生物發酵廠澱粉配料間防爆等級

㈠ 什麼工廠采購玉米澱粉

就醫葯工業而言，澱粉是抗生素工業最重要的原料，因為幾乎所有抗生素都採用澱粉發酵法生產。
如銷量極大的青黴素、頭孢菌素、四環素、土黴素、金黴素、鏈黴素與各種氨基糖苷類抗生素等，無一不是用澱粉為底物經工業微生物發酵、提取而成。
另外，澱粉的另一重要用途是作為葯物賦型劑，早期各國葯廠生產的片劑絕大多數使用玉米澱粉為填充劑及粘合劑。

㈡ 關於車間防爆等級劃分，

Ⅰ類：煤礦井下電氣設備；

Ⅱ類：除煤礦、井下之外的所有其他爆炸性氣體環境用電氣設備。版

Ⅱ類又可分為ⅡA、ⅡB、ⅡC類,標志ⅡB的設備可適用於ⅡA設備的使用條件；Ⅱ權C可適用於ⅡA、ⅡB的使用條件。

Ⅲ類：除煤礦以外的爆炸性粉塵環境電氣設備。

ⅢA類：可燃性飛絮；ⅢB類：非導電性粉塵；ⅢC類： 導電性粉塵。

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客觀上很多工業現場滿足爆炸條件。當爆炸性物質與氧氣的混合濃度處於爆炸極限范圍內時，若存在爆炸源，將會發生爆炸。因此採取防爆就顯得很必要了。

易爆物質：很多生產場所都會產生某些可燃性物質。煤礦井下約有三分之二的場所有存在爆炸性物質；化學工業中，約有80%以上的生產車間區域存在爆炸性物質。

㈢ 七天發酵八天蒸酒的釀造工藝

釀酒的工藝流程一·原料處理濃香型白酒生產所使用的原料主要是高粱，但也有少數酒廠使用多種穀物原料濃香型白酒混合釀酒的。以糯高粱為好，要求高粱籽粒飽滿、成熟、干凈、澱粉含量高。原料高粱要先進行粉碎。目的是使顆粒澱粉暴露出來，增加原料表面積，有利於澱粉顆粒的吸水膨脹和蒸煮糊化，糖化時增加與酶的接觸，為糖化發酵創造良好的條件。但原料粉碎要適中，粉碎過粗，蒸煮糊化不易透徹，影響出酒；原料粉碎過細，酒醅容易發膩或起疙瘩，蒸餾時容易壓汽，必然會加大填充料用量，影響酒的質量。二·出窖酒廠把酒醅及酒糟統稱為糟。濃香型酒廠均採用經多次循環發酵的酒醅(母糟、老糟)進行配料，人們把這種糟稱為「萬年糟」。「千年老窖萬年糟」這句話，充分說明濃香型白酒的質量與窖、糟有著密切關系。三·配料、拌和配料在固態白酒生產中是一個重要的操作環節。配料時主要控制糧醅比和糧濃香型白酒糠比，蒸料後要控制糧曲比。配料首先要以甑和窖的容積為依據，同時要根據季節變化適當進行調整。配料要做到「穩、准、細、凈」。對原料用量、配醅加糠的數量比例等要嚴格控制，並根據原料性質、氣候條件進行必要的調節，盡量保證發酵的穩定。釀制濃香型酒，除了以高粱為主要原料外，也可添加其他的糧谷原料同時發酵。多種原料混合使用，充分利用了各種糧食資源，而且能給微生物提供全面的營養成分，原料中的有用成分經過微生物發酵代謝

㈣ 生物丁醇的生產工藝是怎樣的

工業上生產丁醇的方法有3種：①羰基合成法。丙烯與CO、H2在加壓加溫及催化劑存在下羰基合成正、異丁醛，加氫後分餾得正丁醇，這是工業上生產丁醇的主要方法。②發酵法。以澱粉等為原料，接入丙酮-丁醇菌種，進行丙酮丁醇(ABE)發酵，發酵液精餾後得產品正丁醇。③醇醛縮合法。
乙醛經縮合成丁醇醛，脫水生成丁烯醛，再經加氫後得正丁醇。

