生物发酵厂淀粉配料间防爆等级

㈠ 什么工厂采购玉米淀粉

就医药工业而言，淀粉是抗生素工业最重要的原料，因为几乎所有抗生素都采用淀粉发酵法生产。
如销量极大的青霉素、头孢菌素、四环素、土霉素、金霉素、链霉素与各种氨基糖苷类抗生素等，无一不是用淀粉为底物经工业微生物发酵、提取而成。
另外，淀粉的另一重要用途是作为药物赋型剂，早期各国药厂生产的片剂绝大多数使用玉米淀粉为填充剂及粘合剂。

㈡ 关于车间防爆等级划分，

Ⅰ类：煤矿井下电气设备；

Ⅱ类：除煤矿、井下之外的所有其他爆炸性气体环境用电气设备。版

Ⅱ类又可分为ⅡA、ⅡB、ⅡC类,标志ⅡB的设备可适用于ⅡA设备的使用条件；Ⅱ权C可适用于ⅡA、ⅡB的使用条件。

Ⅲ类：除煤矿以外的爆炸性粉尘环境电气设备。

ⅢA类：可燃性飞絮；ⅢB类：非导电性粉尘；ⅢC类： 导电性粉尘。

(2)生物发酵厂淀粉配料间防爆等级扩展阅读

客观上很多工业现场满足爆炸条件。当爆炸性物质与氧气的混合浓度处于爆炸极限范围内时，若存在爆炸源，将会发生爆炸。因此采取防爆就显得很必要了。

易爆物质：很多生产场所都会产生某些可燃性物质。煤矿井下约有三分之二的场所有存在爆炸性物质；化学工业中，约有80%以上的生产车间区域存在爆炸性物质。

㈢ 七天发酵八天蒸酒的酿造工艺

酿酒的工艺流程一·原料处理浓香型白酒生产所使用的原料主要是高粱，但也有少数酒厂使用多种谷物原料浓香型白酒混合酿酒的。以糯高粱为好，要求高粱籽粒饱满、成熟、干净、淀粉含量高。原料高粱要先进行粉碎。目的是使颗粒淀粉暴露出来，增加原料表面积，有利于淀粉颗粒的吸水膨胀和蒸煮糊化，糖化时增加与酶的接触，为糖化发酵创造良好的条件。但原料粉碎要适中，粉碎过粗，蒸煮糊化不易透彻，影响出酒；原料粉碎过细，酒醅容易发腻或起疙瘩，蒸馏时容易压汽，必然会加大填充料用量，影响酒的质量。二·出窖酒厂把酒醅及酒糟统称为糟。浓香型酒厂均采用经多次循环发酵的酒醅(母糟、老糟)进行配料，人们把这种糟称为“万年糟”。“千年老窖万年糟”这句话，充分说明浓香型白酒的质量与窖、糟有着密切关系。三·配料、拌和配料在固态白酒生产中是一个重要的操作环节。配料时主要控制粮醅比和粮浓香型白酒糠比，蒸料后要控制粮曲比。配料首先要以甑和窖的容积为依据，同时要根据季节变化适当进行调整。配料要做到“稳、准、细、净”。对原料用量、配醅加糠的数量比例等要严格控制，并根据原料性质、气候条件进行必要的调节，尽量保证发酵的稳定。酿制浓香型酒，除了以高粱为主要原料外，也可添加其他的粮谷原料同时发酵。多种原料混合使用，充分利用了各种粮食资源，而且能给微生物提供全面的营养成分，原料中的有用成分经过微生物发酵代谢

㈣ 生物丁醇的生产工艺是怎样的

工业上生产丁醇的方法有3种：①羰基合成法。丙烯与CO、H2在加压加温及催化剂存在下羰基合成正、异丁醛，加氢后分馏得正丁醇，这是工业上生产丁醇的主要方法。②发酵法。以淀粉等为原料，接入丙酮-丁醇菌种，进行丙酮丁醇(ABE)发酵，发酵液精馏后得产品正丁醇。③醇醛缩合法。
乙醛经缩合成丁醇醛，脱水生成丁烯醛，再经加氢后得正丁醇。

