2.2.4.1. Giống vi sinh vật
Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng ựến sự hình thành cellulase và lượng cellulase của vi sinh vật như: chủng VSV, môi trường dinh dưỡng, ựiều kiện nuôi cấyẦTrong các yếu tố trên thì chủng VSV là ựiều kiện ựầu tiên và cơ bản nhất.
Không phải các chủng VSV ựều có khả năng tổng hợp enzym như nhau. Ngay cả những chủng cùng chi, thậm chắ là cùng loài cũng rất khác nhau về enzym do chúng sinh ra. Chắnh vì thế mà việc tuyển chọn chủng VSV có khả năng tạo nhiều enzym là vô cùng quan trọng.
Bên cạnh việc tuyển chọn giống có khả năng sinh enzym cao, thì việc cung cấp các chất dinh dưỡng và tiến hành nuôi cấy trong ựiều kiện tối ưu cũng rất quan trọng.
2.2.4.2. Nguồn dinh dưỡng
Việc lựa chọn các nguồn dinh dưỡng và nồng ựộ của chúng trong môi trường phụ thuộc vào ựặc tắnh sinh lý của từng chủng, từng loài VSV và ựiều kiện nuôi cấy chúng.
ỚẢnh hưởng nguồn cacbon
Theo lý thuyết sinh tổng hợp enzym cảm ứng trong môi trường nuôi cấy các vi sinh vật sinh cellulase nhất thiết phải có cellulose và nguồn cacbon.
Những nguồn cellulose có thể là CMC, bột cellulose, giấy lọc, bông, lõi ngô, cám, mùn cưa, bã củ cải, rơm, than bùnẦlà những hợp chất cacbon không tan trong nước thì VSV hấp thụ quanh bề mặt của chúng và phân giải chúng dần dần.
Các nguồn cacbon khác (glucose, cellubiose, axetat, xitrat, oxalate, xucxinat và những sản phẩm trung gian của vòng Krep) có tác dụng kìm hãm sinh tổng hợp cellulase. Song trong môi trường với nồng ựộ glucose rất ắt có tác dụng kắch thắch VSV phát triển và tạo thành enzym (Lương đức Phẩm, 1978).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 24
Nitơ cần cho sự hình thành các axit amin ựể cấu tạo nên các protein cấu trúc cho các phân tử của enzym. Nguồn nitơ bổ sung vào môi trường nuôi cấy có thể là nitơ vô cơ hoặc nitơ hữu cơ. Các nguồn nitơ hữu cơ là những nguyên liệu giàu ựạm như cao ngô, cao nấm men, pepton, bột ựậu tương, khô lạc, khô ựậu,Ầ
Các nguồn nitơ vô cơ thường dùng cho các VSV sinh cellulase là muối nitrat. Các muối amon ắt có tác dụng nâng cao hoạt lực enzym này thậm chắ còn ức chế quá trình tổng hợp, vì rằng trong môi trường các muối này làm cho môi trường axit hóa. điều này không những ức chế quá trình sinh tổng hợp enzym, mà còn có thể làm mất hoạt tắnh enzym sau khi tạo thành.
Natri nitrat làm cho môi trường kiềm hóa, tạo ựiều kiện thuận lợi cho sự tạo thành cellulase. Các hợp chất nitơ hữu cơ có tác dụng khác nhau ựến sinh trưởng tổng hợp cellulase. điều này phụ thuộc vào ựặc tắnh sinh lý của từng chủng giống. Cao ngô và cao nấm men có tác dụng nâng cao hoạt lực cellulase của VSV, nhưng với cao ngô khả năng sinh tổng hợp C1- và Cx- cellulase cao hơn so với cao nấm men.
Nước chiết nấm men chủ yếu kắch thắch sự tạo thành Cx- enzym, còn cao ngô kắch thắch C1- và Cx- enzym, pepton không những là nguồn cung cấp nitơ hữu cơ mà còn là nguồn cacbon tốt cho VSV. Tác dụng kắch thắch của các hợp chất này là do sự có mặt các axit amin, các nguyên tố khoáng và những nhân tố sinh trưởng khác (Lương đức Phẩm, 1978).
Ớđiều kiện nuôi cấy
Khi nuôi cấy trong môi trường lỏng, các yếu tố sau ựây ảnh hưởng rất lớn ựến sự sinh trưởng và phát triển cũng như là sinh enzym cellulase của VSV.
-Nhiệt ựộ
Nhiệt ựộ có ảnh hưởng rất lớn ựến sự sinh trưởng và phát triển của VSV vì vậy nó có ảnh hưởng rất lớn ựến khả năng sinh tổng hợp enzym của chúng. Mỗi loài VSV có một giá trị nhiệt ựộ tối ưu mà tại nhiệt ựộ ựó VSV có khả năng sinh trưởng, phát triển và sinh enzym tốt nhất. Nhiệt ựộ tối ưu cho B. subtilis phát triển tốt là 30 Ờ 450C, với chủng ưa nhiệt là 550C và chịu nhiệt khoảng 65 Ờ 750C.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam Ờ Luận văn thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 25
-pH
pH ban ựầu của môi trường ảnh hưởng không nhỏ ựến sự phát triển và tạo thành enzym. đa số nấm mốc phát triển và tạo enzym ngoại bào ở môi trường axit, pH trong khoảng 4-6, trong khi ựó vi khuẩn lại thắch hợp trong môi trường trung tắnh. pH môi trường không chỉ ảnh hưởng ựến lượng enzym tổng hợp mà còn ảnh hưởng ựến chủng loại enzym ựược tổng hợp
-Nồng ựộ cơ chất
VSV sử dụng cơ chất có trong môi trường nuôi cấy và tổng hợp enzym. Nồng ựộ cơ chất càng lớn khả năng sinh tổng hợp enzym càng cao. Tuy nhiên nồng ựộ cơ chất càng cao áp suất thẩm thấu tạo ra trong môi trường nuôi cấy càng lớn, áp suất này gây ức chế sự sinh trưởng và phát triển của VSV. Vì vậy, VSV chỉ phát triển tốt ở giá trị nồng ựộ cơ chất nhất ựịnh.
- Ảnh hưởng thời gian nuôi cấy
Thời gian nuôi cấy ảnh hưởng lớn ựến sự hình thành enzym. đối với ựa số nấm mốc khi nuôi ở môi trường xốp, sự tạo thành thường kết thúc khi nấm mốc bắt ựầu sinh bào tử, thời gian kết thúc sự tạo thành enzym ngoại bào thường từ 30 - 42 giờ. Còn ựối với vi khuẩn, sự tạo thành enzym ngoại bào tốt nhất từ khoảng 40 - 50 giờ. Còn nuôi cấy chìm sinh trưởng của chủng giống ựạt cực ựại tới pha ổn ựịnh trước, khoảng từ 5 ựến 8 giờ sau thì hoạt ựộ enzym ngoại bào ựạt cực ựại.
-Nồng ựộ oxy
Do sống trong môi trường hiếu khắ nên hàm lượng oxy cũng là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng ựến quá trình sinh tổng hợp enzym. Lượng oxy trong môi trường nuôi cấy ựược ựiều khiển bằng tốc ựộ máy lắc và lượng khắ sục vào môi trường.