Окислительно-восстановительные условия среды

Молекулярный кислород является одним из важнейших факторов внешней среды, определяющим направление биохимических реакций, осуществляемых микроорганизмами в энергетическом обмене. Отношение микроорганизмов к содержанию кислорода в среде определяется наличием у тех или иных окислительно-восстановительных ферментов, ответственных за энергетический обмен.

Окислительно-восстановительные условия в среде характеризуются окислительно-восстановительным потенциалом - rН₂¹, выражающим степень аэробности среды, или степенью насыщения её кислородом.

В среде, окислительные свойства которой соответствуют насыщению её кислородом, rН₂ равен 41. В среде с высокими восстановительными условиями, соответствующими насыщению среды водородом, rН₂ равен 0. При равновесии окислительных и восстановительных процессов в среде rН₂

ниже 28, то это указывает на большую или меньшую восстановительную способность среды, а выше 28 - не её окислительную способность.

Облигатные анаэробы живут при rН₂ от 0 до 12-14; факультативные анаэробы - при rН₂ от 0 до 20-30.

Для аэробов нижний предел rН₂ около 12-15, а значение rН₂ выше 30 неблагоприятно и для них.

Окислительно-восстановительный потенциал среды влияет не только на рост и размножение микроорганизмов, но и на их биохимическую активность.

Регулируя окислительно-восстановительные условия среды, можно затормозить или вызвать активное развитие той или групп микроорганизмов. Возможно, например, вызвать рост анаэробов в присутствии воздуха путём добавления редуцирующих веществ, снижающих окислительно-восстановительный потенциал среды. И наоборот, можно культивировать аэробов в анаэробных условиях, повысив rН₂ среды, вводя в неё вещества, обладающие окислительными свойствами.

В процессе жизнедеятельности микроорганизмы могут изменять окислительно-восстановительный потенциал среды, выделяя в неё различные

продукты обмена.

При консервировании, например, грибов в домашних условиях для предотвращения развития палочковидной спорообразующей анаэробной

бактерии - возбудителя ботулизма - Clostridium botulinum, банки следует заполнять не полностью, а оставлять некоторое воздушное пространство. Тогда имеющийся О₂ будет препятствовать прорастанию спор. В виноделии для предотвращения развития аэробных микроорганизмов-вредителей (пленчатых дрожжей, уксуснокислых бактерий) необходимо следить за полным заполнением ёмкостей с вином с целью предотвратить поступление необходимого для их развития О₂.

1_{Показатель rН2 представляет собой отрицательный логарифм давления молекулярного водорода в среде, взятый с обратным знаком}