Влияние внешних условий на рост микроорганизмов

Интенсивность роста и размножения бактерий зависит от мно­гих факторов, в том числе химических, физических и биологичес­ких. Важное значение для жизнедеятельности микроорганизмов имеет рН среды, которая характеризует активность водородных ионов (Н⁺). Так как дитоплазматическая мембрана трудно прони­цаема для водородных и гидроксильных (ОН^-) ионов, то их концен­трация внутри и снаружи клетки не уравновешиваются между со­бой, а это влияет на обменные и синтетические процессы в клетке, в частности, на формирование клеточной стенки во время роста бактерий. При высоких значениях рН клеточные стенки становят­ся слабыми и легко разрываются. Кроме того, рН среды влияет на диссоциацию основных или кислотных соединений, а, следователь­но, на ингибирующие и токсические свойства этих соединений. Поэтому даже небольшие изменения рН среды оказывает сильное влияние на микроорганизмы.

По отношению к рН среды микроорганизмы подразделяются на алкилифильные, предпочитающие щелочную среду, и ацидо­фильные, предпочитающие кислую среду. Большинство бактерий мало чувствительны к колебаниям рН в пределах от 6 до 9.

Отрицательное влияние кислотности среды на большинство микроорганизмов используется в практике консервирования пище­вых продуктов, при приготовлении маринадов, квашеной капусты, силосов и т.д.

Другим фактором, влияющим на рост микроорганизмов, явля­ется температура. Температура влияет на скорость клеточных ре­акций, обменные процессы, размножение микроорганизмов и фор­мирование биомассы. От температуры зависит структура клеточ­ных компонентов, нуклеиновый, белковый и липидный состав кле­ток. Например, при снижении температуры содержание РНК r бак­териях или дрожжах увеличивается в несколько раз. Разрушение мембранной структуры под влиянием температуры может приводить к утечке метаболитов, что вынуждает клетку осуществлять их сверхсинтез.

У микроорганизмов нет механизмов, регулирующих темпера­туру, поэтому их существование определяется температурой окру­жающей среды. Для всех живых микроорганизмов существует свой температурный диапазон, ограниченный минимальной и максималь­ной температурой. Большинство микроорганизмов размножается при температуре от 15°С до 35 °С. Однако для каждого вида необ­ходима своя оптимальная температура.

По отношению к температуре все микроорганизмы могут быть разделены наследующие группы:

1. Психрофилы (от греч. psychros - холод) - холодолюбивые микроорганизмы. К психрофилам относятся некоторые почвенные и морские бактерии, а также микроорганизмы, вызывающие забо­левания водных растений и рыб. Температурный оптимум для них лежит между 15°С и 18°С. Они могут жить при О °С, но при 25°С погибают.

2. Мезофилы (от греч. mesos-средний, промежуточный) имеют температурный оптимум порядка 30°С-45 °С, а минимум 10°С - 15 °С. К этой группе относится большинство микроорганиз­мов, в том числе и патогенных. Патогенные для человека и тепло­кровных животных микробы имеют оптимум около 37°С.

3. Термофилы (от греч. thermos-тепло) - теплолюбивые мик­роорганизмы, развивающиеся в зоне высоких температур. Мини­мум для них лежит не ниже 35°С - 40°С, а оптимум составляет 55°С-75°С. Типичные термофилы не растут уже при 37°С. Способ­ность к существованию при высокой температуре у термофилов обусловлена особым составом их белков. Белок термофилов не под­вергается температурной коагуляции (в зоне около 80°С).

В природе термофильные микроорганизмы обитают в горя­чих источниках и принимают непосредственное участие в процес­сах самонагревания навоза, сена, зерна и др. субстратов.

Почти все виды микробов стойки к низким температурам. Они хорошо переносят замораживание, поэтому сохраняются зимой в замерзшей воде и почве. Низкие температуры парализуют жизне­деятельность микроорганизмов, прекращают их размножение, фер­ментативную активность, на чем основано консервирующее дей­ствие холода.