pH(수소이온농도)

• 환경의 pH는 미생물의 생육, 여러 가지 대사능, 화학적인 활성에 영향을 미친다.
• 식품의 pH와 완충력은 그 식품에 생육하는 미생물의 종류나 식품성분의 변화와 밀접한 관계가 있다.

• 미생물의 pH 특성
  • 최적 pH(optimum pH) : 생육에 가장 적합한 pH
  • 최저 pH(minimum pH) : 산성측의 생육한계를 나타내는 pH
  • 최고 pH(maximum pH) : 알칼리측의 생육한계를 나타내는 pH
• 곰팡이
  • pH 2∼8.5의 넓은 범위에서 생육 가능
  • 최적 pH : 5.0∼6.0
• 효모
  • 최적 pH 4∼6.0
  • pH 2.0 또는 그 이하의 강산성에서 생육하는 것도 있다.
• 세균
  • 최적 pH 7.0∼8.0
  • 대부분 pH 4.5∼5.0 이하에서는 생육하지 못한다.
  • 젖산균과 낙산균 : pH 3.5 정도에서도 생육
  • Thiobacillus thiooxidans : pH 0 부근에서 생육
• DNA, chlorophyll, ATP 등은 산성에서 분해되고 RNA, 인지질 등은 알칼리성에서 분해되며 세포질내의 효소는 중성 부근에서 높은 활성을 나타내기 때문에 미생물 세포내의 pH는 중성 부근이다.
• 세포외 효소나 Gram 음성균의 막과 벽 사이의 periplasm에 존재하는 효소의 최적 pH는 환경의 pH와 가깝다.

• 곰팡이 포자 : pH 3∼7 사이에서 발아
• Bacillus 포자 : 중성 내지 미알칼리성에서 발아
• Clostridium perfringens 포자형성 : pH 6.5 이하에서는 크게 저해되고 낮은 pH에서는 포자를 형성하지 못함

• 미생물은 pH가 낮아지면 생육이 정지되고 점차 사멸하게 된다.
• 고온이 될수록 낮은 pH에서의 사멸속도는 빨라지고 5℃ 정도의 저온에서는 크게 저하된다.
• 생육곡선의 정상기에 있는 세포는 낮은 pH에 대해서 내성이 높다.
• 삼투압이 높은 환경에서는 내산성이 낮아진다.

• 세균의 영양세포나 포자는 다같이 중성 부근에서 내열성이 강하지만 산성측에서의 내열성은 매우 약해진다.
• 통조림 살균에 있어서 감귤류 통조림과 같이 내용물이 산성이 강할수록 살균조건을 완화할 수 있는 것도 pH가 저하됨에 따라 세균의 내열성이 약해지기 때문이다.
• Bacillus subtilis 포자의 내열성에 미치는 pH의 영향

    * 가열조건 : 1/15M 인산완충용액 중에서 100℃로 가열

  pH	4.4	5.6	6.8	7.6	8.4
  생존시간	2	7	11	11	9

• 배양에 사용한 배지의 pH에 따라 미생물의 효소계 또는 효소생성에 큰 차이가 나타난다.
  • Escherichia coli는 pH 4.5 ∼6.0에서는 glutamic acid decarboxylase를, pH 7∼8에서는 glutamic acid deaminase를 더 많이 생성한다.
  • Aerobacter aerogenes의 phosphatase는 배지가 중성내지 알칼리성일 때만 생성된다.
• 미생물의 균체외 효소생산을 위한 최적 pH는 생육 최적pH와는 다소 차이가 있다.
  • Asp. oryzae의 생육의 최적pH는 5.4이지만 α-amylase 생산의 최적pH는 6.0이다.
• 배양조건에 따라서 생산된 효소의 작용최적pH나 pH안정성에는 차이가 있는 경우가 많다.
  • Asp. oryzae 배양에서 pH가 산성인 쌀 koji의 경우에는 산성 protease가 주로 생성되고 중성 부근인 대두 koji에서는 중성 또는 알칼리성 protease가 주로 생성된다.