2.2.3.1. Nhiệt độ
vật chỉ có khả năng hoạt động sống trong một giới hạn nhiệt độ nhất định. Giới hạn này chia làm 3 điểm: nhiệt độ cực đại, cực tiểu và tối thích. Quan hệ với nhiệt độ của vi sinh vật cũng chia thành 3 nhóm: vi sinh vật ưa lạnh, vi sinh vật ưa ấm và vi sinh vật ưa nóng.
Trong công nghiệp vi sinh vật, người ta sử dụng các giống ưu ẩm là chủ yếu trong lên men. Đối với sinh trưởng của đa số nấm men nhiệt độ tối thích vào khoảng 28 - 32°C, nhưng với lên men thì lại không hoàn toàn trùng với khoảng nhiệt độ này. Đối với lên men rượu etylic để sản xuất rượu trắng (cồn thực phẩm, rượu Vodka, các rượu trắng truyền thống) nhiệt độ thích hợp nhất là 30 - 35°C, với lên men rượu vang là 20 - 25°C, lên men bia là 6 - 10°C hoặc 8 - 12°C …
2.2.3.2. pH
pH môi trường: pH môi trường ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của vi sinh vật, làm thay đổi diện tích của màng tế bào chất, dẫn đến thay đổi tính thẩm thấu của màng tế bào.
Mỗi loài vi sinh vật có pH tối thích, cực tiểu, cực đại riêng. Đại thể là vi khuẩn và xạ khuẩn thích hợp với pH ở vùng trung tính và kiềm (trừ các vi khuẩn sinh các axit hữu cơ). Vi khuẩn gây thối phát triển tốt ở môi trường kiềm, trong các môi trường axit, chúng bị ức chế hoặc có thể bị chết. Ở nhóm nấm men, với các giống nấm men rượu Saccharomyces cũng có những pH tối thích khác nhau. Đối với nấm men rượu và men bia pH ban đầu thích hợp cho lên men là khoảng 5,5. Trong quá trình lên men pH giảm xuống 4,4 - 4,5 rồi lại tăng dần lên. Nguyên nhân giảm pH hay tăng độ chua của môi trường được giải thích bằng sự tạo thành CO2 và các axit hữu cơ trong quá trình.
2.2.3.3. Oxy hoà tan – độ hiếu khí
Độ hiếu khí được thể hiện bằng lượng oxy (O2) hoà tan trong môi trường, đơn vị tính là mg O2/ 1lít môi trường. Cần chú ý một điều là nhiệt độ càng cao lượng oxy hoà tan trong dịch càng thấp.
Oxy hoà tan vào môi trường lỏng ở dạng bọt khí nhỏ làm kích thích sinh sản của nấm men và tạo điều kiện cho tế bào nấm men hô hấp. Trong trường môi trường có khuấy trộn và thổi khí làm cho bọt khí càng phân tán nhỏ và đều hơn. Do đó, tế bào nấm men càng được tiếp xúc với chất dinh dưỡng và oxy tốt hơn. Bình thường oxy hoà tan tối đa trong nước đến 9 mg/l. Nồng độ giảm xuống còn 1 mg/l nấm men sẽ ngừng sinh sản.
2.2.3.4. Thành phần môi trường
Thành phần môi trường lên men có ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng của nấm men và trao đổi chất trong tế bào, đặc biệt là có thể quyết định cả hiệu suất lên men hoặc chuyển hướng lên men từ sản phẩm này sang sản phẩm khác.
Trong môi trường có thể chia thành 4 nhóm thành phần là:
-Nguồn cacbon dinh dưỡng, chủ yếu là các loại đường có thể lên men; -Nguồn nitơ dinh dưỡng;
-Các nguồn chất khoáng đa lượng, trung lượng và vi lượng;
-Nguồn các chất sinh trưởng gồm các vitamin, các axit amin, peptit, nucleotit, nuclezit (Lương Đức Phẩm, 2009).