微生物发酵法一般以淀粉质、木薯等淀粉质农副产品、纸浆废液、糖蜜、甘蔗、甜菜等糖质产品为原料，经过物理处理得到水解液，然后利用丙酮丁醇菌自身分泌的酶，经过复杂的生物化学变化，将发酵液生成丙酮、丁醇和乙醇等产物，经过精馏即可得到丁醇。其工艺设备与酒精生产相似，原料价廉，来源广泛，设备投资较小；(2)发酵法生产条件温和，一般常温操作，不需贵重金属催化剂等。

丁醇与乙醇相比具有以下优势：①能量含量高，与乙醇相比可多走30%的路程；②丁醇的挥发性是乙醇的1/6倍，汽油的1/13.5，与汽油混合对水的宽容度大，对潮湿和低水蒸气压力有更好的适应能力；③丁醇可在现有燃料供应和分销系统中使用，而乙醇则需要通过铁路、船舶或货车运输；④与其他生物燃料相比，腐蚀性较小，比乙醇、汽油安全；⑤与现有的生物燃料相比，生物丁醇与汽油的混合比更高，无需对车辆进行改造，而且混合燃料的经济性更高；⑥与乙醇相比，能提高车辆的燃油效率和行驶里程；⑦发酵法生产的生物燃料丁醇会减少温室气体的排放。与乙醇一样，燃烧时不产生SOx或NOx，这些对环境有利；

发展中存在的问题及应对策略
早期的丁醇发酵工业因其成本高，不敌于石油化工产品而衰落，这也是当今限制其大规模发展的瓶颈所在，据业内专家分析，如果原油价格保持在40美元/桶以上，2011年以后，生物丁醇的市场机会将会超过10亿美元。
传统丁醇发酵产业普遍存在的问题有：①丁醇产量、产率低。由于丁醇对菌体的毒害作用，丁醇的质量浓度<13 g/L，丁醇产量<4.46s/(L·h)，丁醇产率<25%(质量分数)。②溶剂终浓度低。传统的ABE发酵，总溶剂质量分数≤2%，水分质量分数可达98%以上，采用常规精馏方法加大了设备、电力和能源的消耗，这也是丁醇高成本的关键所在。③丁醇在总溶剂中的比例低，一般只占60%，其余30%为丙酮，10%为乙醇，加大了后期丁醇回收、分离的成本。④传统的丁醇发酵普遍采用玉米、糖蜜为原料生产，随着粮食价格的上涨及世界粮食资源的匮乏，丁醇的发展必将处于劣势。

针对传统丁醇发酵产业存在的问题，可从以下几方面着手，具体策略如下：
(1)改良现有菌株。利用基因工程和代谢工程技术，解除代谢过程中可能存在的产物或者中间产物的抑制，提高菌种对丁醇的耐受性，强化丁醇生产中的关键酶，切断丙酮、乙醇的生成代谢途径，提高丁醇在溶剂中的比例。
(2)研究从稀发酵料液中经济、有效回收丁醇的方法，如渗透蒸发、汽提、液-液萃取等技术。
(3)用酶学、微生物生理、发酵技术等知识优化和再商品化丁醇发酵工艺。
(4)拓展发酵原料品种，改进原料预处理方法，通过系统研究降低丁醇成本：①广泛利用价廉易得的木质纤维类原料。能够发酵产生丁醇的原料有玉米、糖蜜、乳清、葡萄糖等。近年来，一些农业废弃物，如稻草、玉米纤维、果园残次果等也已作为发酵底物使用，其中，以农林副产物、有机废弃物、秸秆等木质纤维素含量丰富的物质生产生物丁醇的成本较玉米、糖蜜等更低，规模化后其价格更接近石油工业丁醇，因此也更有商业前景。目前我国农村的秸秆量产量约6.5亿t/a，到2010年将达7.26亿t/a，而农业加工业的废弃物则高达8 200多万t。充分开发利用农作物秸秆成为农业发展的重要课题之一，既符合我国国情，也顺应国家的大政方针。②研究有效的预处理方法，增加微生物或酶水解木质纤维素的有效性。稀酸高温处理木质纤维类原料会产生糠醛等对微生物发酵有毒的物质，而开发化学和生物方法脱毒水解物，研究脱毒机理，对加快发酵效率，降低工艺成本具有重要意义。③用木质纤维素开展生物燃料的高产量发酵系统研究。采用多级连续发酵、固定化发酵、细胞循环高密度发酵等方法，通过微生物对高底物浓度、发酵抑制剂、有机酸和醇的耐受性的研究，保证微生物的活力。④为提高工艺的经济性，生物反应器中的各项步骤可耦合，通过酶/微生物糖化-发酵-下游技术同时生产生物燃料丁醇。