微生物發酵法一般以澱粉質、木薯等澱粉質農副產品、紙漿廢液、糖蜜、甘蔗、甜菜等糖質產品為原料，經過物理處理得到水解液，然後利用丙酮丁醇菌自身分泌的酶，經過復雜的生物化學變化，將發酵液生成丙酮、丁醇和乙醇等產物，經過精餾即可得到丁醇。其工藝設備與酒精生產相似，原料價廉，來源廣泛，設備投資較小；(2)發酵法生產條件溫和，一般常溫操作，不需貴重金屬催化劑等。

丁醇與乙醇相比具有以下優勢：①能量含量高，與乙醇相比可多走30%的路程；②丁醇的揮發性是乙醇的1/6倍，汽油的1/13.5，與汽油混合對水的寬容度大，對潮濕和低水蒸氣壓力有更好的適應能力；③丁醇可在現有燃料供應和分銷系統中使用，而乙醇則需要通過鐵路、船舶或貨車運輸；④與其他生物燃料相比，腐蝕性較小，比乙醇、汽油安全；⑤與現有的生物燃料相比，生物丁醇與汽油的混合比更高，無需對車輛進行改造，而且混合燃料的經濟性更高；⑥與乙醇相比，能提高車輛的燃油效率和行駛里程；⑦發酵法生產的生物燃料丁醇會減少溫室氣體的排放。與乙醇一樣，燃燒時不產生SOx或NOx，這些對環境有利；

發展中存在的問題及應對策略
早期的丁醇發酵工業因其成本高，不敵於石油化工產品而衰落，這也是當今限制其大規模發展的瓶頸所在，據業內專家分析，如果原油價格保持在40美元/桶以上，2011年以後，生物丁醇的市場機會將會超過10億美元。
傳統丁醇發酵產業普遍存在的問題有：①丁醇產量、產率低。由於丁醇對菌體的毒害作用，丁醇的質量濃度<13 g/L，丁醇產量<4.46s/(L·h)，丁醇產率<25%(質量分數)。②溶劑終濃度低。傳統的ABE發酵，總溶劑質量分數≤2%，水分質量分數可達98%以上，採用常規精餾方法加大了設備、電力和能源的消耗，這也是丁醇高成本的關鍵所在。③丁醇在總溶劑中的比例低，一般只佔60%，其餘30%為丙酮，10%為乙醇，加大了後期丁醇回收、分離的成本。④傳統的丁醇發酵普遍採用玉米、糖蜜為原料生產，隨著糧食價格的上漲及世界糧食資源的匱乏，丁醇的發展必將處於劣勢。

針對傳統丁醇發酵產業存在的問題，可從以下幾方面著手，具體策略如下：
(1)改良現有菌株。利用基因工程和代謝工程技術，解除代謝過程中可能存在的產物或者中間產物的抑制，提高菌種對丁醇的耐受性，強化丁醇生產中的關鍵酶，切斷丙酮、乙醇的生成代謝途徑，提高丁醇在溶劑中的比例。
(2)研究從稀發酵料液中經濟、有效回收丁醇的方法，如滲透蒸發、汽提、液-液萃取等技術。
(3)用酶學、微生物生理、發酵技術等知識優化和再商品化丁醇發酵工藝。
(4)拓展發酵原料品種，改進原料預處理方法，通過系統研究降低丁醇成本：①廣泛利用價廉易得的木質纖維類原料。能夠發酵產生丁醇的原料有玉米、糖蜜、乳清、葡萄糖等。近年來，一些農業廢棄物，如稻草、玉米纖維、果園殘次果等也已作為發酵底物使用，其中，以農林副產物、有機廢棄物、秸稈等木質纖維素含量豐富的物質生產生物丁醇的成本較玉米、糖蜜等更低，規模化後其價格更接近石油工業丁醇，因此也更有商業前景。目前我國農村的秸稈量產量約6.5億t/a，到2010年將達7.26億t/a，而農業加工業的廢棄物則高達8 200多萬t。充分開發利用農作物秸稈成為農業發展的重要課題之一，既符合我國國情，也順應國家的大政方針。②研究有效的預處理方法，增加微生物或酶水解木質纖維素的有效性。稀酸高溫處理木質纖維類原料會產生糠醛等對微生物發酵有毒的物質，而開發化學和生物方法脫毒水解物，研究脫毒機理，對加快發酵效率，降低工藝成本具有重要意義。③用木質纖維素開展生物燃料的高產量發酵系統研究。採用多級連續發酵、固定化發酵、細胞循環高密度發酵等方法，通過微生物對高底物濃度、發酵抑制劑、有機酸和醇的耐受性的研究，保證微生物的活力。④為提高工藝的經濟性，生物反應器中的各項步驟可耦合，通過酶/微生物糖化-發酵-下游技術同時生產生物燃料丁醇。

