5.4.1. Ảnh hưởng của các yếu tố vật lý 5.4.1.1. Ảnh hưởng của độ ẩm
Hoạt động sống của vi sinh vật có quan hệ mật thiết với nước, tỷ lệ nước trong tế bào vi sinh vật khá cao, nước trong vi khuẩn chiếm từ 75 - 85%, nấm men 78 - 82%, nấm mốc 84 - 90%.
Vi sinh vật cần nước ờ trạng thái tự do, do đó quá trình trao đổi chất nếu thiếu nước sẽ có hiện tượng loại nước ra khỏi tế bào, làm cho tế bào bị chết.
Sức đề kháng của các vi sinh vật với trạng thái khô là khác nhau:
Sức đề kháng của các vi sinh vật không khí > vi sinh vất đất > vi sinh vật nước.
Sức đề kháng của xạ khuẩn > vi khuẩn > nấm mốc.
Sức đề kháng của bào tử > tế bào dinh dưỡng.
5.4.1.2. Nhiệt độ
Nhiệt độ thấp dưới 30C làm ngưng quá trình sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật. Vì vậy, người ta ứng dụng để bảo quản giống VSV, thức ăn và các vật liệu cần thiết. Có thể giữ vi khuẩn ở nhơ lỏng – 1900C vẫn duy trì sự sống hàng năm.
Mỗi loại VSV đều có nhiệt độ thấp nhất, cao nhất và nhiệt độ thích hợp cho sự sinh trưởng của riêng nó.
Nhiệt độ sinh trưởng cực tiểu và cực đại: là nhiệt độ thấp nhất và cao nhất mà ở đó VSV có thể duy trì được sự sinh trưởng, phát triển.
Nhiệt độ sinh trưởng thích hợp: là nhiệt độ mà ở đó VSV sinh trưởng và phát triển nhanh nhất.
VSV được phân thành 3 nhóm theo nhiệt độ:
- Nhóm VSV ưa lạnh: Được phân bố ở vùng hàn đới, nhiệt độ thấp nhất sóc, nhiệt độ cao nhất chịu được ở 150C, nhiệt độ tối thích ở toạc.
- Nhóm VSV ưa ấm: Được phân bố ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, nhiệt độ thấp nhất 150C, nhiệt độ cao nhất chịu được ở 350C, nhiệt độ tối thích ở 250C.
Nhóm VSV ưa nóng: Được phân bố ở vàng sa mạc và xung quanh đường xích đạo, nhiệt độ thấp nhất 350C, nhiệt độ cao nhất chịu được ở 850C, nhiệt độ tối thích ở 600C.
5.4.1.3. Áp suất thẩm thấu
Trong môi trường có nồng độ chất tan thấp, tế bào hút nước mạnh, áp lực tế bào tăng gây ra hiện tượng trương nguyên sinh.
Trong môi trường có nồng độ chất tan cao, nước trong tế bào bị thấm ra ngoài, gây ra teo nguyên sinh chất, tế bào bị khô sinh lý, kéo dài sẽ bị chết.
Ứng dụng: Thường dùng muối, đường nồng độ cao trong bảo quản và chế biến thực phẩm.
5.4.1.4. Các tia bức xạ
Đa số vi sinh vật sinh trưởng không cần ánh sáng (trừ nhóm VSV quang hợp).
Các tia bức xạ có chiều dài bước sóng khoảng 10.000 A0 có thể gây hại đổi với VSV, đó là ánh sáng mặt trời, tia tử ngoại, tia α, λ, δ tia X.
Tác động của ánh sáng mặt trời có thể trực tiếp làm phá huỷ tế bào, hoặc gián tiếp tạo ra các chất độc trong môi trường gây hại cho VSV.
Tia tử ngoại, tia ỏ kìm hăm sự sinh trưởng, gây đột biến trên, giết chết VSV.
Tia X phá huỷ độc tố của vi khuẩn
Ứng dụng: Các tia bức xạ được sử dụng trong khử trừng, tiêu độc, trong bảo quản, chế biến, tạo giống VSV...
5.4.2. Ảnh hưởng của các yếu tố hoá học 5.4.2.1. pH
pH có quan hệ rất lớn đến sự sinh trưởng của vi sinh vật.
Tác dụng của pH có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trao đổi chất của tế bào.
Nồng độ lớn H+ còn ảnh hưởng trực tiếp đến độ hoà tan của một số ton khoáng như: K+, Na+, Mg2+... do đó ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của VSV.
