3. Nội dung nghiên cứu
1.2.7. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình sinh trƣởng và phát triển của
ƣu điểm là không cần thiết phải khử trùng nƣớc khi xử lý; sinh khối thu đƣợc sau quá trình xử lý giàu protein, vitamin, carotenoid và nhiều hoạt chất sinh học khác nên có thể đƣợc tái sử dụng trong y học, nông nghiệp và chăn nuôi; khi xử lý nƣớc thải đậm đặc hữu cơ bằng vi khuẩn quang hợp tía thì không phải pha loãng.[24]
1.2.7. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình sinh trƣởng và phát triển của vi khuẩn vi khuẩn
Mỗi loại vi khuẩn đều có nhu cầu về thành phần dinh dƣỡng khác nhau. Nguồn dinh dƣỡng đối với vi khuẩn thông thƣờng là nguồn cacbon, nito và khoáng. Ngoài một số vi khuẩn có khả năng tự tổng hợp các chất cần thiết từ nguồn cacbon vô cơ, nƣớc, muối khoáng (vi khuẩn tự dƣỡng) thì đa số vi sinh vật đòi hỏi cung cấp nguồn cacbon, nito dƣới dạng chất hữu cơ hay vô cơ.
Vi sinh vật không có khả năng hấp thụ trực tiếp các protein cao phân tử. Chỉ có các polypeptit chứa không quá 5 gốc acid amin mới có thể di chuyển trực tiếp qua màng thế bào chất của vi sinh vật. Nhiều vi sinh vật sản sinh protease xúc tác việc phân hủy protein thành các hợp chất phân tử thấp để có khả năng xâm nhập vào tế bào.
Ngoài nguồn N, C thƣờng đƣợc cung cấp vào môi trƣờng nuôi cấy nhƣ pepton, cao thịt, cao men, vi sinh vật cũng cần nguồn muối khoáng cho quá trình sinh trƣởng và phát triển.
Những nguyên tố đa lƣợng cần thiết cho vi khuẩn nhƣ K, P, Ca, Mg và những nguyên tố mà vi sinh vật sử dụng với lƣợng rất nhỏ (nguyên tố vi lƣợng) nhƣ Zn, Mn, Ni, Cu… Các nguyên tố đa lƣợng và vi lƣợng cho vi sinh vật cung cấp dƣới dạng muối khoáng.
Tùy từng loài vi khuẩn mà chúng có nhu cầu về nguồn muối khoáng cung cấp. Một số loài vi sinh vật ngoài thành phần cacbon, nito, khoáng còn có nhu cầu
cung cấp vitamin nhƣ B1, B2, B5… Nhu cầu dinh dƣỡng Bacillus rất đơn giản, chỉ cần 1 nguồn Cacbon, 1 nguồn Nito và 1 nguồn muối khoáng. Ngƣợc lại vi khuẩn Lactic có nhu cầu dinh dƣỡng phức tạp, ngoài nguồn cacbon, nito, khoáng đa lƣợng, vi lƣợng đôi khi còn cần các vitamin cho sự sinh trƣởng và phát triển.
Sự sinh trƣởng và phát triển của vi sinh vật không những chỉ phụ thuộc vào thành phần dinh dƣỡng trong môi trƣờng nuôi cấy mà còn chịu ảnh hƣởng bởi nhiều yếu tố khác nhƣ: nhiệt độ, độ ẩm, pH, nồng độ oxi hòa tan… Một trong những đặc điểm quan trọng của Bacillus lôi cuốn sự chú ý trong lĩnh vực công nghệ sinh học đó là khả năng chịu nhiệt, chịu axit và chịu kiềm. Bacillus có thể phát triển ở nhiệt độ 600C hoặc cao hơn (Bacillus chịu nhiệt), cũng có loài ƣa lạnh có thể phát triển ở 0-150C. Thông thƣờng Bacillus phát triển tốt ở nhiệt độ 18-370C, nhƣng nhìn chung khi nuôi cấy, lên men Bacillus, không cần phải khống chế nhiệt độ gắt gao nhƣ những loài khác.
Chỉ số pH môi trƣờng cũng là một trong những yếu tố ảnh hƣởng đến sinh trƣởng và phát triển của vi khuẩn bởi khi thay đổi pH, làm cho diện tích màng tế bào chất thay đổi vì thế ảnh hƣởng đến sự hấp thụ thức ăn và cũng làm thay đổi nhiều phản ứng sinh hóa xảy ra trong tế bào. pH tối thích cho vi khuẩn là 6,5-7,5. pH thích hợp đối với Bacillus thƣờng trung tính (pH=7); đối với vi khuẩn Lactic, pH thấp hơn (6-6,5).
Tùy theo từng loại vi sinh vật ƣu khí hay kị khí mà nhu cầu về nồng độ oxi hòa tan cao hay thấp. Đối với vi khuẩn Bacillus (vi khuẩn hiếu khí hoặc kỵ khí không bắt buộc), khi lƣợng oxi hòa tan thấp, chúng không thể sinh trƣởng và phát triển đƣợc. Tuy nhiên, đối với loài vi khuẩn Lactobacillus (loài kị khí không bắt buộc) thì lƣợng oxi nhiều sẽ ức chế sự phát triển của chúng.