国内外研究进展
随着石油资源的短缺，石油价格的不断上扬，经济和社会的发展需要进行资源、能源、环境革命。在经济发展和社会发展的双重驱动下，世界许多国家开始重新关注微生物发酵法生产丁醇的研究，其中以美国取得的专利和成果最多。
美国
2006年6月，美国杜邦(Dupont)公司和英国BP公司联合宣布建立合作伙伴关系，共同开发、生产并向市场推出新一代生物燃料--生物丁醇，以满足全球日益增长的燃料需求，该生物丁醇厂将于2009年投入运营。
美国农业部农业研究所(USDA-ARS)研究项目Cost-EffectiveBioprocess Technologies for Proction of Biofuels from Lignocellulosic Biomass，利用拜氏梭菌转化纤维素生物质生产生物丁醇，该项目2004年立项，预计2009年完成。
美国绿色生物有限公司(GBL)和专业级公司EKB公司合作，投资85.5万欧元创新丁醇发酵工艺技术，计划开发生产生物燃料丁醇用于交通运输，将其生产成本降低。
加利福尼亚技术研究院(Cahech)、下属公司Gevo、Khosla风险投资公司及Virgin Fuels公司目前已将研究从乙醇转向了丁醇；Gevo公司将利用甘蔗、玉米副产物和草等不同类型的生物质生产生物丁醇。
美国Ener Genetics International Inc.(EGI)用DNA遗传改良菌株，通过代谢工程调控和专利技术开发的连续固定化反应器，采用膜技术回收产物，发酵仅需6h，菌种能耐受4%-5%的丁醇，发酵液中丁醇占总溶剂的90%(传统发酵法丁醇一般占60%)，丁醇产量达4.5-5.0g/(L·h)，产率为40%-50%，比传统丁醇工艺产量提高400%-500%，生产成本不到0.264美元/L，车间成本500万-1 000万美元，而传统丙酮丁醇发酵法生产成本为2.5美元，传统发酵车间至少需要投资1亿美元。
美国ButylFuel公司采用BFL公司专利生产的BioButanolTM，1 L玉米可产丁醇0.27 L，且无乙醇或丙酮产生，而目前报道的研究中1 L玉米最多能产丁醇0.14-0.20L，且仍沿用ABE发酵过程。据初步成本估算，用石油生产丁醇的成本为1.350美元/L，而用玉米产生物丁醇的价格为0.317美元/L(不包括所产氢气)，可以和玉米产乙醇的0.338美元/L的价格相竞争。当用饲料等废弃物代替玉米时，丁醇成本可降至0.225美元/L。
英国
2006年，英国政府计划利用英格兰东部的甜菜生产生物丁醇，将其与传统汽油混合后，用作车辆驱动燃料，并计划加速丁醇和其他生物燃料的生产，使生物燃料销售份额到2010年占所有燃料的5%，到2015年占10%。目前，第一个丁醇燃料工厂正由英国联合食品有限公司(ABNA)建造，设计生产能力为7000万L/a，到2010年，丁醇燃料可在1 250个英国石油公司(British Petroleum，简称BP)、加油站销售。
2007年2月，英国Oxfordshire-basedBiotechnology公司接受英国贸易部和工业引导技术部投资25万英镑，其他股东和商业人士投资31万英镑，计划开发新一代低成本生物燃料--丁醇。
韩国
为应对高油价，韩国产业资源部2007年表示，计划大力研发生化丁醇(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术和天然气固化储存和运输技术。第一阶段从2007年至2010年3年内，计划投入200亿韩元开发上述技术，其中政府投资113亿韩元，由韩国化学研究院、CS精油、SK建设、三星综合技术院(SAlT)和汉城大学(Hansung University)等29个企业和研究机构共同参与。一阶段研发结束时，将开发出生产能力3万L/a生化丁醇、35桶生物合成柴油和20t固化天然气的成套设备。
中国
国内的科研院所以及一些发酵企业也都开始着手丁醇的研究开发，开始这方面研究的科研院所有中国科学院上海植物生理生态研究所、上海工业微生物研究所、清华大学核能与新能源技术研究院等，其中中国科学院上海植物生理生态研究所“七五”期间承担过高丁醇比丙酮丁醇菌的选育，并成功选育出了7：2：1丙酮丁醇菌种。相关的企业有河南天冠集团的子公司上海天之冠可再生能源有限公司、华北制药公司、河北冀州溶剂厂等，其中上海天之冠可再生能源有限公司和中国科学院上海植物生理生态研究所关于发酵法生产丙酮丁醇的项目已经申请了国家“973”、国家"863"计划以及中国科学院计划，项目的重点是构造高产、高底物选择性的丙酮丁醇菌种和开发新的发酵工艺，包括纤维质原料发酵生产丙酮丁醇、溶剂抽提耦联发酵技术以及研究先进的发酵过程装备等。

