我們在學(xué)習和日常檢驗工作中經(jīng)常說(shuō)到的“pH”或“pH值”，其官方定義的名稱(chēng)是氫離子濃度指數（hydrogen ion concentration），它是表示氫離子濃度的一種方法，代表水溶液中氫離子濃度（活度）的常用對數的負值，即-lg[H+]。

培養基是指液體、半固體或固體形式的、含天然或合成成分，用于保證微生物繁殖(含或不含某類(lèi)微生物的抑菌劑)、鑒定或保持其活力的物質(zhì)，而培養基的pH值是商品化脫水合成培養基質(zhì)量控制的重要理化指標之一，微生物的生長(cháng)不僅依賴(lài)豐富的營(yíng)養，還需要在適宜的pH值范圍內才能正常生長(cháng)繁殖或體現其生化特性。因此，制備好的培養基pH值是否符合要求對于我們微生物檢驗有很重要的影響。

一、影響培養基pH的因素有哪些呢？

1、培養基的稱(chēng)量和溶解

按照標簽用法中稱(chēng)量數稱(chēng)取培養基，根據實(shí)驗需求調整配制體積。先加適量水，充分混合完全溶解，不可有團塊，再加水至所需量。

國內外大多數培養基廠(chǎng)家的用法上都標明：滅菌前需要進(jìn)行加熱煮沸至完全溶解。這是因為加熱煮沸后，培養基溶解較為均勻。如果滅菌前未進(jìn)行加熱滅菌，容易導致培養基的pH值變化不穩定，特別是含有瓊脂的培養基。

? ? ? ?培養基配制用水應滿(mǎn)足GB4789.28-2013中關(guān)于水質(zhì)的要求，如配制用水不佳：偏酸或偏堿，或含離子較多，都可能導致培養基pH值出現偏差。

圖1 GB4789.28-2013 3.3.2?水

圖2?水質(zhì)的電阻率

2、培養基的滅菌

應按照培養基標簽上的滅菌條件進(jìn)行滅菌，目前常見(jiàn)的滅菌方式有兩種：濕熱滅菌（高壓滅菌）和煮沸滅菌。

由于市售高壓蒸汽滅菌鍋性能存在一定差異，且受裝載需要滅菌物品的擺放及多少影響，滅菌過(guò)程的持續時(shí)間會(huì )不同。小型滅菌鍋或裝載較少時(shí)，滅菌時(shí)間較快，而一些大型滅菌鍋或裝載較滿(mǎn)時(shí)，滅菌時(shí)間較長(cháng)。滅菌時(shí)間的長(cháng)短勢必會(huì )對培養基的pH值造成一定程度的影響，特別是對于一些含糖量較高的培養基，其直接感官表現就是培養基顏色的加深。因此，在使用高壓蒸汽滅菌鍋時(shí)，應進(jìn)行滅菌工藝驗證（定期使用生物指示劑進(jìn)行驗證），且注意裝載量及物品分布，滅菌后要采用適當的方式進(jìn)行冷卻，以防過(guò)度加熱。

圖3?KINTEK品牌??

壓力蒸汽滅菌生物指示劑（自含式）

3、培養基的保溫及復溶

進(jìn)行傾注的培養基一般滅菌后會(huì )進(jìn)行保溫，目前實(shí)驗室常見(jiàn)的保溫設備是水浴鍋和保溫箱。但長(cháng)時(shí)間的保溫會(huì )影響培養基的pH值，一般建議在50℃左右不超過(guò)4h，最長(cháng)放置時(shí)間不能超過(guò)8h。

已凝固的培養基如使用需要復溶（已添加附加實(shí)際的培養基不能復溶），但加熱的過(guò)程相當于增加了培養基的受熱時(shí)間，培養基的pH值會(huì )受到一定程度的影響。因此，復溶后的培養基，pH值不能作為驗收依據。

4、測量溫度

水的電離受溫度影響，加酸、加堿都能抑制水的電離。實(shí)驗測得，在標準溫度（25℃）和壓力下，水分子電離出的H?和OH?數目在任何情況下始終是1×10^-14，且兩種離子的濃度都是1×10^-7mol/L ，即pH=7。水的離子積常數定義為K_W=[H⁺]·[OH^-]，其中，K_W稱(chēng)作水的離子積常數，簡(jiǎn)稱(chēng)水的離子積，K_W只隨溫度變化而變化，是溫度常數。溫度升高時(shí)，溶液中的離子游離數增多，pH值降低；反之，當溫度降低時(shí)，離子游離減少，pH值升高。

培養基的pH值指的是滅菌后冷卻至25℃時(shí)的測量值（GB4789.28-2013）。即便市售有些pH計具備溫度補償功能，也應該以實(shí)測溫度25±0.5℃時(shí)的測量結果為準。

圖4?GB4789.28-2013 3.3.4

5、電極

pH電極根據所測樣品的種類(lèi)不同大概有上百種之多，微生物檢測實(shí)驗室常見(jiàn)的有三種，即液體電極、表面電極和固體電極。而受品牌、緩沖溶液配置、校準過(guò)程等因素的影響，pH計的準確度也會(huì )存在一定的誤差，且不可避免。

二、如何正確測量pH值呢？

1、pH計的校正

按儀器使用說(shuō)明對pH計進(jìn)行校正。

2、pH值的測定及調整

（1）對樣品進(jìn)行測量前，用去離子水或蒸餾水清洗pH電極并用吸水紙擦干電極；

（2）將電極插入（表面電極需要使電極貼緊瓊脂表面）滅菌冷卻至25±0.5℃的待測樣品中，待顯示穩定后，讀取樣品的測量值，報告小數點(diǎn)后一位；

（3）更換待測樣品時(shí)，用蒸餾水或去離子水沖洗pH電極并擦干。

（4）必要時(shí)在滅菌前進(jìn)行pH值調整，一般使用濃度約為40 g/L（約1 mol/L）的氫氧化鈉溶液或濃度約為36.5 g/L（約1mol/L）的鹽酸溶液調整培養基的pH。如需滅菌后進(jìn)行調整，則使用滅菌或除菌的溶液。

參考標準

1、宋昌彥,施楊,盛滿(mǎn)鈺.影響培養基pH值穩定性的因素分析[J].中國衛生檢驗雜志, 2015(9):5.DOI:CNKI:SUN:ZWJZ.0.2015-09-054.

2、趙貴明. 微生物培養基及其原材料質(zhì)量控制[M].中國質(zhì)檢出版社,2018.

3、徐俊延.高壓蒸汽滅菌鍋使用中幾個(gè)應注意的問(wèn)題[J].食用菌, 2011(3):2.DOI:10.3969/j.issn.1000-8357.2011.03.038.

4、余芬,孫明波,沈偉,等.生物制品生產(chǎn)中6種常用液體培養基高壓滅菌前后的pH變化特征分析[J].中國藥品標準, 2015(3):5.DOI:CNKI:SUN:YPBZ.0.2015-03-007.

5、BS EN ISO10523:2012? Water quality —Determination of pH

6、GB5009.237—2016? 食品pH值的測定

7、GB/T9724-2007? 化學(xué)試劑pH值測定通則

8、GB/T11165-2005 ?實(shí)驗室pH計

9、GB4789.28-2013? 培養基和試劑的質(zhì)量要求