Механизм действия химических консервантов (часть 1)

Консерванты наносят клеткам микроорганизмов обратимые (бактериостатическое действие) или необратимые повреждения, вследствие чего клетки погибают (бактерицидное действие).
Эффективность и механизм действия консервирующих добавок зависит от многих факторов, но прежде всего от их химической природы, концентрации, качественного и количественного состава микрофлоры, а также от pH среды.
Влияние реакции среды на микроорганизмы выражается в том, что водородные ионы изменяют электрический заряд молекул цитоплазматической клеточной мембраны и, в зависимости от концентрации, увеличивают или уменьшают ее проницаемость для отдельных ионов. Резкое изменение pH среды, выходящее за пределы значений, характерных для данною вида микроорганизмов, приводит к прекращению их жизнедеятельности.
Бактерии, за редким исключением, могут развиваться в средах с pH 4,2 4/9,4, дрожжи развиваются в более узком интервале pH (4,0/6,8), а плесневые грибки - в более широких пределах кислотности (1,2/11,1).
Многие химические вещества, используемые в качестве консервантов, вызывают различные повреждения микробных клеток: гидролизуют белки, расщепляют углеводы, блокируют действие определенных ферментов, влияют на проницаемость калиевых и натриевых каналов и т.д.
Консерванты, способные к электрической диссоциации, могут проявлять антимикробную активность либо за счет действия образующихся ионов водорода, либо в виде недиссоциированных молекул. Примером консервантов, которые действуют посредством ионов водорода, могут служить уксусная или муравьиная кислоты. Консерванты этого типа применяются в относительно высоких для пищевой промышленности концентрациях — не менее 1 %.
Другие консерванты кислотного типа наиболее эффективны при низких значениях pH, когда большая часть их находится в недиссоциированном виде. Благодаря этому молекулы кислоты могут проникнуть в клетку микроорганизма, в то время как проникновение ионов существенно затруднено. Представителями таких веществ являются сорбиновая, бензойная, дегидроацетовая и другие кислоты. Так, например, при pH = 3 около 93 % молекул бензойной кислоты находится в недиссоциированном виде, а при pH = 7 — только 0,15 %. Аналогичные явления наблюдаются для сорбиновой и дегидроацетовой кислот. В нейтральной среде эти консерванты проявляют слабую антимикробную активность.