9.5 Efectele pH-ului asupra creșterii microbiene

• Ilustrați și descrieți pe scurt cerințele minime, optime și maxime de pH pentru creștere
• Identificați și descrieți diferitele categorii de microbi cu cerințe de pH pentru creștere: acidofili, neutrofili și alcalifili
• Dați exemple de microorganisme pentru fiecare categorie de pH necesară

Iaurtul, murăturile, varza murată și mâncărurile condimentate cu var, toate își datorează gustul acidulat unui conținut ridicat de acid. (Figura 9.34). Amintiți-vă că aciditatea este o funcție a concentrației ionilor de hidrogen [H +] și este măsurată ca pH. Mediile cu valori ale pH-ului sub 7,0 sunt acide, cu o concentrație mare de ioni H +; cei cu valori ale pH-ului peste 7,0 sunt considerați de bază. PH-ul extrem afectează structura tuturor macromoleculelor. Legăturile de hidrogen care țin împreună fire de ADN se separă la pH ridicat. Lipidele sunt hidrolizate de un pH extrem de bazic. Forța motrice a protonului responsabilă de producerea de ATP în respirația celulară depinde de gradientul de concentrație de H + pe membrana plasmatică (vezi Respirația celulară). Dacă ionii H + sunt neutralizați de ioni hidroxid, gradientul de concentrație se prăbușește și afectează producția de energie. Dar componenta cea mai sensibilă la pH din celulă este calul său de lucru, proteina. Modificările moderate ale pH-ului modifică ionizarea grupărilor funcționale ale aminoacizilor și perturbă legătura de hidrogen, ceea ce, la rândul său, promovează schimbări în plierea moleculei, promovând denaturarea și distrugerea activității.

Figura 9.34. Bacteriile lactice care fermentează laptele în iaurt sau transformă legumele în murături prosperă la un pH apropiat de 4,0. Varza verde și felurile de mâncare, cum ar fi pico de gallo, își datorează aroma acidulată acidității lor. Alimentele acide au fost un pilon al dietei umane de secole, în parte, deoarece majoritatea microbilor care cauzează deteriorarea alimentelor cresc cel mai bine la un pH aproape neutru și nu tolerează bine aciditatea. [Credit „iaurt”: modificare a lucrării de către „nina.jsc”/Flickr; „murături” de credit: modificare a lucrării de către Noah Sussman; credit „varză murată”: modificare a operei de către Jesse LaBuff; credit „pico de gallo”: modificare a lucrării de „regan76”/Flickr]

PH-ul optim de creștere este cel mai favorabil pH pentru creșterea unui organism. Cea mai mică valoare a pH-ului pe care un organism o poate tolera se numește pH minim de creștere, iar cel mai mare pH este pH-ul maxim de creștere (Figura 9.35). Aceste valori pot acoperi o gamă largă, care este importantă pentru conservarea alimentelor și pentru supraviețuirea microorganismelor în stomac. De exemplu, pH-ul optim de creștere al Salmonella spp. este de 7,0-7,5, dar pH-ul minim de creștere este mai apropiat de 4,2.

Figura 9.35. Curbele arată intervalele aproximative de pH pentru creșterea diferitelor clase de procariote specifice pH-ului. Fiecare curbă are un pH optim și valori extreme ale pH-ului la care creșterea este mult redusă. Majoritatea bacteriilor sunt neutrofile și cresc cel mai bine la pH aproape neutru (curba centrală). Acidofilii au o creștere optimă la valori de pH apropiate de 3, iar alcalifilii au o creștere optimă la valori de pH peste 9.

---