Thành phần môi trường lên men
• Ảnh hưởng của nguồn cacbon
Nguồn cacbon thường là các đường đơn: glucoza, fructoza... hay các loại đường kép như: saccaroza, maltoza, lactoza... hoặc cũng có thể là các loại tinh bột, các chất có thành phần không xác định như ri đường... Trong tất cả các nguồn cacbon thì glucoza là nguồn cacbon dễ tiêu hoá, nhưng nó thường gây nên hiện tượng kiềm chế dị hoá trong tổng hợp chất kháng sinh ở một ngưỡng nồng độ nào đó. Tuy nhiên có thể khắc phục đuợc hiện tượng này bằng việc bổ sung liên tục một lượng nhỏ glucoza theo định kỳ, mà không dẫn đến tích lũy các chất trao đổi ức chế. Do đó có thể tiến hành sản xuất chất kháng sinh từ nguồn cacbon là glucoza.
• Ảnh hưởng của nguồn nitơ
Nguồn nitơ: tồn tại ở hai dạng vô cơ và hữu cơ. Nguồn nitơ hữu cơ gồm cao nấm men, cao thịt, pepton, bột đậu tương... Nguồn nitơ vô cơ thường dùng là dạng muối amôn (NH4+) hoặc nitrat (N 0 3 ). Thông thường quá trình sinh tổng hợp chất kháng sinh đòi hỏi cả hai nguồn nitơ trong môi trường.
• Ảnh hưởng của nguồn photpho vô cơ
Bên cạnh hai nguồn c và N thì photphat vò cơ được xem như là yếu tô tham gia điều chỉnh sinh tổng hợp chất kháng sinh ở xạ khuẩn [2]. Nồng độ photphat thích hợp cho tổng hợp chất kháng sinh thường không vượt quá lOmg/ml [13]. Nồng độ photphat cao sẽ làm tăng tổng hợp axit nucleic trong tế bào do đó rút ngắn pha tổng hợp và kéo dài pha dinh dưỡng, hoặc lượng photphat dư thừa sẽ ức chê quá trình tổng hợp các enzym tham giam vào tổng hợp enzym. Tuy nhiên cũng có những ngoại lệ như : sinh
tổng hợp nocaxiđin bởi Nocardia uniỷormic đòi hỏi một nồng độ photphat vô cơ cao
tới 100-200 n/ml [6].
Điều kiện nuôi cấy
• Thông khí
Xạ khuẩn có nhu cầu thông khí cao hơn so với các vi sinh vật khác nhất là tron° giai đoạn nhân giống. Do đó nồng độ oxy và C 0 2 trong môi trường lên men ảnh hường trực tiếp tới hiệu suất tạo thành sản phẩm mong muốn. Nồng độ C 0 2 thích hợp cho sinh tổng hợp chất kháng sinh là 2 - 8 ml C 0 2 trong 100 ml môi trường.
• Nhiệt độ
Hầu hết xạ khuẩn phát triển tốt ở nhiệt độ 28 - 30°c. Nhiệt độ thích hợp cho sự tổng hợp chất kháng sinh thường nằm trong khoảng 18 - 28°c
• pH môi trường
Sinh tổng hợp chất kháng sinh phụ thuộc rất lớn vào môi trường. pH thích hợp cho sinh tổng hợp chất kháng sinh thường là pH trung tính. pH axit hay kiềm đều ức chế quá trình tổng hợp chất kháng sinh. Bởi vậy, trong hệ thống nồi lên men người ta thường thiết kế các hệ thống điều chỉnh pH tự động bằng HC1 và NaOH.
• Chất lượng bào tử và giống sinh dưỡng
Thực nghiệm cho thấy sinh tổng hợp chất kháng sinh không chỉ phụ thuộc vào điều kiện lên men mà còn phụ thuộc vào chất lượng của bào tử và giống sinh dưỡng, cụ thể là tuổi và khả nãng đồng đều về mặt di truyền cũng như hoạt tính trao đổi chất của giống.
Tuổi của giống cho hiệu suất cao nhất là 24 giờ, tuy nhiên thời gian nuôi còn phụ thuộc vào chủng và tuổi của bào tử giống. Lượng giống cấy truyền sang môi trường lên men phụ thuộc vào chủng xạ khuẩn và thành phần môi trường nhân giống (thường là từ 2 - 10%)