6.3 pH-Bedingungen
Viele Pro- und Eukaryonten bevorzugen pH-Werte um den Neutralpunkt. Sie wachsen am besten zwischen pH 6 und 9, wobei meist leicht basische Bedingungen bevorzugt werden (pH zwischen 7 und 7,6). Dies gilt jedoch nicht für (einzellige) Pilze. Sie bevorzugen einen pH-Wert zwischen 5 und 6. Es wird zwischen folgenden pH-Typen differenziert:
- säuretolerante Organismen:
- z. B. Milchsäurebakterien (bis pH 3 – 4; Optimum um pH = 7), Essigsäurebakterien (bis pH = 3; Optimum um den Neutralpunkt)
- acidophilen (säureliebenden) Organismen:
- z. B. Sulfolobus (Archaebakterium), Thiobacillus (Optimum um pH =2; unter pH = 1 noch lebensfähig, aber nicht mher über pH = 7)
Die Einteilung des gewünschten pH-Werts geschieht bei der Kultivierung vor der Sterilisierung und dem Beimpfen (z. B. durch Zutropfen von verdünnter HCl oder aber verdünnter NaOH zum Nährmedium). Bei der Verwendung von Fertignährböden ist normalerweise keine pH-Einstellung mehr notwendig.
Viele Nährböden enthalten außerdem sog. Puffersubstanzen, die bei Säure- oder Basebildung (im Verlauf der Vermehrung von Mikroorganismen) sowohl die entstehenden H3O+- bzw. OH--Ionen abfangen können, ohne daß sich der pH-Wert ändert. Solche Puffersubstanzen sind z. B. HCO3--Ionen, die in wäßriger Lösung in folgendem Gleichgewicht vorliegen:
Produzieren die kultivierten Organismen eine Säure (Protonendonator), dann erfolgt eine Verschiebung des Gleichgewichts in Richtung H2O + CO2. Wenn eine Base entsthet (Prodonenakzeptoren), wird das Gleichgewicht in Richtung H+ + HCO3- verschoben. Bei Kultivierung in großem Maßstab (im Bioreaktor) erfolgt die Regulation des pH-Werts durch Zutropfen steriler verdünnter Säuren oder Basen beim Überschreiten des eingestellten pH-Sollwerts (durch Meß- und Regulationstechnik automatisch).
