3 菌種篩選
工業發酵的有用菌種，其篩選步驟包括菌種分離、初篩和復篩，挑選具有某種能力的有用菌種。
菌種分離首先是從土壤或腐生植物中收集含菌樣品，用無菌水稀釋後，塗布於置有適宜細菌、放線菌或黴菌生長的瓊脂培養基平皿上，並將其倒置於恆溫箱中，培養一定時間，平皿上長出的許多單個菌落（單一微生物的集落）經分別分離後即爲各種純種菌株,簡稱純種,移種至試管斜面上，置4℃冰箱備用。
根據不同的篩選目的，採用不同的篩選模型。如常規篩選抗生素產生菌的方法是將土壤中分離所得的純種，在含有瓊脂培養基的平皿上培養後，用打孔器將菌塊移至含有試驗菌的瓊脂培養基上，在適宜的溫度下培養一定時間後取出，如在菌塊的周圍有透明的抑菌圈，則表明此菌種具有產生抑制試驗菌生長的抗菌物質的能力。所得菌種經過搖瓶液體發酵，測定發酵液或菌絲體內抗生素的含量，選出生產能力高的菌種。另一方面對所提取的抗生素進行結構分析、藥理試驗及臨牀試驗等，確爲有效者，即可作爲生產菌種。又如篩選脂肪酶生產菌種的方法是將分離所得的黴菌塗布於含有牛脂的瓊脂培養基上，恆溫培養一定時間，如菌落周圍出現透明圈的，則該菌具有分解脂肪的能力，進一步作搖瓶發酵測定酶活力，挑選產量高者作生產菌種的出發菌株。
4 菌種改良
即採用遺傳育種的方法，使野生型菌株（從自然界分離篩選而得的出發菌株）的遺傳因子 DNA發生突變、重組，從而從中選出產量高、成品質量好或具有新的培養特性如耐產物抑制、能利用廉價原料以及具有生產新品種能力的優良菌種。採用的方法有誘變育種、雜交育種、和。誘變育種是利用誘變因子如紫外線、鈷－60、乙烯亞胺類等物理或化學誘變劑處理生產菌株的單孢子懸浮液，以獲得誘發突變株。隨後進行突變株的篩選，從中篩選高產菌株。由於隨機的突變羣體中，有益突變所佔比例很低，要獲得高產突變株必須進行大量篩選。近年來，隨着發酵代謝控制研究的發展,可根據生物合成途徑中的反應點,並通過它們的改變以提高產率或其他特性，如選育抗產物反饋抑制的突變株、增加細胞透性的突變株及營養缺陷型的突變株等。這種“理性篩選法”廣泛應用於氨基酸產生菌的選育。
5 菌種製備
也稱種子製備，是指菌種在一定條件下，經過擴大培養成爲具有一定數量和質量的純生產菌種的製備過程。以作接入發酵罐中進一步擴大菌體量及合成產物之用。
種子製備包括孢子製備和菌絲體製備（見圖[菌種製備流程]），其中（1）～（4）爲孢子製備過程。保存在沙土管或冷凍管中的生產菌種，用無菌手續挑取少許，接入瓊脂斜面培養基上，在25℃（或較高溫度）下培養5～7天（或較長時間）。所得孢子還需進一步用較大表面積的固體培養基以獲得更多孢子，對於黴菌類孢子製備，多數採用大米、小米之類的天然培養基。將培養成熟的斜面孢子製成懸浮液，接種到扁瓶固體培養基上，於25～28℃培養14天。將成熟的扁瓶孢子於真空中抽乾，使水分降至10％以下，並放入 4℃冰箱中備用。一次製得的孢子瓶可在生產上延續使用半年左右。放線菌孢子的培養基大多是採用麩皮或豌豆浸出液、牛肉膏及無機鹽與瓊脂製成的。將斜面孢子接入擴大的扁瓶孢子培養基中,於28～37℃培養5～14天。所獲得的大量孢子可直接作爲種子罐 （6）的種子。如果有些生產菌種不產孢子，如赤黴素產生菌或產孢子不多的,則可採用搖瓶（5）液體培養製得菌絲體，作種子罐的種子。種子罐的目的是使接入有限的孢子或菌絲體迅速發芽、生長、繁殖成大量菌體。其中的培養基組分應是易於被菌體利用的碳源（如葡萄糖）和氮源（如玉米漿等）,及無機鹽（如磷酸鹽）等。作爲發酵罐（7）的種子應是生命力旺盛、染色深、菌絲粗壯,無雜菌及異常菌體。接種量一般在10％～20％。
6 菌種保存
使優良菌種的性狀保持穩定，人爲地創造條件，使菌種的新陳代謝活動處於不活潑狀態，即選取優良菌種的休眠體（孢子或芽孢）或富有生命力的懸浮液在低溫或脫水狀態下保存。
低溫保存法 ①簡單保存法，將瓊脂斜面孢子培養物、菌絲懸浮液以及由麩皮、大米、小米等穀物原料製成的孢子培養物置於4℃冰箱保存,保存時間不超過1～2個月，若將穀物原料製備的孢子瓶抽真空並在棉塞上浸蠟,以隔絕外界空氣和水汽,保持時間可達3～4個月；②液氮超低溫保存法，將生長穩定期的細胞懸浮在10％甘油或其他低冰點液體中，密封於安瓿管內，然後控制冷卻速度，使安瓿管溫度逐步下降至 -35℃時，即可置於-150～-196℃的液氮罐中保存。大多數微生物如病毒、噬菌體、多種細菌、放線菌、酵母和原蟲、特別是一些用冷凍乾燥法有困難的微生物，都可用此法長期保存。
脫水保存法 ①沙土保存法，能產孢子的細菌、放線菌及黴菌可採用此法保存,即將沙和土以3:2比例混合，經稀酸處理洗淨過篩,裝入小試管內,裝置高度爲1cm;2～3次，烘乾後即可將在斜面培養基上生長良好的孢子，用無菌蒸餾水2～2.5ml製成孢子懸液，吸取少許加入沙土管中，經真空抽乾，外觀呈鬆散狀態,於4℃冰箱保存，保存期可達5～7年。
② 冷凍乾燥法,將孢子懸浮液與保護劑（一般用脫脂牛奶或血清）相混合，放在安瓿管內於-20～-30℃的乙醇浴中速凍。然後，在低溫下用真空泵抽乾，並用五氧化二磷或乾冰使水汽結凍，熔封安瓿管，於低溫下保存。保存期可達5～10年之久。
③ 石蠟油封存法，在斜面菌種培養物上,倒上滅菌後的石蠟油，高出斜面1cm，於4℃冰箱或低溫乾燥處保存，此法不適用於能利用石蠟油作碳源的微生物，保存期爲一年以上。