4）溶氧的控製
溶氧是需氧微生物生長所必需的。在發酵過程中有多方麵的限製因素，而溶氧往往是最容易成為控製因素。如果溶解氧濃度低於微生物所需臨界值，細胞的比耗氧速率就會大大下降，微生物的呼吸速率隨溶解氧濃度降低而顯著降低，細胞處於半厭氣狀態，代謝活性活動受到阻礙。
α澱粉酶發酵時需氧發酵，無論是基質的氧化、菌體的生長還是產物的合成都需要大量的氧氣。若發酵液中氧氣不足，可通過加大通氣量、適當降低溫度、提高發酵罐壓、補水、提高攪拌轉速等方法來控製。
5）雜菌的控製
要保證嚴格的無菌操作，種子罐及設備滅菌要徹底，需配有淨化空氣設備。若前期染菌，應該重新進行滅菌；中期染菌，應偏離雜菌生長條件，盡可能抑製雜菌生長；後期染菌，可提前或及時放罐。
（四）α澱粉酶的提取工藝
無論是固態發酵還是液態發酵，酶的提純、分離和精製都至關重要。酶的發酵終產物往往具有以下特點：目的酶的濃度一般比較低；待分離的體係十分複雜，含有細胞、細胞碎片、蛋白質、核酸、脂類、糖類、無機鹽等。當酶是胞內酶時，需要進行細胞破碎；酶本身的性質不穩定，分離過程中如果操作不當會造成酶生物活性的喪失，因此要控製好操作溫度和pH值並避免產物與空氣接觸汙染和氧化，分離提取過程盡量迅速，縮短停留時間。
1）發酵液的過濾和預處理
去除高價離子和蛋白質，對高價離子的去除采用草酸或磷酸，草酸與鈣離子生成草酸鈣，還能促進蛋白質的沉澱。加磷酸既能降低鈣離子也能降低鎂離子。對於蛋白質的沉澱可以加入絮凝劑、調節pH值或加熱。過濾通常采用鼓式真空過濾器，過濾前加去乳化劑並降溫。
2）α澱粉酶的提取
大多數酶的本質是蛋白質，因此用分離純化蛋白質的方法純化酶。分離純化α澱粉酶的方法很多，一般都是依據酶分子的大小、形狀、電荷性質、溶解度、穩定性、專一性結合位點等性質建立。常用的沉澱分離技術有有溶劑沉澱、鹽析沉澱、等電點沉澱、變性沉澱、沉澱劑沉澱與絮凝沉澱等。要得到高純度α澱粉酶，往往需要將各種方法聯合使用。鹽析沉澱、凝膠過濾層析、離子交換層析、疏水作用層析、親和層析和電泳等，是蛋白質分離純化的主要方法。
（1）有機溶劑沉澱技術
有機溶劑沉澱法具有分辨率高的特點，是酶蛋白初步純化的常用方法。有機溶劑的加入降低了溶液的介電常數，增加了蛋白質粒子間的作用力即庫侖力，使粒子間靜電引力增大而聚集和沉澱。有機溶劑還會降低蛋白質分子的溶劑化能力，使其表層水層脫水破壞而變得不穩定，最後發生沉澱。
選擇的沉澱劑必須是能與水相溶的並且不與酶發生任何作用的有機溶劑，常用的有丙酮與乙醇。有機溶劑大多數都帶有一定的毒性，易使蛋白質構象發生變化而導致變性，因此在純化過程中一般采用毒性較小的丙酮以盡量消除這種副作用。溶劑沉澱後不需要專門的方法去除沉澱劑，隻需通過自然揮發除去，必要時采用真空抽濾脫除。
（2）鹽析沉澱技術