國內外研究進展
隨著石油資源的短缺，石油價格的不斷上揚，經濟和社會的發展需要進行資源、能源、環境革命。在經濟發展和社會發展的雙重驅動下，世界許多國家開始重新關注微生物發酵法生產丁醇的研究，其中以美國取得的專利和成果最多。
美國
2006年6月，美國杜邦(Dupont)公司和英國BP公司聯合宣布建立合作夥伴關系，共同開發、生產並向市場推出新一代生物燃料--生物丁醇，以滿足全球日益增長的燃料需求，該生物丁醇廠將於2009年投入運營。
美國農業部農業研究所(USDA-ARS)研究項目Cost-EffectiveBioprocess Technologies for Proction of Biofuels from Lignocellulosic Biomass，利用拜氏梭菌轉化纖維素生物質生產生物丁醇，該項目2004年立項，預計2009年完成。
美國綠色生物有限公司(GBL)和專業級公司EKB公司合作，投資85.5萬歐元創新丁醇發酵工藝技術，計劃開發生產生物燃料丁醇用於交通運輸，將其生產成本降低。
加利福尼亞技術研究院(Cahech)、下屬公司Gevo、Khosla風險投資公司及Virgin Fuels公司目前已將研究從乙醇轉向了丁醇；Gevo公司將利用甘蔗、玉米副產物和草等不同類型的生物質生產生物丁醇。
美國Ener Genetics International Inc.(EGI)用DNA遺傳改良菌株，通過代謝工程調控和專利技術開發的連續固定化反應器，採用膜技術回收產物，發酵僅需6h，菌種能耐受4%-5%的丁醇，發酵液中丁醇占總溶劑的90%(傳統發酵法丁醇一般佔60%)，丁醇產量達4.5-5.0g/(L·h)，產率為40%-50%，比傳統丁醇工藝產量提高400%-500%，生產成本不到0.264美元/L，車間成本500萬-1 000萬美元，而傳統丙酮丁醇發酵法生產成本為2.5美元，傳統發酵車間至少需要投資1億美元。
美國ButylFuel公司採用BFL公司專利生產的BioButanolTM，1 L玉米可產丁醇0.27 L，且無乙醇或丙酮產生，而目前報道的研究中1 L玉米最多能產丁醇0.14-0.20L，且仍沿用ABE發酵過程。據初步成本估算，用石油生產丁醇的成本為1.350美元/L，而用玉米產生物丁醇的價格為0.317美元/L(不包括所產氫氣)，可以和玉米產乙醇的0.338美元/L的價格相競爭。當用飼料等廢棄物代替玉米時，丁醇成本可降至0.225美元/L。
英國
2006年，英國政府計劃利用英格蘭東部的甜菜生產生物丁醇，將其與傳統汽油混合後，用作車輛驅動燃料，並計劃加速丁醇和其他生物燃料的生產，使生物燃料銷售份額到2010年占所有燃料的5%，到2015年佔10%。目前，第一個丁醇燃料工廠正由英國聯合食品有限公司(ABNA)建造，設計生產能力為7000萬L/a，到2010年，丁醇燃料可在1 250個英國石油公司(British Petroleum，簡稱BP)、加油站銷售。
2007年2月，英國Oxfordshire-basedBiotechnology公司接受英國貿易部和工業引導技術部投資25萬英鎊，其他股東和商業人士投資31萬英鎊，計劃開發新一代低成本生物燃料--丁醇。
韓國
為應對高油價，韓國產業資源部2007年表示，計劃大力研發生化丁醇(Bio-butanol，直接替代汽油的生物燃料)、生物合成石油等下一代新能源技術和天然氣固化儲存和運輸技術。第一階段從2007年至2010年3年內，計劃投入200億韓元開發上述技術，其中政府投資113億韓元，由韓國化學研究院、CS精油、SK建設、三星綜合技術院(SAlT)和漢城大學(Hansung University)等29個企業和研究機構共同參與。一階段研發結束時，將開發出生產能力3萬L/a生化丁醇、35桶生物合成柴油和20t固化天然氣的成套設備。
中國
國內的科研院所以及一些發酵企業也都開始著手丁醇的研究開發，開始這方面研究的科研院所有中國科學院上海植物生理生態研究所、上海工業微生物研究所、清華大學核能與新能源技術研究院等，其中中國科學院上海植物生理生態研究所「七五」期間承擔過高丁醇比丙酮丁醇菌的選育，並成功選育出了7：2：1丙酮丁醇菌種。相關的企業有河南天冠集團的子公司上海天之冠可再生能源有限公司、華北制葯公司、河北冀州溶劑廠等，其中上海天之冠可再生能源有限公司和中國科學院上海植物生理生態研究所關於發酵法生產丙酮丁醇的項目已經申請了國家「973」、國家"863"計劃以及中國科學院計劃，項目的重點是構造高產、高底物選擇性的丙酮丁醇菌種和開發新的發酵工藝，包括纖維質原料發酵生產丙酮丁醇、溶劑抽提耦聯發酵技術以及研究先進的發酵過程裝備等。

