1. pН

Добре відомо, що більшість мікроорганізмів найкраще росте при pН близько 7,0 (6,6…7,5), тоді як невелика їхня кількість росте при pН нижче 4,0 (рис. 13). Бактерії схильні бути більш вибагливими до рівня pН, ніж цвілі й дріжджі, при цьому патогенні бактерії є найбільш примхливими. Що стосується мінімального й максимального pН для мікроорганізмів, ті, що зображено на рис. 13, не слід приймати як точні границі, оскільки фактичні рівні, як відомо, залежать від інших параметрів росту. Наприклад, мінімальний рівень pН для росту певних лактобацил, як було показано, залежить від типу використовуваної кислоти, з лимонною, соляною, фосфорною й виннокам’яною кислотами можливий ріст при більш низьких рівнях pН, ніж з оцтовою або молочною кислотами. У присутності 0,2 M NaCl Alcaligenes faecalis, як було показано, ріс у широкому діапазоні pН, чим за відсутності NaCl або в присутності 0,2 M цитрату натрію (рис. 14). Серед харчових продуктів фрукти, безалкогольні напої, оцет і вина мають pН нижче точки, при якій звичайно ростуть бактерії. Чудова якість зберігання цих продуктів у більшій мірі пов'язана з рівнем pН. Існує розповсюджене спостереження, що фрукти, як правило, піддаються псуванню під дією плісеней і дріжджів, і це зв'язано зі здатністю цих організмів рости при значеннях pН <3,5, що значно нижче мінімального значення для більшості гнильних бактерій і для всіх бактерій, що викликають харчові отруєння. З таблиці 16 можна відзначити, що більшість м'ясних продуктів і морепродуктів мають кінцевий максимальний рН близько 5,6 і вище, що робить ці продукти сприйнятливими до псування, яке викликається бактеріями, а також плісенями й дріжджами. Більшість овочів має більш низькі значення рН, ніж фрукти, і, отже, овочі повинні піддаватися псуванню більшою мірою під дією бактерій, ніж плісеней.

Таблиця 15

Мінімальні значення рН для росту деяких бактерій, виділених із продуктів харчування

Рис. 13. Зразкові діапазони рН, при яких ростуть деякі організми, які виділяються з харчових продуктів. Діапазони рН для L. monocytogenes й S. aureus аналогічні.

Рис.14. Вплив рН, NaCl і цитрату Na на інтенсивність росту Alcaligenes faecalis в 1% пептоні: A = 1% пептон; B = 0,2 M NaCl; C = 1% пептон + 0,2 M цитрату Na.

Що стосується якості м'ясних продуктів при зберіганні, добре встановлено, що м'ясо, отримане від стомлених тварин, псується швидше, ніж від відпочилих тварин, і що це пов'язане з кінцевим значенням pН, що досягають після посмертного задубіння. Після забою в м'ясі добре відпочилої тварини звичайно 1% глікогену перетворюється в молочну кислоту, що відразу приводить до зниження рівня рН від ≈7,4 до ≈5,6, залежно від виду тварини. Встановлено, що для яловичини найнижче значення рН – 5,1 і найвище – після посмертного задубіння – 6,2. Звичайне значення рН, що досягає після посмертного задубіння, для яловичини приблизно дорівнює 5,6. Найнижчого й найвищого значення рН для баранини й свинини, як було виявлено, 5,4 й 6,7, і 5,3 та 6,9, відповідно. Також відомо, що кінцеве значення рН свинини може бути нижче 5,0 за певних умов. Вплив таких значень рН на мікроорганізми, особливо на бактерії, очевидно. Що стосується риби, відомо, що палтус, у якого звичайно кінцеве значення рН досягає ~5,6, краще зберігав якість, ніж більшість інших риб, чиї кінцеві значення рН перебували в діапазоні від 6,2 до 6,6.

Деякі харчові продукти характеризуються своєю природною кислотністю; інші зобов'язані своєю кислотністю або рН діяльності певних мікроорганізмів. Останній тип належить до біологічної кислотності й представлений такими продуктами як ферментовані молочні продукти, квашена капуста й маринади. Незалежно від джерела кислотності, вплив на збереження якості, як показано, є аналогічним.

Деякі харчові продукти здатні краще протистояти змінам рН, ніж інші. Ті, які здатні чинити опір змінам рН, називаються буферизованими. Загалом, м'ясні продукти сильніше забуферені, чим овочі. Буферної ємності м'ясні продукти зобов'язані своїм різним білкам. Овочі звичайно містять менше білків й, отже, мають нестачу у буферній ємності для того, що протистояти змінам показника рН під час росту.

Була досліджена здатність E. coli рости в трьох видах гірчиці, наявних у роздрібному продажі, при інокуляції цього патогену в кількості 10⁶ КУО/г його ріст був інгібований у всіх трьох продуктах. Організм не був виявлений у дижонській гірчиці (рН 3,55…3,60) після 3 год при кімнатній температурі й після 2 днів при 5 °С. У жовтому й кулінарному типах (рН 3,30 та 3,38, відповідно) організм не був виявлений через 1 год.

Природна або власна кислотність харчових продуктів, особливо фруктів, може розглядатися як спосіб захисту їхніх тканин від деструктивного впливу мікроорганізмів. Цікаво, що плоди повинні мати значення рН нижче тих, що необхідно для багатьох гнильних організмів. Біологічна функція плодів – захист репродуктивного тіла рослин, насіння. Цей факт сам по собі вже не змушує сумніватися в достатній важливості його в цей час для розвитку плодів (фруктів). Хоча рівень рН сучасних живих організмів сприяє росту більшості гнильних організмів, для збереження життя й росту живого організму починають діяти інші внутрішні параметри.

Незважаючи на те, що кислі значення рН є більш кращими з погляду використання для інгібування мікроорганізмів, лужні значення в діапазоні рН 12…13, як відомо, пагубні, принаймні, для деяких бактерій. Наприклад, використання Ca(OH)₂ для одержання значень рН у цьому діапазоні, як було показано, згубно для Listeria monocytogenes й інших харчових патогенів у деяких свіжих харчових продуктах.

Таблиця 16

Значення рН молочних, м'ясних продуктів, продуктів з м'яса птиці й рибних продуктів