คำตอบโดยสรุป
การลดลง 0.2 ถึง 0.4 หน่วย pH หลังนึ่งฆ่าเชื้อที่ 121 °C เป็นเรื่องปกติสำหรับอาหารเลี้ยงเชื้อทุกชนิดที่มีน้ำตาล "pH สุดท้าย" ในเอกสารข้อกำหนดของอาหารเลี้ยงเชื้อชนิดผงคือค่าหลังการฆ่าเชื้อ การลดลงมากกว่า 0.5 หรืออาหารเลี้ยงเชื้อที่ออกมาสีเข้มขึ้นเห็นได้ชัด หมายถึงได้รับความร้อนมากเกินไป หรือสูตรมีน้ำตาลและฟอสเฟตในปริมาณสูง และควรปรับรอบการฆ่าเชื้อหรือฆ่าเชื้อส่วนประกอบแยกกัน การเปิดภาชนะเพื่อปรับ pH ใหม่หลังฆ่าเชื้อเพิ่มความเสี่ยงการปนเปื้อน ทำเฉพาะเมื่อสูตรจำเป็นต้องทำ
ทำไม pH จึงลดลง
สามกลไก มักเกิดขึ้นพร้อมกันทั้งหมด:
- ปฏิกิริยา Maillard น้ำตาลรีดิวซ์ (กลูโคส แลคโตส) ทำปฏิกิริยากับกรดอะมิโนที่อุณหภูมิสูง เกิดกรดอินทรีย์และสารประกอบสีน้ำตาล นี่คือสาเหตุหลัก: น้ำตาลมากขึ้น อุณหภูมิสูงขึ้น และเวลานานขึ้น ล้วนเพิ่มทั้งการลดลงของ pH และสี
- การเกิดคาราเมลและการสลายตัวของน้ำตาล กลูโคสเพียงอย่างเดียวก็สลายตัวเป็นผลิตภัณฑ์ที่เป็นกรดเมื่อได้รับความร้อน โดยเฉพาะในสารละลายที่เป็นเบส
- ฟอสเฟตและคาร์บอนไดออกไซด์ การนึ่งฆ่าเชื้อไล่ CO₂ ที่ละลายอยู่ออกจากสารละลาย ทำให้ pH สูงขึ้น เมื่อเย็นลง CO₂ ละลายกลับและ pH กลับลงมา อาหารเลี้ยงเชื้อที่มีบัฟเฟอร์ฟอสเฟตขยับน้อยในขั้นนี้ อาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่มีบัฟเฟอร์แกว่งมากกว่า
ดังนั้น pH ก่อนและหลังการฆ่าเชื้อจึงเป็นตัวเลขสองค่าที่ต่างกัน และเอกสารข้อกำหนดกับวิธีทดสอบอ้างถึงค่าหลัง เมื่อเตรียมอาหารเลี้ยงเชื้อ ให้ตั้ง pH ก่อนฆ่าเชื้อโดยเผื่อการลดลงไว้ นี่คือเหตุผลที่คำแนะนำของอาหารเลี้ยงเชื้อชนิดผงส่วนใหญ่ระบุว่า "pH 7.2 ± 0.2 หลังการฆ่าเชื้อ" ไม่ใช่ "ปรับเป็น 7.2"
ค่าปกติอยู่ที่เท่าใด
| ชนิดอาหารเลี้ยงเชื้อ | pH ที่ลดลงหลังนึ่งฆ่าเชื้อ | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| ไม่มีน้ำตาล (nutrient broth, BPW) | 0 ถึง 0.1 | แทบไม่เปลี่ยน |
| กลูโคส 0.25 ถึง 0.5% (TSB, TSA, PCA) | 0.1 ถึง 0.3 | ปกติ |
| กลูโคส 2% (SDA, YPD, MRS) | 0.2 ถึง 0.5 | ปกติ สีเข้มขึ้นเล็กน้อย |
| น้ำตาล 4% ขึ้นไป หรือแลคโตส | 0.3 ถึง 0.6 หรือมากกว่า | ฆ่าเชื้อน้ำตาลแยกกัน |
หากอยู่นอกช่วงเหล่านี้ ให้ตรวจหม้อนึ่งความดันก่อน: อุณหภูมิจริงสูงกว่า 121 °C หรือไม่ การให้ความร้อนและการเย็นตัวช้าหรือไม่ (ในขวดใหญ่ เวลาที่อยู่ในอุณหภูมิสูงนานกว่าเวลาที่ตั้งไว้มาก) อาหารเลี้ยงเชื้อถูกนึ่งสองครั้งหรือไม่
