氢离子浓度与生活密切相关的重要性

微生物的生命活动受环境酸碱度的影响较大。每种微生物都有最适宜的pH 值和一定的pH 适应范围。大多数细菌、藻类和原生动物的最适宜pH 为6.5～7.5，在pH4.0～10.0 之间也能生长。放线菌一般在微碱性，pH7.5～8.0 最适宜。酵母菌和霉菌在pH5～6 的酸性环境中较适宜，但可生长的范围在pH1.5～10.0 之间。有些细菌可在很强的酸性或碱性环境中生活，例如有些硝化细菌则能在pHl1.0 的环境中生活，氧化硫硫杆菌能在pH1.0～2.0 的环境中生活。

各种微生物处于最适pH 范围时酶活性最高，如果其他条件适合，微生物的生长速率也最高。当低于最低pH 值或超过最高pH 值时，将抑制微生物生长甚至导致死亡。pH 值影响微生物生长的机制主要有以下几点。

（1）氢离子可与细胞质膜上及细胞壁中的酶相互作用，从而影响酶的活性，甚至导致酶的失活。

（2）pH 值对培养基中有机化合物的离子化有影响，因而也间接地影响微生物。酸性物质在酸性环境下不解离，而呈非离子化状态。非离子化状态的物质比离子化状态的物质更易渗入细胞。碱性环境下的情况正好相反，在碱性pH 值下，它们能离子化，离子化的有机化合物相对不易进入细胞。当这些物质过多地进入细胞，会对生长产生不良影响。

（3）pH 值还影响营养物质的溶解度。pH 值低时，CO2的溶解度降低，Mg2+、Ca2+、Mo2+等溶解度增加，当达到一定的浓度后，对微生物产生毒害；当pH 值高时，Fe2+、Ca2+、Mg2+及Mn2+等的溶解度降低，以碳酸盐、磷酸盐或氢氧化物形式生成沉淀，对微生物生长不利。微生物在基质中生长，由于代谢作用而引起物质转化，也能改变基质的氢离子浓度。例如乳酸细菌分解葡萄糖产生乳在中性或碱性pH 中离子化的醇酸酸，因而增加了基质的氢离子浓度，酸化了基质。尿素细菌水解尿素产生氨，碱化了基质。为了维持微生物生长过程中pH 值的稳定，在配制培养基时，要注意调节培养基的pH 值，以适合微生物生长的需要。(www.xing528.com)

某些微生物在不同pH 值的培养液中培养，可以启动不同的代谢途径，积累不同的代谢产物。因此，环境pH 还可调控微生物的代谢。例如酿酒酵母生长的最适pH 值为4.5～5.0，并进行乙醇发酵，几乎不产生甘油和醇酸。当pH 值高于8.0 时，发酵产物除乙醇外，还有甘油和醇酸。因此，在发酵过程中，根据不同的目的，采用改变其环境pH 的方法，可提高目的产物的生产效率。

某些微生物生长繁殖的最适生长pH 与其合成某种代谢产物的pH 值不一致。例如丙酮丁醇梭菌，生长繁殖的最适pH 值是5.5～7.0，而大量合成丙酮丁醇的最适pH 却为4.3～5.30。

还可利用微生物对pH 要求的不同，促进有益微生物的生长或控制杂菌污染。