㈤ 淀粉厂排放的有刺激性气味的废气成分是什么

一楼的，硫化氢是有臭鸡蛋气味的，稍微闻一点就会昏迷的，吸入多了立刻就死了，这么剧毒的气体是严禁排放的，而且生产中也不可能出现，对员工来说也太危险了，不可能是硫化氢！

㈥ 厌氧罐产生的沼气怎么使用目前淀粉厂污水处理采用厌

（1） 适宜的发酵温度
沼气池的温度条件分为：①常温发酵 (也称为低温发酵)10℃～30℃,在这个温度条件下,产气率可为0．15～0．3 m3/m3•d.② 中温发酵 30℃～45℃,在这个温度条件下,池容产气率可达1m3 /m3•d左右.③高温发酵45℃～60℃,在这个温度条件下,池容产气率可达2～2．5 m3/m3•d左右.沼气发酵最经济的温度条件是35℃ ,即中温发酵.
（2）适宜的发酵液浓度
发酵液的浓度范围是2～30% .浓度愈高产气愈多.发酵液浓度在20%以上称为干发酵.
（3） 发酵原料中适宜的碳、氮比例(C：N)
沼气发酵微生物对碳素需要量最多,其次是氮素,我们把微生物对碳素和氮素的需 要量的比值,叫做碳氮比,用 C：N来表示.目前一般采用C：N=25：1.但并不十 分严格,20：1、25：1、30：1都可正常发酵 .
（4） 适宜的酸碱度(pH值)
沼气发酵适宜的酸碱度为pH=6．5～7．5 .pH值响酶的活性,所以影响发酵速率.
（5） 足够量的菌种
沼气发酵中菌种数量多少,质量好坏直接影响着沼气的产量和质量.一般要求达到发酵料液总量的10～30%,才能保证正常启动和旺盛产气.