เมื่อใดควรฆ่าเชื้อส่วนประกอบแยกกัน
- อาหารเลี้ยงเชื้อสำหรับการหมักที่มีน้ำตาลมากกว่า 2%: ฆ่าเชื้อน้ำตาลเป็นสารละลายเข้มข้น หรือกรองผ่าน 0.2 µm แล้วเติมหลังเย็นลง
- ฟอสเฟตสูงร่วมกับแมกนีเซียมหรือแคลเซียม: การนึ่งรวมกันทำให้แมกนีเซียมและแคลเซียมฟอสเฟตตกตะกอนเป็นตะกอนสีขาว ฆ่าเชื้อแยกกันแล้วรวม
- วิตามินและปัจจัยการเจริญที่ไวต่อความร้อน: ฆ่าเชื้อด้วยการกรองแล้วเติม ห้ามนึ่งเด็ดขาด
อาหารเลี้ยงเชื้อชนิดผงได้คำนึงถึงเรื่องนี้แล้ว เมื่อเตรียมตามความเข้มข้นและเงื่อนไขที่ระบุ จะได้ pH ในช่วงข้อกำหนดโดยไม่ต้องแยกฆ่าเชื้อ การฆ่าเชื้อแยกกันมีไว้สำหรับสูตรการหมักที่พัฒนาขึ้นเอง
ควรปรับ pH ใหม่หลังฆ่าเชื้อหรือไม่?
สำหรับอาหารเลี้ยงเชื้อสำหรับการทดสอบประจำ: ไม่ การเปิดภาชนะเป็นโอกาสปนเปื้อนอีกครั้ง และข้อกำหนดอ้างถึงค่าหลังการฆ่าเชื้อ อยู่ในช่วงก็ถือว่าใช้ได้
สำหรับอาหารเลี้ยงเชื้อสำหรับการหมัก: หาก pH หลังฆ่าเชื้อคลาดจากเป้ามากกว่า 0.2 วิธีแก้ที่ดีกว่าคือเปลี่ยนค่าตั้งก่อนฆ่าเชื้อให้ชุดถัดไปลงที่เป้า แทนการแก้ทุกชุดภายหลัง หากจำเป็นต้องแก้ ให้เติมกรดหรือเบสที่ฆ่าเชื้อด้วยการกรองภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ
วิธีปรับและใช้สารใด: การปรับ pH ของอาหารเลี้ยงเชื้อ
คำถามที่พบบ่อย
pH ลดลงมากและอาหารเลี้ยงเชื้อสีเข้มขึ้นมาก ยังใช้ได้ไหม? สีเข้มหมายถึงเกิดปฏิกิริยา Maillard อย่างมาก: น้ำตาลถูกใช้ไปและเกิดสารยับยั้งบางชนิด อาหารเลี้ยงเชื้อสำหรับการทดสอบให้เตรียมใหม่ สำหรับอาหารเลี้ยงเชื้อสำหรับการหมักขึ้นกับความทนของสายพันธุ์ แต่ผลผลิตมักลดลง สาเหตุและวิธีแก้: อาหารเลี้ยงเชื้อเปลี่ยนเป็นสีเข้มหรือขุ่นหลังนึ่งฆ่าเชื้อ
หม้ออัดความดันในครัวทำให้ pH ลดต่างจากหม้อนึ่งความดันของห้องปฏิบัติการหรือไม่? ใช่ เพราะเวลาให้ความร้อนจริงต่างกัน หม้ออัดความดันในครัวร้อนช้าและเย็นช้ากว่านั้นอีก อาหารเลี้ยงเชื้อจึงอยู่ในอุณหภูมิสูงนานกว่า 15 นาทีที่ตั้งไว้มาก ขวดขนาด 1 ลิตรขึ้นไปก็เช่นเดียวกัน ให้ลดเวลาที่ตั้งหรือใช้ขวดเล็กลง
อาหารเลี้ยงเชื้อชนิดผงตัวเดียวกัน แต่ละชุดได้ pH ต่างกัน เป็นปัญหาคุณภาพหรือไม่? ตรวจก่อนว่าแต่ละชุดอยู่ในช่วงข้อกำหนดหรือไม่ หากใช้ผงล็อตเดียวกันและหม้อนึ่งเดียวกัน ความต่างระหว่างชุดควรอยู่ภายใน 0.1 การกระจายตัวมากกว่า 0.2 มักมาจากการจัดวางในหม้อนึ่งหรือคุณภาพน้ำ (ความกระด้างและความเป็นเบสของน้ำประปา) แก้สองตัวแปรนี้ก่อนจึงเทียบ