㈤ 澱粉廠排放的有刺激性氣味的廢氣成分是什麼

一樓的，硫化氫是有臭雞蛋氣味的，稍微聞一點就會昏迷的，吸入多了立刻就死了，這么劇毒的氣體是嚴禁排放的，而且生產中也不可能出現，對員工來說也太危險了，不可能是硫化氫！

㈥ 厭氧罐產生的沼氣怎麼使用目前澱粉廠污水處理採用厭

（1） 適宜的發酵溫度
沼氣池的溫度條件分為：①常溫發酵 (也稱為低溫發酵)10℃～30℃,在這個溫度條件下,產氣率可為0．15～0．3 m3/m3•d.② 中溫發酵 30℃～45℃,在這個溫度條件下,池容產氣率可達1m3 /m3•d左右.③高溫發酵45℃～60℃,在這個溫度條件下,池容產氣率可達2～2．5 m3/m3•d左右.沼氣發酵最經濟的溫度條件是35℃ ,即中溫發酵.
（2）適宜的發酵液濃度
發酵液的濃度范圍是2～30% .濃度愈高產氣愈多.發酵液濃度在20%以上稱為干發酵.
（3） 發酵原料中適宜的碳、氮比例(C：N)
沼氣發酵微生物對碳素需要量最多,其次是氮素,我們把微生物對碳素和氮素的需 要量的比值,叫做碳氮比,用 C：N來表示.目前一般採用C：N=25：1.但並不十 分嚴格,20：1、25：1、30：1都可正常發酵 .
（4） 適宜的酸鹼度(pH值)
沼氣發酵適宜的酸鹼度為pH=6．5～7．5 .pH值響酶的活性,所以影響發酵速率.
（5） 足夠量的菌種
沼氣發酵中菌種數量多少,質量好壞直接影響著沼氣的產量和質量.一般要求達到發酵料液總量的10～30%,才能保證正常啟動和旺盛產氣.