㈦ 玉米淀粉可以拿来做什么

玉米淀粉可以在厨房炒菜时做配料。
如做过油菜时用来“抓护”、炒菜时用来勾汁等等。

㈧ 发酵工业

1.哪些食品是直接由微生物发酵生产的？

提示：面包，馒头，酸奶，酒，酱油，醋，酱，泡菜，酸菜，腐乳，醪糟，奶酪等，是直接由微生物发酵产生的。

2.哪些食品中添加了经发酵生产的食品添加剂？

提示：喜蛋、糖果、饼干、果冻等添加了红曲色素，以调节色泽；果汁、饼干、面包、点心、方便面等添加了黄原胶，起悬浮、稳定、增稠、改善口感、防止粘牙、延长储存期等作用；各类罐头，包括蔬菜、水果、蘑菇、鱼类、肉类、蛋类罐头，香肠，包装奶等添加了乳链杆菌肽，以保鲜、防腐，降低杀菌强度，保存营养和改善口感等；各种果汁、啤酒和饮料中均需使用柠檬酸或乳酸作为酸味剂调节口味、口感；饭店、食堂和家庭制作的菜肴中常加味精或肌苷，以增加鲜味。可以说市场上出售的各类食品均加有各种食品添加剂，其中约70%～80%的食品添加剂是用发酵法，或发酵产生的酶，加工生产的。

（三）旁栏思考题

抗生素、氨基酸、酶制剂等产品为什么能通过微生物发酵来生产？这与微生物的生长和代谢特点有什么关系？

提示：自然界中的微生物能够从它生存的环境中吸取营养物和能量，进行物质的合成与代谢，进行繁衍，这一切生命活动几乎都是由酶催化的生物反应完成的。因此，在微生物细胞中存在能够催化各种反应的酶。我们可以从中筛选出能够产生某种酶较多的微生物，利用该微生物的代谢活动，获得某种产品。

自然界中存在的某些微生物因适应不同的环境，或因自身生存的需要而具备产生某种物质的能力，如某些微生物因争夺生存环境或营养物，会产生抗生素将其他种类的微生物杀死；微生物为将环境中的蛋白质、纤维素、淀粉等大分子变成可吸收的营养物，会产生蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶，将其水解成可吸收的小分子的多肽或氨基酸、葡萄糖；另外，微生物从环境中能够得到的营养物的种类必定有限，不能够满足需要，因此，微生物细胞会通过合成或分解代谢生产它必需的一些物质，包括氨基酸、核苷酸等等。这一切都是为满足微生物生存和繁殖的需要，人们就可以利用微生物的这种生产能力，生产各种有用的产品，如抗生素、氨基酸、酶等。

（四）到社会中去

1.调查食品店中或超市中有哪些发酵食品，列举出五种并说明其原料、使用的菌种、发酵的类型（需氧或厌氧发酵）及发酵前后的营养成分有哪些变化？

提示：酒类：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用酿酒酵母，在厌氧条件下进行发酵，将葡萄糖转化为酒精生产的。白酒经过蒸馏，因此酒的主要成分是水和酒精，以及一些加热后易挥发物质，如各种酯类、其他醇类和少量低碳醛酮类化合物。果酒和啤酒是非蒸馏酒，发酵时酵母将果汁中或发酵液中的葡萄糖，转化为酒精，而其他营养成分会部分被酵母利用，产生一些代谢产物，如氨基酸、维生素等，也会进入发酵的酒液中。因此，果酒和啤酒营养价值较高。

醋：食品店或超市出售的醋中，除了白醋是由化学合成的食品级醋酸勾兑的外，其他的则是由醋酸菌在好氧条件下发酵，将固体发酵产生的酒精转化为醋酸生产的。由于使用的微生物菌种或曲种的差异，在葡萄糖发酵过程中会产生乳酸或其他有机酸，因而使醋有不同的风味。

