23. Значение кислотности среды для жизнедеятельности микроорганизмов.

Кислотность – важный фактор среды, определяющий существование в ней микроорганизмов.

Концентрация ионов водорода в окружающей среде может действовать на микроорганизмы прямо (непосредственное воздействие Н+) или косвенно, т.е. через влияние на ионное состояние веществ, делая их доступными или недоступными для микроорганизмов.

Некоторые не токсичные для человека кислоты (уксусная, пропионовая, сорбиновая, бензойная (0,1% р-р)) используются как консерванты в производстве пищевых продуктов. Борная, бензойная, уксусная, салициловая кислоты, раствор аммиака используют как антисептики.

Прокариотымогут развиваться в диапазоне рН от 1 до 12.

В зависимости от рН среды микроорганизмы делят на несколько групп.

• Нейтрофилы предпочитают нейтральную реакцию среды, оптимальный рН для их роста составляет 6,8-7,3, минимальный -4, максимальный-9. Подавляющее большинство бактерий относятся к нейтрофилам (гнилостные бактерии, возбудители отравлений, бактерии группы кишечной палочки и др.) Многие виды растут или выдерживают более низкие или высокие значения рН, соответственно их относят к ацидотолерантным или алкалотолерантным. К ацидотолерантным относятся молочнокислые, уксуснокислые. К алкалотолерантным – энтерококки, устойчивые к рН 9-10. Большинство природных местообитаний.

• Ацидофилы (кислотолюбивые) развиваются при оптимальном рН 4 и выше (уксуснокислые и другие бактерии, продуцирующие органические кислоты). Их делят на две группы:

облигатные – диапазон рН от 1 до 5, Утратили способность расти в нейтральной среде.

факультативные - диапазон рН от 1 до 9, Способны расти в нейтральных условиях.

Самая кислотоустойчивая бактерия Thiobacillus thiooxidans, образует большие количества серной кислоты. В рудничных отходах (окисляет сульфидные руды), в болотах, торфяниках.

• Алкалофилы (щелочелюбивые) развиваются при оптимальном рН 9 и выше (некоторые представители бактерий кишечной группы - холерный вибрион и др.).

облигатные – диапазон рН от 8,5 до 12,

Факультативные – диапазон рН от 5 до 12.

Места обитания. Щелочные почвы, обогащенные щелочными минералами или экскрементами животных; пустынные почвы, щелочные озера и источники в Кении; содовые озера.

рН-гомеостазом называют поддержание рН цитоплазмы (внутриклеточного рН) в пределах узкого диапазона, несмотря на изменения рН среды. Гомеостаз достигается совместным действием активных и пассивных механизмов.

Зная, отношение различных микроорганизмов к реакции среды, и регулируя рН, можно подавлять или стимулировать их развитие, что имеет большое практическое значение. Так, неблагоприятное действие кислой среды на гнилостные бактерии положено в основу хранения некоторых пищевых продуктов в маринованном и квашеном виде.

24. Роль кислорода для жизнедеятельности микроорганизмов.

Кислород же играет важную роль в метаболизме (обмене веществ), дыхании и получении энергии большинства видов бактерий.

Дыхание (или биологическое окисление) — это сложный процесс, который сопровождается выделением энергии, необходимой микроорганизмам для синтеза различных органических соединений. Бактерии, как и высшие животные, для дыхания используют кислород. Однако Л. Пастером было доказано существование таких бактерий, для которых наличие свободного кислорода является губительным, энергия, необходимая для жизнедеятельности, получается ими в процессе брожения.

Все бактерии по типу дыхания подразделяются на облигатные аэробы, микроаэрофилы, факультативные анаэробы, облигатные анаэробы.

Облигатные (строгие) аэробы развиваются при наличии в атмосфере 20% кислорода (микобактерии туберкулеза), содержат ферменты, с помощью которых осуществляется перенос водорода от окисляемого субстрата к кислороду воздуха.

Микроаэрофилы нуждаются в значительно меньшем количестве кислорода, и его высокая концентрация хотя и не убивает бактерии, но задерживает их рост (актиноисцеты, бруцеллы, лептоспиры).

Факультативные анаэробы могут размножаться как в присутствии, так и в отсутствие кислорода (большинство патогенных и сапрофитных микробов — возбудители брюшного тифа, паратифов, кишечная палочка).

Облигатные анаэробы — бактерии, для которых наличие молекулярного кислорода является губительным (клостридии столбняка, ботулизма). Среди облигатных анаэробов различают аэротолерантные бактерии, которые сохраняются при наличии молекулярного кислорода, но не используют его.

Аэробные бактерии в процессе дыхания окисляют различные органические вещества (углеводы, белки, жиры, спирты, органические кислоты и пр.).

Дыхание у анаэробов происходит путем ферментации субстрата с образованием небольшого количества энергии. Процессы разложения органических веществ в бескислородных условиях, сопровождающиеся выделением энергии, называют брожением. В зависимости от участия определенных механизмов различают следующие виды брожения: спиртовое, осуществляемое дрожжами, молочнокислое, вызываемое молочнокислыми бактериями, маслянокислое и пр.