㈦ 玉米澱粉可以拿來做什麼

玉米澱粉可以在廚房炒菜時做配料。
如做過油菜時用來「抓護」、炒菜時用來勾汁等等。

㈧ 發酵工業

1.哪些食品是直接由微生物發酵生產的？

提示：麵包，饅頭，酸奶，酒，醬油，醋，醬，泡菜，酸菜，腐乳，醪糟，乳酪等，是直接由微生物發酵產生的。

2.哪些食品中添加了經發酵生產的食品添加劑？

提示：喜蛋、糖果、餅干、果凍等添加了紅曲色素，以調節色澤；果汁、餅干、麵包、點心、方便麵等添加了黃原膠，起懸浮、穩定、增稠、改善口感、防止粘牙、延長儲存期等作用；各類罐頭，包括蔬菜、水果、蘑菇、魚類、肉類、蛋類罐頭，香腸，包裝奶等添加了乳鏈桿菌肽，以保鮮、防腐，降低殺菌強度，保存營養和改善口感等；各種果汁、啤酒和飲料中均需使用檸檬酸或乳酸作為酸味劑調節口味、口感；飯店、食堂和家庭製作的菜餚中常加味精或肌苷，以增加鮮味。可以說市場上出售的各類食品均加有各種食品添加劑，其中約70%～80%的食品添加劑是用發酵法，或發酵產生的酶，加工生產的。

（三）旁欄思考題

抗生素、氨基酸、酶制劑等產品為什麼能通過微生物發酵來生產？這與微生物的生長和代謝特點有什麼關系？

提示：自然界中的微生物能夠從它生存的環境中吸取營養物和能量，進行物質的合成與代謝，進行繁衍，這一切生命活動幾乎都是由酶催化的生物反應完成的。因此，在微生物細胞中存在能夠催化各種反應的酶。我們可以從中篩選出能夠產生某種酶較多的微生物，利用該微生物的代謝活動，獲得某種產品。

自然界中存在的某些微生物因適應不同的環境，或因自身生存的需要而具備產生某種物質的能力，如某些微生物因爭奪生存環境或營養物，會產生抗生素將其他種類的微生物殺死；微生物為將環境中的蛋白質、纖維素、澱粉等大分子變成可吸收的營養物，會產生蛋白酶、纖維素酶和澱粉酶，將其水解成可吸收的小分子的多肽或氨基酸、葡萄糖；另外，微生物從環境中能夠得到的營養物的種類必定有限，不能夠滿足需要，因此，微生物細胞會通過合成或分解代謝生產它必需的一些物質，包括氨基酸、核苷酸等等。這一切都是為滿足微生物生存和繁殖的需要，人們就可以利用微生物的這種生產能力，生產各種有用的產品，如抗生素、氨基酸、酶等。

（四）到社會中去

1.調查食品店中或超市中有哪些發酵食品，列舉出五種並說明其原料、使用的菌種、發酵的類型（需氧或厭氧發酵）及發酵前後的營養成分有哪些變化？

提示：酒類：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用釀酒酵母，在厭氧條件下進行發酵，將葡萄糖轉化為酒精生產的。白酒經過蒸餾，因此酒的主要成分是水和酒精，以及一些加熱後易揮發物質，如各種酯類、其他醇類和少量低碳醛酮類化合物。果酒和啤酒是非蒸餾酒，發酵時酵母將果汁中或發酵液中的葡萄糖，轉化為酒精，而其他營養成分會部分被酵母利用，產生一些代謝產物，如氨基酸、維生素等，也會進入發酵的酒液中。因此，果酒和啤酒營養價值較高。

醋：食品店或超市出售的醋中，除了白醋是由化學合成的食品級醋酸勾兌的外，其他的則是由醋酸菌在好氧條件下發酵，將固體發酵產生的酒精轉化為醋酸生產的。由於使用的微生物菌種或曲種的差異，在葡萄糖發酵過程中會產生乳酸或其他有機酸，因而使醋有不同的風味。