酱油：酱油生产以大豆为主要原料，其他有麦麸、小麦、玉米等，将上述原料经粉碎制成固体培养基，在好氧条件下，利用产生蛋白酶的霉菌，如黑曲霉进行发酵。微生物在生长过程中会产生大量的蛋白酶，将培养基中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然后淋洗、调制成酱油产品。酱油富含氨基酸和肽，具有特殊香味。

酱：以大豆和少量面粉为原料，蒸煮后在空气中自然发酵。发酵过程主要是能够产生蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的霉菌，将大豆中的蛋白质、脂肪、淀粉分解，产生出氨基酸、多肽、甘油、脂肪酸等多种物质。这些物质使酱具有独特的酱香味。

酸奶：牛奶在厌氧条件下，由乳酸菌发酵，将乳糖分解，并进一步发酵产生乳酸和其他有机酸，以及一些芳香物质和维生素等；同时蛋白质也部分水解。因此，酸奶是营养丰富、易消化，少含乳糖，是适合于有乳糖不适应症者的优良食品。

醪糟：又称酒酿，是大米经蒸煮后，接种根霉，在好氧条件下，发酵生产的含低浓度酒精和不同糖分的食品。根霉在生长时会产生大量的淀粉酶，将大米中的淀粉水解成葡萄糖，同时利用部分葡萄糖发酵产生酒精。由于使用的根霉菌种不同，可以生产不同酒精度、不同甜度和不同香味的醪糟。

面包：现在的面包均是利用活性干酵母（面包酵母）经活化后，与面粉混合发酵，再加入各种添加剂，经烤制生产的。面粉发酵后淀粉结构发生改变，变得易于消化、营养易于吸收。

馒头：以前做馒头的面粉是经自然发酵后蒸制的，如果连续使用面肥发酵，经几代发酵，微生物会因生长优势而单一化。发酵的菌种一般多为乳酸菌。因为发酵产酸，在蒸制前要用碱中和酸，制得的馒头才松软适口、带有特殊香味。现在，大批量生产是采用干酵母发酵，所以不产酸，不需要再用碱中和即可蒸制。

泡菜和腐乳：请参看《生物技术实践》的专题2的课题1和2。

酸菜：与泡菜类似。

2.当地是否有从事发酵生产的企业？如果有，请进行以下调查活动。

（1）找当地的政府管理部门咨询，了解这些企业的年产值是多少？占当地（市/县）国民生产总值的比例是多少？这些企业提供了多少就业岗位？

（2）你的亲戚、朋友之中，是否有正在从事食品发酵工业生产的？如果有，找他们咨询以下问题：本行业目前的产品主要供应哪些市场？经济效益如何？本行业目前遇到的主要困难是什么？这是否对发酵技术提出更高的要求？

提示：与发酵有关的企业包括：

制药业：抗生素、氨基酸、维生素的生产厂家；

食品业：醋、酱油、酱、酒等的生产厂家；

轻工业：柠檬酸、乳酸、味精、肌苷酸、干酵母、色素、黄原胶、甘油等的生产厂家；

化工业：酒精、丙酮、丁醇、衣康酸、丙烯酰胺和聚丙烯酰胺等的生产厂家；

饲料业：饲料添加剂的生产厂家；

农药业：农用抗生素、微生物肥料、微生物农药等的生产厂家。

五、参考资料

1.利用微生物发酵可以生产哪些产品？

利用微生物发酵生产的产品包括：

酒类，如果酒（葡萄酒等）、米酒、白酒等；

有机溶剂，如乙醇、丙酮、丁醇、甘油；

有机酸，如醋酸、乳酸、葡萄糖酸、柠檬酸、酒石酸、衣康酸、长链二元酸（以十三到十八碳的直链烷烃为原料的发酵产品）；

氨基酸，如谷氨酸（单谷氨酸钠又称味精）、赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、精氨酸、丝氨酸、丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸等；

