Ở quy mơ phịng thí nghiệm thì việc ni cấy chủng Clostridium với nguồn carbon đơn giản như glucose, xylose hay lactose không bộc lộ nhiều hạn chế về mặt kinh tế. Nhưng nếu như chúng ta muốn ứng dụng phương pháp sản xuất hydro sinh học trên quy mơ cơng nghiệp thì điều này sẽ bộc lộ nhược điểm về mặt kinh tế bởi vì giá thành đắt của nguồn cơ chất [87]. Vì vậy, một nguồn cơ chất là phụ phẩm rẻ tiền rất cần được tìm ra để thay thế nếu chúng ta muốn tiến hành sản xuất trên quy mô công nghiệp.
1.8.1. Bã đậu
Đậu tương là một cây lương thực được trồng nhiều ở các nước châu Á trong đó có Việt Nam vì đây là một cây lương thực có thể trồng được ở những vùng đất không cần màu mỡ, cho năng suất cao và hàm lượng chất dinh dưỡng đáng kể. Phần lớn đậu tương được sử dụng để chế biến ra các loại thực phẩm dùng trong đời sống hàng ngày của con người như: sữa đậu nành, bột đậu nành và đậu phụ…Trong đó, phần lớn đậu phụ được sử dụng như một món ăn thường xuyên của người dân. Mà trong quá trình sản xuất đậu phụ thì ước tính có đến 30% đậu tương bị mất đi, vào khoảng 8.105 tấn / năm ở Hàn Quốc và Nhật Bản [54]. Tuy nhiên, nguồn bã đậu có chứa hàm lượng các chất hữu cơ rất cao, lên đến 40-60% lượng carbohydrate [13]. Do đó, bã đậu được xem là một nguồn nguyên liệu dồi dào và lí tưởng để thực hiện việc sản xuất H2 sinh học. Chính vì vậy, chúng ta có thể thu bã đậu với số lượng lớn ở các nhà máy sản xuất và chế biến các sản phẩm từ đậu tương để phục vụ cho việc nuôi cấy trên quy mô lớn.
Bởi vì bã đậu thơ có khả năng hịa tan thấp, lượng carbohydrate hòa tan được chỉ nhỏ hơn 15% [54], do đó, bước tiền xử lí bã đậu là vô cùng quan trọng để tăng khả năng phân giải sinh học của nó và góp phần làm tăng sản lượng hydro. Có nhiều phương pháp tiền xử lí cơ chất như xử lí bằng kiềm, acid hay ionic liquid [73], nhưng trong nghiên cứu này, sự acid hóa đã được lựa chọn làm phương pháp tiền xử lí bã đậu vì nó giúp biến thể trạng thái hydrophobic của bã đậu thành dạng hydrophilic để có thể dễ dàng bị enzym ngoại bào của vi khuẩn phân giải, đồng thời dễ thực hiện trong điều kiện phịng thí nghiệm [54].
1.8.2. Bột ngơ
Hiện nay ở nước ta ngô là một trong những loại cây nông nghiệp phổ biến, được sử dụng làm thức ăn cho cả người và gia súc. Ngô được xem như một nguồn cơ chất giàu tinh bột, là nguồn tài nguyên sinh khối tái tạo có giá trị. Từ lâu chính phủ đã tập trung nỗ lực đẩy mạnh thâm canh để tăng sản lượng cây ngơ, mở rộng diện tích cây trồng sản lượng từ 2 triệu tấn năm 2000 tăng lên 2.183 triệu tấn năm 2003 [6]. Tinh bột là thành phần chính tìm thấy trong ngơ, chiếm 28-80% trọng lượng khơ, trong đó amylose chiếm 28% lượng tinh bột. Kích thước hạt tinh bột khoảng 5-25 µm. Thành phần đường chiếm 1-3%, cơ bản là đường D-glucose, D- fructose và saccharose [79]. Đây là một nguồn nguyên liệu đầu vào thích hợp cho việc sản xuất hydro sinh học với giá thành rất rẻ. Trong nghiên cứu này, sự acid hóa được lựa chọn làm phương pháp tiền xử lí bột ngơ [11].