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D-乳酸是多种手性化合物的合成前体，已广泛应用于食品、化工、制药等领域。近年来因发现其在提高聚乳酸材料的热稳定性、机械强度、抗水解性等方面有着显著的作用，而引起了许多学者的研究兴趣。本课题组在前期的研究中成功选育到一株遗传稳定性良好的D-乳酸高产菌Sporolactobacillus sp.Y2-8，其D-乳酸的产量高达120-143g/L，但其摇瓶发酵周期却长达168h左右，过长的发酵时间容易造成染菌，增加生产成本，因而有必要提高D-乳酸的生产速度。在乳酸传统发酵中大多使用CaCO3做为中和剂，不利于后期的分离纯化，且产生工业废渣CaSO4，对环境保护带来压力，因此寻找高效环境友好型中和剂势在必行。在乳酸的发酵中，通常以葡萄糖，玉米淀粉做为发酵的碳源，而且添加昂贵的酵母膏做为氮源，使得乳酸的原料成本一直居高不下;而另一方面，我国每年有大量的农工业废弃物未得到有效利用，造成资源的浪费，而这些资源中很多都是发酵工业潜在的原料，因此利用工农业废弃物来生产乳酸，是降低乳酸生产原料成本的一个有效途径。本文首先采用常压室温等离子体诱变技术选育了高发酵速率D-乳酸生产菌株YBS1-5;筛选了高效环保的发酵中和剂并对其控制的pH进行了优化;最后探讨了YBS1-5以玉米芯水解液为碳源，棉籽粕同步酶解发酵产D-乳酸。主要研究结果如下: 1.高发酵速率D-乳酸生产菌的选育。以菊糖芽孢乳杆菌S.Y2-8做为出发菌株，采用常压室温等离子体诱变技术(ARTP)处理。诱变条件:注射功率100W，氦气流量10slp,处理距离2mm，处理时间90s。在致死率95％的情况下，经过两轮诱变，成功选育到一株遗传稳定性良好发酵速率显著提高的菌株D-乳酸生产菌—S.YBS1-5，5L发酵罐实验表明其D-乳酸的生产速度达1.39g/L/h，比原始菌Y2-8的生产速度(0.98g/L/h)提高41.84％。进一步分析发现，在发酵过程中YBS1-5的细胞干重比Y2-5的干重高16.7％，这可能部分解释了ARTP对YBS1-5产酸速率提高的影响。补料发酵进一步提高了D-乳酸的生产速率:YBS1-5在90h内产生了127g/L的D-乳酸，生产速度达1.72g/L/h。 2.研究了CaCO3、NaOH、NH4OH、KOH等4种不同中和剂对菌株YBS1-5生长及产D-乳酸的影响。实验结果表明:在pH5.0条件下，CaCO3做中和剂时，YBS1-5产生的D-乳酸浓度达到125g/L，光学纯度达99.5％，得率为90％，生产速度为1.39g/L/h/;用NaOH做中和剂时，D-乳酸的浓度达到82.5g/L，光学纯度达95.6％，得率到75.9％，生产速度达0.74g/L/h，是最为接近CaCO3为中和剂的实验结果。进一步对NaOH做中和剂时的pH进行优化，发现当pH控制在6.5时，单批发酵的D-乳酸浓度达110.8g/L，D-乳酸的得率为91.1％，光学纯度达98％，生产速度高达1.63g/L/h。在最适条件下:100g/L的葡萄糖为初始糖浓度，用10M的NaOH控制pH6.5，通过2次补加8509总糖，最终D-乳酸的浓度高达148g/L，光学纯度达98％，生产速度为1.23g/L/h。 3.初步探讨了菌株YBS1-5以玉米芯水解液为碳源，棉籽粕同步酶解为氮源发酵产D-乳酸的研究。实验结果表明: pH6.5，初始发酵还原糖浓度100g/L（88.5g/L的葡萄糖，11.5g/L的木糖），0.3g/L中性蛋白酶，3.5g/L的棉籽粕，采用2次补加策略，最终D-乳酸的浓度达到111.8g/L，光学纯度达98％，生产速度为1.24g/L/h，得率达87％。这些结果表明YBS1-5能够高效地利用农业废弃物棉籽粕做为氮源，玉米芯水解液为碳源来产生D-乳酸。