Nếu nồng độ dịch đƣờng quá cao sẽ dẫn đến làm tăng áp suất và làm mất cân bằng trạng thái sinh lý của nấm men. Đƣờng nhiều sẽ dẫn đến tổn hao nguồn nguyên liệu và phải kéo dài thời gian lên men. Mặt khác nếu nồng độ đƣờng của dịch lên men thấp thì sẽ làm giảm năng suất thiết bị lên men và làm cho nấm men không đủ chất dinh dƣỡng để phát triển. Thông thƣờng nồng độ dịch đƣờng đƣợc giới hạn ở 22% khối lƣợng hoặc ít hơn (nếu cao hơn thành tế bào có thể bị vỡ)
(Nguyễn Đức Lượng, 2001).
Môi trƣờng nuôi cấy cần phải có đầy đủ các thành phần dinh dƣỡng chủ yếu là glucid ở dạng monosaccharide và disaccharide, nitơ ở dạng acid amin, các muối vô cơ, trừ dạng muối nitrit, nitrat, các vitamin và muối khoáng.
Trong quá trình đƣờng hóa tạo ra nhiều chất ức chế nhƣ furfural, 5- hydroxymethyl furfural (HMF), carboxylic acids và hỗn chất phenol, trong đó quan
Trang 21
trọng nhất là furfural và HMF. Có thể khử độc bằng phƣơng pháp hóa học, vật lý hoặc sinh học.
Sau khi loại độc, cả hai loại đƣờng pentoses và hexoses đều đƣợc lên men để thu đƣợc hiệu quả kinh tế cao đặc biệt khi sử dụng gỗ cứng làm nguyên liệu thô. Có ba phƣớng án để lên men pentoses: i) sử dụng enzyme xylosisomerase: enzyme này xúc tác phản ứng xylose (loại đƣờng 5 phổ biến) thành xylulose và nấm men
Saccharomyces cerevisiae có khả năng lên men xylulose thành ethanol; ii) sử dụng
nấm men lên men đƣờng 5 thành ethanol nhƣ: Pachysolen tannophilus, Candida shehatae hoặc Pichia stipitis; iii) sử dụng vi sinh vật tái tổ hợp (Anneli Nilsson).
Pichia stipitis có thể lên men tạo ethanol ở nồng độ xylose cao hơn so với các
loài nấm men khác ở pH 4.5 – 6, nhiệt độ 25 – 26oC. Lên men sản xuất ethanol từ lõi bắp sử dụng đồng thời S. cerevisiae và Pichia stipitis thu đƣợc 11.99 g/l ethanol ở nhiệt độ 25oC sau 50h lên men (Clarence S. Yah và cs, 2010).