醬油：醬油生產以大豆為主要原料，其他有麥麩、小麥、玉米等，將上述原料經粉碎製成固體培養基，在好氧條件下，利用產生蛋白酶的黴菌，如黑麴黴進行發酵。微生物在生長過程中會產生大量的蛋白酶，將培養基中的蛋白質水解成小分子的肽和氨基酸，然後淋洗、調製成醬油產品。醬油富含氨基酸和肽，具有特殊香味。

醬：以大豆和少量麵粉為原料，蒸煮後在空氣中自然發酵。發酵過程主要是能夠產生蛋白酶、脂肪酶和澱粉酶的黴菌，將大豆中的蛋白質、脂肪、澱粉分解，產生出氨基酸、多肽、甘油、脂肪酸等多種物質。這些物質使醬具有獨特的醬香味。

酸奶：牛奶在厭氧條件下，由乳酸菌發酵，將乳糖分解，並進一步發酵產生乳酸和其他有機酸，以及一些芳香物質和維生素等；同時蛋白質也部分水解。因此，酸奶是營養豐富、易消化，少含乳糖，是適合於有乳糖不適應症者的優良食品。

醪糟：又稱酒釀，是大米經蒸煮後，接種根霉，在好氧條件下，發酵生產的含低濃度酒精和不同糖分的食品。根霉在生長時會產生大量的澱粉酶，將大米中的澱粉水解成葡萄糖，同時利用部分葡萄糖發酵產生酒精。由於使用的根黴菌種不同，可以生產不同酒精度、不同甜度和不同香味的醪糟。

麵包：現在的麵包均是利用活性乾酵母（麵包酵母）經活化後，與麵粉混合發酵，再加入各種添加劑，經烤制生產的。麵粉發酵後澱粉結構發生改變，變得易於消化、營養易於吸收。

饅頭：以前做饅頭的麵粉是經自然發酵後蒸制的，如果連續使用面肥發酵，經幾代發酵，微生物會因生長優勢而單一化。發酵的菌種一般多為乳酸菌。因為發酵產酸，在蒸制前要用鹼中和酸，製得的饅頭才松軟適口、帶有特殊香味。現在，大批量生產是採用乾酵母發酵，所以不產酸，不需要再用鹼中和即可蒸制。

泡菜和腐乳：請參看《生物技術實踐》的專題2的課題1和2。

酸菜：與泡菜類似。

2.當地是否有從事發酵生產的企業？如果有，請進行以下調查活動。

（1）找當地的政府管理部門咨詢，了解這些企業的年產值是多少？占當地（市/縣）國民生產總值的比例是多少？這些企業提供了多少就業崗位？

（2）你的親戚、朋友之中，是否有正在從事食品發酵工業生產的？如果有，找他們咨詢以下問題：本行業目前的產品主要供應哪些市場？經濟效益如何？本行業目前遇到的主要困難是什麼？這是否對發酵技術提出更高的要求？

提示：與發酵有關的企業包括：

制葯業：抗生素、氨基酸、維生素的生產廠家；

食品業：醋、醬油、醬、酒等的生產廠家；

輕工業：檸檬酸、乳酸、味精、肌苷酸、乾酵母、色素、黃原膠、甘油等的生產廠家；

化工業：酒精、丙酮、丁醇、衣康酸、丙烯醯胺和聚丙烯醯胺等的生產廠家；

飼料業：飼料添加劑的生產廠家；

農葯業：農用抗生素、微生物肥料、微生物農葯等的生產廠家。

五、參考資料

1.利用微生物發酵可以生產哪些產品？

利用微生物發酵生產的產品包括：

酒類，如果酒（葡萄酒等）、米酒、白酒等；

有機溶劑，如乙醇、丙酮、丁醇、甘油；

有機酸，如醋酸、乳酸、葡萄糖酸、檸檬酸、酒石酸、衣康酸、長鏈二元酸（以十三到十八碳的直鏈烷烴為原料的發酵產品）；

氨基酸，如谷氨酸（單谷氨酸鈉又稱味精）、賴氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、精氨酸、絲氨酸、丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸等；