核苷酸及其类似物，如鸟嘌呤核苷酸（5’-GMP）、肌苷酸（5’-IMP）、腺嘌呤核苷酸（5’-AMP）、黄嘌呤核苷酸（5’-XMP）等；

抗生素，包括疾病治疗的药用抗生素，农业和畜牧业用于防病抗病的抗生素，如青霉素、头孢霉素、链霉素、四环素、土霉素、红霉素、稻瘟素、井岗霉素、春日霉素等等；

多糖，如黄原胶、普鲁兰等；

酶，如碱性蛋白酶（洗涤剂）、中性蛋白酶（洗涤剂等）、脂肪酶（洗涤剂）、α-淀粉酶（淀粉水解）、葡萄糖淀粉酶（葡萄糖生产）、葡萄糖异构酶（高果糖糖浆生产）、纤维素酶（纤维素水解、纺织品加工）、果胶酶（食品、水果加工等）、凝乳酶（奶酪制造）、青霉素酰化酶（青霉素母核生产）、天冬氨酸酶（L�天冬氨酸制造）、延胡索酸酶（L�苹果酸制造）、葡萄糖氧化酶（检验葡萄糖）、乳酸脱氢酶（临床检验）、链激酶（治疗血栓）等等，目前世界上有100多种酶用微生物发酵生产，应用于不同领域。

2.如何选育菌种？

为了获得适合大规模工业生产所需的优良生产菌种，一般首先是从自然界分离筛选具有产生目标产物能力的菌种，但这样获得的菌种的生产能力往往较低，生理生化特性不一定能满足生产要求，还需要进行大量的诱变选育，进一步提高其生产能力，改善性能；也可以对现有的生产菌种进行改造，即经诱变育种，选育出符合实际生产需要的菌株。

自然界中微生物资源异常丰富，土壤、水、空气、腐败的动植物残骸，都是微生物的主要集居和生长繁衍的场所。其种类之多，至今仍然是一个难于估测的未知数。以其集居环境（包括特殊和极端环境）、营养类型、生存方式、生理类型、代谢途径、合成能力等比较，均居生物界之冠。因此，微生物资源的开发和应用是当今世界瞩目的重大课题。

菌种的分离，不仅是把混杂的各类微生物有效地分开，得到纯种，更重要的是依着生产实际的要求，有的放矢、快速、准确地将能产生所需产物，或具有某种生化反应性能的菌种，从大量的微生物中挑选出来。有时是设计一种在分离阶段便能识别所需菌种的方法，更多的是利用特定的方法分离，获得所需菌种后，再进行识别。为了使获得的菌种能满足工业生产的需要，须考虑各种性能指标。因此，菌种分离和筛选的方法和策略就十分重要。

一般的菌种分离纯化和筛选步骤可分为采样、增殖与分离、发酵与性能测定等几个步骤。步骤和方法如下图所示：

3.发酵培养基如何配制？

首先需了解微生物需要的营养物质。

（1）微生物需要的营养物质

营养物质应满足微生物的生长、繁殖和完成各种生理活动的需要。它们的作用可概括为形成结构（参与细胞组成）、提供能量和调节作用（构成酶的活性和物质运输系统）。

微生物的营养物质有六大类要素，即水、碳源、氮源、无机盐、生长因子和能源。

① 水

水是微生物的重要组成部分，在代谢中占有重要地位。水在细胞中有两种存在形式：结合水和游离水。结合水与溶质或其他分子结合在一起，很难加以利用。游离水（或称为非结合水）则可以被微生物利用。

② 碳源

碳在细胞的干物质中约占50%，所以微生物对碳的需求最大。凡是作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的营养物质，称为碳源。