鹽析沉澱法是許多酶初純階段經常采用的方法。中性無機鹽離子在較低濃度時會增加蛋白質的溶解度，但當鹽濃度增加到一定程度時，鹽離子與蛋白質表麵具有相反電荷的離子基團結合，使排斥力減弱而凝聚，同時蛋白質表麵的水化膜被破壞而引起蛋白質的沉澱。
鹽析中常用的中性鹽有硫酸銨、硫酸鈉、硫酸鎂、磷酸鈉、磷酸鉀、氯化鉀、醋酸鈉、硫氰化鉀等，但在酶的分離純化中常用的是硫酸銨。由於高離子濃度對酶的活性有很大的影響，故鹽析後需脫鹽，常用的脫鹽處理方法有透析法、電滲析法和葡萄糖凝膠過濾法，酶的分離過程最常用的是透析法。
（3）絮凝技術
PCH絮凝劑是從食品加工廠廢料中提取的一種多糖天然高分子絮凝劑。PCH絮凝劑係直鏈高分子聚合物，相對分子質量約105，經電泳試驗證明其屬陽離子表麵活性劑。根據高分子的絮凝作用原理和膠體表麵的性質，它對表麵帶負電荷的汙泥及蛋白質具有優良的絮凝作用。PCH絮凝劑具有無毒，可為生物降解等特點。PCH絮凝劑在酶製劑發酵液的絮凝中效果好、過濾快、用量少，且對酶活力無損失，可成為酶製劑精製中的一種良好絮凝劑。較傳統的鹽析法、離心分離法等具有明顯的優點。
3）α澱粉酶的製備
上述沉澱物過濾後，濾餅於40℃烘幹磨粉即成粗酶製品。成品固體酶製劑的幹燥酶製劑的幹燥方法有烘房、氣流幹燥、噴霧幹燥、沸騰幹燥、振動幹燥和真空冷凍幹燥。由於噴霧幹燥生產能力大，維修保養簡單，因此生產中常采用這種方法。α澱粉酶的純化方法可采用凝膠過濾法，以特定的凝膠物質為分子篩，裝入層析柱。通過凝膠層析柱，便可將α澱粉酶分離出來。再通過酶的結晶和幹燥便可製得α澱粉酶的純品。
①酶是一種生物催化劑，具有催化效率高、反應條件溫和和專一性強等特點。利用微生物生產生物酶製劑要比從植物、動物組織中獲得更容易。因為動、植物來源有限，且受季節、氣候和地域的限製，而微生物不僅不受這些因素的影響，而且種類繁多、生長速度快、加工提純容易、加工成本相對比較低，充分顯示了微生物生產酶製劑的優越性。
②α澱粉酶是以澱粉為底物的澱粉內切水解酶，可降解澱粉為水溶性的糊精並產生少量麥芽糖和葡萄糖。α澱粉酶所采用的菌種主要有細菌和黴菌兩大類，典型的是芽孢。
杆菌和米曲黴。芽孢杆菌則主要采用液體深層通風培養法大規模地生產α澱粉酶，液體培養常以麩皮、玉米粉、豆餅粉、米糠、玉米漿等為原料，並適當補充硫酸銨、氯化銨、磷酸銨等無機氮源，此外還需添加少量鎂鹽、磷酸鹽、鈣鹽等。α澱粉酶的發酵工藝控製主要通過調節補料、pH值、溫度、溶氧、雜菌來完成。α澱粉酶發酵的下遊工藝則采用分離純化蛋白質的方法來進行後期的提取與純化。
③本項目簡要概述了微生物酶的發展曆史和目前常用產酶微生物。本項目以α澱粉酶的發酵生產工藝為例，詳細地介紹了α澱粉酶的發酵菌種、生產所用原料、培養基的製備、菌種的擴大培養、發酵的工藝流程、發酵工藝控製及α澱粉酶的主要提取分離技術。
1.α澱粉酶固體發酵的缺點有哪些？
2.常用α澱粉酶的生產菌種有哪些？
3.簡述穀氨酸生產工藝流程。
4.α澱粉酶發酵的工藝控製有哪些？