核苷酸及其類似物，如鳥嘌呤核苷酸（5』-GMP）、肌苷酸（5』-IMP）、腺嘌呤核苷酸（5』-AMP）、黃嘌呤核苷酸（5』-XMP）等；

抗生素，包括疾病治療的葯用抗生素，農業和畜牧業用於防病抗病的抗生素，如青黴素、頭孢黴素、鏈黴素、四環素、土黴素、紅黴素、稻瘟素、井崗黴素、春日黴素等等；

多糖，如黃原膠、普魯蘭等；

酶，如鹼性蛋白酶（洗滌劑）、中性蛋白酶（洗滌劑等）、脂肪酶（洗滌劑）、α-澱粉酶（澱粉水解）、葡萄糖澱粉酶（葡萄糖生產）、葡萄糖異構酶（高果糖糖漿生產）、纖維素酶（纖維素水解、紡織品加工）、果膠酶（食品、水果加工等）、凝乳酶（乳酪製造）、青黴素醯化酶（青黴素母核生產）、天冬氨酸酶（L�天冬氨酸製造）、延胡索酸酶（L�蘋果酸製造）、葡萄糖氧化酶（檢驗葡萄糖）、乳酸脫氫酶（臨床檢驗）、鏈激酶（治療血栓）等等，目前世界上有100多種酶用微生物發酵生產，應用於不同領域。

2.如何選育菌種？

為了獲得適合大規模工業生產所需的優良生產菌種，一般首先是從自然界分離篩選具有產生目標產物能力的菌種，但這樣獲得的菌種的生產能力往往較低，生理生化特性不一定能滿足生產要求，還需要進行大量的誘變選育，進一步提高其生產能力，改善性能；也可以對現有的生產菌種進行改造，即經誘變育種，選育出符合實際生產需要的菌株。

自然界中微生物資源異常豐富，土壤、水、空氣、腐敗的動植物殘骸，都是微生物的主要集居和生長繁衍的場所。其種類之多，至今仍然是一個難於估測的未知數。以其集居環境（包括特殊和極端環境）、營養類型、生存方式、生理類型、代謝途徑、合成能力等比較，均居生物界之冠。因此，微生物資源的開發和應用是當今世界矚目的重大課題。

菌種的分離，不僅是把混雜的各類微生物有效地分開，得到純種，更重要的是依著生產實際的要求，有的放矢、快速、准確地將能產生所需產物，或具有某種生化反應性能的菌種，從大量的微生物中挑選出來。有時是設計一種在分離階段便能識別所需菌種的方法，更多的是利用特定的方法分離，獲得所需菌種後，再進行識別。為了使獲得的菌種能滿足工業生產的需要，須考慮各種性能指標。因此，菌種分離和篩選的方法和策略就十分重要。

一般的菌種分離純化和篩選步驟可分為采樣、增殖與分離、發酵與性能測定等幾個步驟。步驟和方法如下圖所示：

3.發酵培養基如何配製？

首先需了解微生物需要的營養物質。

（1）微生物需要的營養物質

營養物質應滿足微生物的生長、繁殖和完成各種生理活動的需要。它們的作用可概括為形成結構（參與細胞組成）、提供能量和調節作用（構成酶的活性和物質運輸系統）。

微生物的營養物質有六大類要素，即水、碳源、氮源、無機鹽、生長因子和能源。

① 水

水是微生物的重要組成部分，在代謝中佔有重要地位。水在細胞中有兩種存在形式：結合水和游離水。結合水與溶質或其他分子結合在一起，很難加以利用。游離水（或稱為非結合水）則可以被微生物利用。

② 碳源

碳在細胞的干物質中約佔50%，所以微生物對碳的需求最大。凡是作為微生物細胞結構或代謝產物中碳架來源的營養物質，稱為碳源。

作為微生物營養的碳源物質種類很多，從簡單的無機物（CO2、碳酸鹽）到復雜的有機含碳化合物（糖、糖的衍生物、脂類、醇類、有機酸、芳香化合物及各種含碳化合物等）。但不同微生物利用碳源的能力不同，假單孢菌屬可利用90種以上的碳源，甲烷氧化菌僅利用兩種有機物：甲烷和甲醇，某些纖維素分解菌只能利用纖維素。