作为微生物营养的碳源物质种类很多，从简单的无机物（CO2、碳酸盐）到复杂的有机含碳化合物（糖、糖的衍生物、脂类、醇类、有机酸、芳香化合物及各种含碳化合物等）。但不同微生物利用碳源的能力不同，假单孢菌属可利用90种以上的碳源，甲烷氧化菌仅利用两种有机物：甲烷和甲醇，某些纤维素分解菌只能利用纤维素。

大多数微生物是异养型，以有机化合物为碳源。能够利用的碳源种类很多，其中糖类是最好的碳源。

异养微生物将碳源在体内经一系列复杂的化学反应，最终用于构成细胞物质，或为机体提供生理活动所需的能量。所以，碳源往往也是能源物质。

自养菌以CO2、碳酸盐为唯一或主要的碳源。CO2是被彻底氧化的物质，其转化成细胞成分是一个还原过程。因此，这类微生物同时需要从光或其他无机物氧化获得能量。这类微生物的碳源和能源分别属于不同物质。

③ 氮源

凡是构成微生物细胞的物质或代谢产物中氮元素来源的营养物质，称为氮源。细胞干物质中氮的含量仅次于碳和氧。氮是组成核酸和蛋白质的重要元素，氮对微生物的生长发育有着重要作用。从分子态的N2到复杂的含氮化合物都能够被不同微生物所利用，而不同类型的微生物能够利用的氮源差异较大。

固氮微生物能利用分子态N2合成自己需要的氨基酸和蛋白质，也能利用无机氮和有机氮化物，但在这种情况下，它们便失去了固氮能力。此外，有些光合细菌、蓝藻和真菌也有固氮作用。

许多腐生细菌和动植物的病原菌不能固氮，一般利用铵盐或其他含氮盐作氮源。硝酸盐必须先还原为NH+4后，才能用于生物合成。以无机氮化物为唯一氮源的微生物都能利用铵盐，但它们并不都能利用硝酸盐。

有机氮源有蛋白胨、牛肉膏、酵母膏、玉米浆等，工业上能够用黄豆饼粉、花生饼粉和鱼粉等作为氮源。有机氮源中的氮往往是蛋白质或其降解产物。

氮源一般只提供合成细胞质和细胞中其他结构的原料，不作为能源。只有少数细菌，如硝化细菌利用铵盐、硝酸盐作氮源和能源。

④ 无机盐

无机盐也是微生物生长所不可缺少的营养物质。其主要功能是：① 构成细胞的组成成分；② 作为酶的组成成分；③ 维持酶的活性；④ 调节细胞的渗透压、氢离子浓度和氧化还原电位；⑤ 作为某些自氧菌的能源。

磷、硫、钾、钠、钙、镁等盐参与细胞结构组成，并与能量转移、细胞透性调节功能有关。微生物对它们的需求量较大（10-4～10-3 mol/L），称为“宏量元素”。没有它们，微生物就无法生长。铁、锰、铜、钴、锌、钼等盐一般是酶的辅因子，需求量不大（10-8～10-6 mol/L），所以，称为“微量元素”。不同微生物对以上各种元素的需求量各不相同。铁元素介于宏量和微量元素之间。

在配制培养基时，可通过添加有关化学试剂来补充宏量元素，其中首选是K2HPO4和MgSO4，它们可提供需要量很大的元素：K、P、S和Mg。微量元素在一些化学试剂、天然水和天然培养基组分中都以杂质等状态存在，在玻璃器皿等实验用品上也有少量存在，所以，不必另行加入。

⑤ 生长因子

一些异养型微生物在一般碳源、氮源和无机盐的培养基中培养不能生长或生长较差。当在培养基中加入某些组织（或细胞）提取液时，这些微生物就生长良好，说明这些组织或细胞中含有这些微生物生长所必须的营养因子，这些因子称为生长因子。

生长因子可定义为：某些微生物本身不能从普通的碳源、氮源合成，需要额外少量加入才能满足需要的有机物质，包括氨基酸、维生素、嘌呤、嘧啶及其衍生物，有时也包括一些脂肪酸及其他膜成分%A