Πώς αλλάζουν οι μικροοργανισμοί το pH του δικού τους περιβάλλοντος;
1. Παραγωγή οξέων:
* Ζύμωση: Πολλά βακτήρια και μύκητες παράγουν οξέα ως υποπροϊόντα ζύμωσης. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει γαλακτικό οξύ (βακτήρια γαλακτικού οξέος), οξικό οξύ (βακτήρια οξικού οξέος) και προπιονικό οξύ (βακτήρια προπιονικού οξέος). Αυτά τα οξέα μειώνουν το ρΗ του περιβάλλοντος, καθιστώντας το πιο όξινο.
* Αναπνοή: Μερικοί μικροοργανισμοί, ιδιαίτερα βακτηρίδια, χρησιμοποιούν αναπνοή για να σπάσουν τα οργανικά μόρια, απελευθερώνοντας πρωτόνια (Η+) στο περιβάλλον. Αυτή η αύξηση στα ιόντα Η+ μειώνει το ρΗ, καθιστώντας το περιβάλλον πιο όξινο.
* Παραγωγή οργανικών οξέων: Ορισμένοι μικροοργανισμοί παράγουν οργανικά οξέα, όπως το κιτρικό οξύ, το μηλικό οξύ και το οξαλικό οξύ, στο πλαίσιο του μεταβολισμού τους. Αυτά τα οξέα συμβάλλουν στην οξίνιση του περιβάλλοντος.
2. Παραγωγή βάσεων:
* Αμμωνοποίηση: Ορισμένα βακτήρια διασπούν τις οργανικές ενώσεις που περιέχουν άζωτο, απελευθερώνοντας αμμωνία (NH3) ως υποπροϊόν. Η αμμωνία μπορεί να αντιδράσει με νερό για να σχηματίσει ιόντα αμμωνίου (NH4+), τα οποία αυξάνουν το ρΗ, καθιστώντας το περιβάλλον πιο αλκαλικό.
* απονιτροποίηση: Ορισμένα βακτήρια χρησιμοποιούν νιτρικά (ΝΟ3-) ως δέκτη ηλεκτρονίων κατά τη διάρκεια της αναπνοής, απελευθερώνοντας αέριο αζώτου (N2) και ιόντα υδροξειδίου (ΟΗ-) στο περιβάλλον. Τα ιόντα υδροξειδίου αυξάνουν το ρΗ, καθιστώντας το περιβάλλον πιο αλκαλικό.
* Παραγωγή αλκαλικών ενώσεων: Ορισμένοι μικροοργανισμοί παράγουν αλκαλικές ενώσεις, όπως ανθρακικά και διττανθρακικά, τα οποία μπορούν να αυξήσουν το pH του περιβάλλοντος τους.
3. Ειδικά παραδείγματα:
* βακτήρια στο έντερο: Τα βακτήρια στο ανθρώπινο έντερο μπορούν να παράγουν γαλακτικό οξύ, το οποίο βοηθά στη διατήρηση του ελαφρώς όξινα ρΗ της πεπτικής οδού.
* Βακτήρια γαλακτικού οξέος στο γιαούρτι: Τα βακτηρίδια γαλακτικού οξέος στο γιαούρτι παράγουν γαλακτικό οξύ, το οποίο δίνει γιαούρτι τη χαρακτηριστική γεύση του και μειώνει το pH, αναστέλλοντας την ανάπτυξη των οργανισμών αλλοίωσης.
* Κυανοβακτήρια σε υδρόβια περιβάλλοντα: Τα κυανοβακτήρια παράγουν οξυγόνο και απελευθέρωση ιόντων διττανθρακικού άλατος (HCO3-), τα οποία μπορούν να αυξήσουν το ρΗ των υδάτινων περιβαλλόντων, συμβάλλοντας στον σχηματισμό αλκαλικών λιμνών.
Παράγοντες που επηρεάζουν την αλλαγή pH:
* Διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών: Η διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών, όπως το άζωτο και το θείο, μπορεί να επηρεάσει τις μεταβολικές διεργασίες των μικροοργανισμών και την επίδρασή τους στο pH.
* Διαθεσιμότητα οξυγόνου: Οι αεροβικοί μικροοργανισμοί παράγουν οξέα, ενώ οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί μπορούν να παράγουν βάσεις.
* Θερμοκρασία: Η θερμοκρασία μπορεί να επηρεάσει τον ρυθμό των μεταβολικών διεργασιών, οι οποίες μπορούν να επηρεάσουν τον ρυθμό αλλαγής του ρΗ.
* Σύνθεση υποστρώματος: Ο τύπος της οργανικής ύλης που αποσυντίθεται από τους μικροοργανισμούς μπορεί να επηρεάσει τους τύπους οξέων ή βάσεων που παράγονται.
Συνοπτικά: Οι μικροοργανισμοί διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη διαμόρφωση του ρΗ του περιβάλλοντός τους μέσω διαφόρων μεταβολικών διεργασιών, επηρεάζοντας τα πάντα, από τη διατήρηση των τροφίμων μέχρι τη χημεία των υδάτινων οικοσυστημάτων.
