2.5. 3.1. Ảnh hưởng của một số thành phần môi trường
Môi trường dinh dưỡng là môi trường sống và cũng là nơi vi sinh vật sinh trưởng, phát triển và thực hiện mọi hoạt ựộng của một cơ thể sống. Nhưng ựể duy trì phát huy những tắnh chất ựặc trưng của vi sinh vật thì nó yêu cầu môi trường dinh dưỡng phải thắch hợp. Nói cách khác sự phát triển của vi sinh vật chịu ảnh hưởng rất lớn bởi thành phần dinh dưỡng trong môi trường.
Thành phần môi trường dinh dưỡng của từng chủng vi sinh vật ựược xác ựịnh bằng thực nghiệm. Việc chọn môi trường dinh dưỡng ựể nuôi cấy nhằm mục ựắch thu ựược một lượng sản phẩm tối ựa do chủng sản xuất tạo thành là một quá trình lâu dài và vất vả, ựòi hỏi người làm công việc này phải có kiến thức sâu về sinh lý vi sinh vật. Lựa chọn các chế ựộ môi trương tối ưu có ựược xác ựịnh bằng hai cách: chọn lựa thực nghiệm lâu dài qua nhiều giai ựoạn và sử dụng phương pháp toán học mô hình hóa thử nghiệm.
Cách thứ nhất là phổ biến từ trước tới nay trong công tác nghiên cứu vi sinh vật học. Trên cơ sở hiểu biết về sinh lý vi sinh vật người ta xác ựịnh tắnh chất thành phần môi trường, còn nồng ựộ của lượng thành phần ựược xác lập bằng hàng loạt thắ nghiệm, trong ựó một cấu tử của môi trường ựược thay ựổi trong khoảng giới hạn, còn cấu tử khác giữ nguyên. Cách này ựáng tin cậy nhưng mất nhiều thời gian.
Cách thứ hai sử dụng phương pháp toán học kế hoạch hóa thực nghiệm cho phép xác ựịnh nhanh các chế ựộ và thành phần tối ưu của môi trường dinh dưỡng. Việc tối ưu hóa quá trình gồm hai giai ựoạn cơ bản. Ở giai ựoạn ựầu làm thắ nghiệm với các yếu tố nhằm xác ựịnh ý nghĩa của các yếu tố nghiên cứu, xác ựịnh phương hướng và mức ựộ biến ựổi của mỗi yếu tố trong các thắ nghiệm tiếp theo của bản
thân quá trình tối ưu hóa.
Cơ sở của việc kế hoạch hóa thực nghiệm theo yếu tố 2n là việc thể hiện tất cả các tổ hợp có thể có giữa n các yếu tố nghiên cứu. Mỗi yếu tố ựều ựược kiểm tra ựồng thời và không phụ thuộc lẫn nhau ở hai mức ựộ trên (+) và dưới (Ờ) khi tối ưu hóa thành phần môi trường. Trung tâm của thực nghiệm là mức trung bình, hay mức cơ bản (0), tức là số trung bình cộng giữa mức trên và mức dưới của mỗi yếu tố.
-Ảnh hưởng của nguồn nitơ
Vi sinh vật cũng như tất cả các cơ thể sống khác cần nitơ trong suốt quá trình sống ựể xây dựng tế bào và tạo ra các sản phẩm sinh tổng hợp: Bởi lẽ các thành phần quan trọng của tế bào và sản phẩm sinh tổng hợp ựều có chứa nitơ ( protein, axit nucleic, enzyme...). Chắnh vì vậy, trong môi trường nuôi cấy cần thiết có nitơ mà vi sinh vật có thể ựồng hóa ựược. Việc chọn nguồn nitơ là cần thiết ựể ựảm bảo ựược hiệu suất sinh tổng hợp cao và có lợi về mặt kinh tế.
-Ảnh hưởng của nguồn cacbon
Sự sinh tổng hợp enzyme chitosanase ựược tổng hợp trong tế bào vi sinh vật chịu ảnh hưởng khá lớn của nguồn cacbon có mặt trong môi trường nuôi cấy. Nếu môi trường chỉ chứa nguồn cacbon ựể ựồng hóa như glucose, tinh bột tan... thì vi sinh vật phát triển về mặt sinh khối có nghĩa là lượng sinh khối thu ựược nhiều nhưng lượng enzyme chitosanase mà vi sinh vật có thể tiết ra môi trường là rất ắt. Muốn thu ựược enzyme cao thì phải có cơ chất ựể cảm ứng ựể vi sinh vật có thể sinh tổng hợp enzym ựể thủy phân nguồn cơ chất ựó. nguồn cacbon ựóng vai trò là chất cảm ứng cho sinh tổng hợp chitosanase là Chitosan, Chitin.
2.5. 3. 2. Ảnh hưởng của nhiệt ựộ môi trường
đa số vi sinh vật tổng hợp enzyme chitosanase là vi sinh vật ưa ẩm, nhiệt ựộ tối thắch cho vi sinh vật phát triển và tổng hợp enzyme chitosanase nằm trong khoảng từ 30 Ờ 450 C.
Thông thường các vi sinh vật có nhiệt ựộ tối thắch cho sự phát triển và sinh tổng hợp enzyme cao thì tắnh bền nhiệt của enzyme tạo thành cũng cao. điều này rất có lợi
vì hầu hết các quá trình thủy phân ựều tỏa nhiệt. Nếu enzyme bền nhiệt thì hiệu quả sử dụng enzyme cao hơn và không phải dự kiến các phương án làm giảm nhiệt ựộ môi trường [15].
2.5. 3. 3. Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy
Mỗi loài vi sinh vật ựòi hỏi một ựộ pH nhất ựịnh và pH của môi trường có ảnh hưởng rất lớn ựến sự phát triển và khả năng sinh tổng hợp enzyme của vi sinh vật bởi lẽ ion H+ vàOHỜ trong môi trường tác ựộng trực tiếp lên màng nguyên sinh chất làm thay ựổi sự vận chuyển của cơ chất cảm ứng vào tế bào và vận chuyển enzyme ra ngoài môi trường.
Mặt khác ion H+ vàOH- cũng ảnh hưởng ựến hệ sinh vật của enzyme của vi sinh vật, tham gia vào hoạt ựộng sống của vi sinh vật. Thông thường nấm men, nấm mốc phát triển tốt trên môi trường axắt, vi khuẩn phát triển tốt trên môi trường kiềm hoặc trung tắnh. Các vi sinh vật sinh tổng hợp chitosanase ựược nghiên cứu chủ yếu là các vi sinh vật ưa pH trung tắnh, có ựộ pH thắch hợp từ 5.5 Ờ 7.
Bảng 2.6. điều kiện nhiệt ựộ, pH và thời gian nuôi cấy của một số chủng vi sinh vật sinh chitosanase Vi sinh vật Nhiệt ựộ (0C) pH Thời gian (ngày) Acinetobacter sp. Strain CHB101 30 5.6 7
Streptomyces griseus HUT 6037 30 7 3
Gongronella sp. JG 30 6 4 Bacillus sp. Strain CK4 60 6.5 1.7 Bacillus sp. Srain KCTC 0377BP 30 7 5 Aspergillus sp. CJ 22-326 30 5.6 3 Matsuebacter chitosanmotabidus 3001 30 7 4 Nguồn: [23, 14, 15, 38, 24]