения рН. В современных ферментерах это достигается с помощью специальных автоматических устройств.

Аэрация

Кислород входит в состав воды и органических соединений, поэто­му поступает в клетки всегда в больших количествах. Однако многие микроорганизмы нуждаются в постоянном притоке молекулярного кис­лорода. Такие микроорганизмы принято объединять в группу облигатных аэробов. Энергетическим процессом у них является аэробное дыха­ние, а молекулярный кислород играет роль терминального окислителя. Среди облигатных аэробов выделяют группу микроаэрофильных мик­роорганизмов, которые нуждаются в кислороде, но лучше растут при парциальном давлении меньшем, чем в воздухе. Развитие других мик­роорганизмов, напротив, возможно только, в отсутствие кислорода. По­лучение энергии у этих микроорганизмов не связано с использованием молекулярного кислорода. Для многих из них кислород токсичен – он угнетает рост или вызывает гибель клеток. Такие микроорганизмы на­зывают облигатными анаэробами. Среди микроорганизмов выделяют также группу факультативных анаэробов, представители которой спо­собны расти как в присутствии, так и в отсутствие молекулярного кислорода. Например, некоторые дрожжи или энтеробактерии в зависи­мости от наличия кислорода осуществляют аэробное дыхание или брожение.

Неодинаковые потребности микроорганизмов в свободном кислороде определяют различия и в способах их культивирования.