Mật độ giống đôi khi cũng có ảnh hưởng đáng kể đến sự sinh trưởng của vi sinh vật trong lên men bán rắn. Trong thí nghiệm này, chọn tỷ lệ cám gạo: trấu : bã đậu nành theo tỷ lệ 2:1:1 và độ ẩm 55% để khảo sát ảnh hưởng của pH. Bằng cách thêm nước cất và môi trường có nồng độ dinh dưỡng X2 và điều chỉnh pH của chúng để có được môi trường nuôi cấy có độ ẩm 55% và có pH 5. Các bước tiếp theo thực hiện như mục 3.3.6. Cấy dịch huyền phù bào tử A. niger với các mật độ 0,8*108; 1,6*108; 2,4*108; 3,2*108 bào tử/g vào các môi trường chuẩn bị ở trên.
Thu nhận enzyme từ canh trường sau 28 giờ nuôi cấy, thu dịch chiết enzyme từ canh trường, đem xác định hoạt tính và hàm lượng enzyme amyase thu được. Kết quả phân tích phương sai ANOVA cho thấy sự khác nhau giữa các nghiệm thức là có ý nghĩa về mặt thống kê học.
Đồ thị 4.7 Biểu diễn hoạt tính amylase và hàm lượng protein từ canh trường nuôi cấy
A. niger với các tỷ lệ giống khác nhau.
Ở môi trường có tỷ lệ giống là 0,8*108 có hoạt tính và hàm lượng là cao nhất (619,68 IU/g CT và 51,833 mg/g). Mật độ bào tử phải là 0,8*108 để đảm bảo các tiểu phần cơ chất phải được bao phủ bởi hệ sợi nấm nhằm hạn chế sự tạp nhiễm. Nếu tỷ lệ giống quá cao dẫn đến sự cạnh tranh về dinh dưỡng giữa các cá thể nấm dẫn đến giảm sự sinh trưởng và phát triển, nên hàm lượng protein và hoạt tính amylase sẽ giảm theo.
Khi vi sinh vật được nuôi trong môi trường kín, không được cung cấp môi trường dinh dưỡng mới trong quá trình ủ, thì số lượng chất dinh dưỡng sẽ giảm và lượng chất thải trong môi trường sẽ tăng lên. Vì vậy, cùng một lượng cơ chất ban đầu như nhau và thu hoạch sau một thời gian nuôi cấy như nhau, nếu các nồng độ giống cho vào là khác nhau sẽ cho các kết quả thu nhận enzyme khác nhau do khả năng sinh trưởng của quần thể vi sinh vật cho vào.
Nếu lượng vi sinh vật cho vào thấp, thì thời gian thu hoạch vi sinh vật chưa tích lũy đủ lượng amylase trong canh trường do thời gian sinh trưởng để đạt đến phase cấp số quá dài. Còn nếu lượng vi sinh vật cho vào là quá nhiều, nồng độ dinh dưỡng trong quần thể là không đủ, vì vậy chúng sẽ nhanh chóng chuyển sang phase tử vong do thiếu dinh dưỡng và tích tụ độc tố trong môi trường.
Vì vậy cần tính toán lượng vi sinh vật cho vào phù hợp với môi trường nuôi cấy để đảm bảo thu được lượng enzyme cao nhất để không rơi vào trường hợp thừa chất dinh dưỡng hoặc thừa giống.
Sự sinh trưởng của vi sinh vật trải qua 4 giai đoạn. Đầu tiên là phase tiềm phục. Khi vi sinh vật được đưa vào một môi trường nuôi cấy mới sẽ không có sự gia tăng ngay lập tức số lượng hay sinh khối tế bào. Đây là lúc những thành phần mới của tế bào được hình thành. Sau đó sẽ chuyển sang phase cấp số. Trong phase này, vi sinh vật sẽ phát triển và phân chia với tốc độ cực đại. Sau đó quần thể vi sinh vật sẽ bước vào phase ổn định. Sự tăng trưởng về dân số của vi sinh vật sẽ dừng lại. Lúc này quần thể vi sinh vật đạt mật độ dân số tối đa. Kích thước quần thể phụ thuộc vào chất dinh dưỡng, các nhân tố khác và tùy vào loại vi sinh vật. Có nhiều lí do khiến dân số vi sinh vật đi vào phase ổn định, dễ thấy là sự giới hạn về chất dinh dưỡng và sự tích tụ chất thải độc hại. Cuối cùng là phase tử vong, số lượng tế bào sống sẽ bị giảm do môi trường thiếu dưỡng chất và độc tố tích tụ. Vì vậy cần phải cho một lượng giống thích hợp vào môi trường để chúng đạt mật độ tốt nhất tại phase ổn định. Điều này sẽ làm tăng khả năng thu enzyme từ canh trường nuôi cấy.