Đa số VSV thích ứng ở pa từ 4,5 - 9,0, tuy nhiên tuỳ từng chủng giống VSV khác nhau mà thích ứng khác nhau với pa.
Ví dụ: Rhizobium, pH thích hợp ở 6,5 - 7,5; Azotobacter, pa thích hợp ở 7,2 - 8,2 5.4.2.2. Các chất sát trùng, ức chế, diệt khuẩn
Các chất sát trùng, chất ức chế, chất diệt khuẩn bao gồm tất cả các chất gây hại đối với vi sinh vật
- Chất sát trùng:
Là những chất có thể giết chết vi sinh vật gây bệnh hoặc không gây bệnh nhưng không giết chết được nha bào.
- Chất ức chế:
Là những chất làm ngùng quá trình sinh trưởng, phát triển của VSV nhưng VSV không bị giết chết mà ở trạng thái tiềm tàng.
- Chất diệt khuẩn:
Là các chất có thể giết chết toàn bộ vi khuẩn kể cả nha bào hay bào tủ.
Một chất có thể vừa là sát trùng, ức chế hay diệt khuẩn... tuỳ thuộc và nồng độ, thời gian, loại vi sinh vật và các yếu tố khác.
5.4.2.3. Chất kháng sim h
Kháng sinh - antibiotic (anti: kháng lại, bios: sự sống) là chất do vi sinh vật sinh ra, ngay ở nồng độ thấp kháng sinh cũng có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt các vi sinh vật một cách đặc hiệu, mỗi kháng sinh chỉ tác động lên một vi khuẩn hoặc một nhóm vi khuẩn bằng cách gây rối loạn phản ứng sinh vật.
Tuỳ từng chủng giống VSV khác nhau mà khả năng chịu được các loại thuốc và liều lượng không sinh khác.
5.4.3. Tác động của các yếu tố sinh vật học 5.4.3.1. Quan hệ cộng sinh
Là một. quan hệ sống chung hai bên đều có . lợi giữa hai sinh vật lui nhau, hoạt động sống của sinh vật này sẽ thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật kia và ngược lại, mối quan hệ giữa chúng khó có thể tách rời. Nếu tách rời sẽ ảnh hưởng đến hoạt động sống của chúng.
Ví dụ: Mối quan hệ giữa vi khuẩn nốt sần và cây họ đậu; Mối quan hệ giữa hệ VSV của dạ cỏ với động vật nhai lại . . .
5.4.3.2. Quan hệ tương hỗ:
Chỉ mối quan hệ giữa các sinh vật sống cạnh nhau và có tác dụng hỗ trợ nhau trong quá trình sống. Mối quan hệ này rất phổ biến trong giới sinh vật nói chung và vi sinh vật nói riêng. Không có sự ràng buộc một cách chặt chẽ giữa các sinh vật trong mối quan hệ này, chúng có thể sống tách rời nhau, không cần đến nhau và giữa chúng chỉ một bên nhận mà không hề có trả về sự giúp đỡ của bên kia.
Ví dụ: Mối quan hệ tương hỗ giữa các nhóm vi sinh vật trong cùng một môi trường sống như nấm men làm lên men đường thành rượu, tạo điều kiện thuận lợi về dinh dưỡng cho sự oxy hoá rượu thành dấm của vi khuẩn axetic khi có không khí. Hay khi lên men tự nhiên, những vi sinh vật hiếu khí đầu tiên phát triển, sử dụng hết oxy tạo điều kiện yếm khí cho các vi khuẩn tiến hành lên men.
5.4.3.3. Quan hệ đối kháng
Đây là mối quan hệ gây ra những ảnh hưởng hạn chế hoặc tiêu diệt, loại trừ nhau biểu hiện trên các mặt như tranh chấp chất dinh dưỡng, tiết ra những sản phẩm độc hại.
Ví dụ: Vi khuẩn cố định đạm sống hội sinh Azospirillum đối kháng với nấm Fusarium.
5.4.3.4. Quan hệ ký sinh
Là mối quan hệ giữa hai cá thể sinh vật mà một bên lợi, một bên hại, sinh vật này sống nhờ hoàn toàn vào sinh vật kia bằng cách sử dụng bản thân sinh vật ấy làm nguồn cung cấp dinh dưỡng cho nó, làm cho sinh vật ấy bị ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển hoặc có thể bị chết.
Ví dụ: Nấm sống ký sinh trên cây tròng gây bệnh cho cây; Thực khuẩn thể sống trong tế bào vi khuẩn...