大多數微生物是異養型，以有機化合物為碳源。能夠利用的碳源種類很多，其中糖類是最好的碳源。

異養微生物將碳源在體內經一系列復雜的化學反應，最終用於構成細胞物質，或為機體提供生理活動所需的能量。所以，碳源往往也是能源物質。

自養菌以CO2、碳酸鹽為唯一或主要的碳源。CO2是被徹底氧化的物質，其轉化成細胞成分是一個還原過程。因此，這類微生物同時需要從光或其他無機物氧化獲得能量。這類微生物的碳源和能源分別屬於不同物質。

③ 氮源

凡是構成微生物細胞的物質或代謝產物中氮元素來源的營養物質，稱為氮源。細胞干物質中氮的含量僅次於碳和氧。氮是組成核酸和蛋白質的重要元素，氮對微生物的生長發育有著重要作用。從分子態的N2到復雜的含氮化合物都能夠被不同微生物所利用，而不同類型的微生物能夠利用的氮源差異較大。

固氮微生物能利用分子態N2合成自己需要的氨基酸和蛋白質，也能利用無機氮和有機氮化物，但在這種情況下，它們便失去了固氮能力。此外，有些光合細菌、藍藻和真菌也有固氮作用。

許多腐生細菌和動植物的病原菌不能固氮，一般利用銨鹽或其他含氮鹽作氮源。硝酸鹽必須先還原為NH+4後，才能用於生物合成。以無機氮化物為唯一氮源的微生物都能利用銨鹽，但它們並不都能利用硝酸鹽。

有機氮源有蛋白腖、牛肉膏、酵母膏、玉米漿等，工業上能夠用黃豆餅粉、花生餅粉和魚粉等作為氮源。有機氮源中的氮往往是蛋白質或其降解產物。

氮源一般只提供合成細胞質和細胞中其他結構的原料，不作為能源。只有少數細菌，如硝化細菌利用銨鹽、硝酸鹽作氮源和能源。

④ 無機鹽

無機鹽也是微生物生長所不可缺少的營養物質。其主要功能是：① 構成細胞的組成成分；② 作為酶的組成成分；③ 維持酶的活性；④ 調節細胞的滲透壓、氫離子濃度和氧化還原電位；⑤ 作為某些自氧菌的能源。

磷、硫、鉀、鈉、鈣、鎂等鹽參與細胞結構組成，並與能量轉移、細胞透性調節功能有關。微生物對它們的需求量較大（10-4～10-3 mol/L），稱為「宏量元素」。沒有它們，微生物就無法生長。鐵、錳、銅、鈷、鋅、鉬等鹽一般是酶的輔因子，需求量不大（10-8～10-6 mol/L），所以，稱為「微量元素」。不同微生物對以上各種元素的需求量各不相同。鐵元素介於宏量和微量元素之間。

在配製培養基時，可通過添加有關化學試劑來補充宏量元素，其中首選是K2HPO4和MgSO4，它們可提供需要量很大的元素：K、P、S和Mg。微量元素在一些化學試劑、天然水和天然培養基組分中都以雜質等狀態存在，在玻璃器皿等實驗用品上也有少量存在，所以，不必另行加入。

⑤ 生長因子

一些異養型微生物在一般碳源、氮源和無機鹽的培養基中培養不能生長或生長較差。當在培養基中加入某些組織（或細胞）提取液時，這些微生物就生長良好，說明這些組織或細胞中含有這些微生物生長所必須的營養因子，這些因子稱為生長因子。

生長因子可定義為：某些微生物本身不能從普通的碳源、氮源合成，需要額外少量加入才能滿足需要的有機物質，包括氨基酸、維生素、嘌呤、嘧啶及其衍生物，有時也包括一些脂肪酸及其他膜成分%A