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在米根霉发酵产L-乳酸过程中,一般采用CaCO3作为酸中和剂,不仅L-乳酸损失大,且环境污染严重。为降低L-乳酸生产成本,寻求替代CaCO3的新型中和剂,本文通过摇瓶发酵优化得出以CaCO3、NaOH溶液和氨水作为中和剂的最适培养基组成,通过罐发酵实验确定了CaCO3、NaOH溶液和氨水的最适中和剂浓度,并在最适浓度基础上考察了米根霉的菌体形态和发酵动力学,实现了NaOH溶液和氨水作为中和剂的半连续发酵,同时对其进行代谢通量分析。主要研究结论如下：1.通过单因素和正交试验,优化得出采用CaCO3、NaOH溶液和氨水作为中和剂时的培养基组成：(1)以CaCO3作为中和剂的最优培养基组成：葡萄糖120g/L, (NH4)2SO4 4.0g/L, KH2PO4 0.15g/L, NaH2PO4 0.20g/L, ZnSO4·7H2O 0.22g/L, MgSO4·7H2O 0.35g/L。(2)以NaOH溶液作为中和剂的最优培养基组成：葡萄糖120g/L, (NH4)2SO4 4.0g/L, MgSO4·7H2O 0.35g/L, ZnSO4·7H2O 0.22g/L, NaH2PO4 0.10g/L, KH2PO4 0.15g/L。(3)以氨水作为中和剂的最优培养基组成：葡萄糖120g/L, (NH4)2SO41.0g/L, MgSO4·7H2O 0.35g/L, ZnSO4·7H2O 0.22g/L, NaH2PO4 0.15g/L, KH2PO4 0.15g/L。2. NaOH溶液和氨水作为中和剂时,添加Ca2+后L-乳酸产量平均提高7.3倍；通过罐发酵得出米根霉发酵产L-乳酸的最适pH值为5.5±0.2, NaOH溶液、氨水溶液作为中和剂的最佳浓度分别为10mol/L、25%,通过摇瓶发酵试验得出CaCO3最佳浓度为60g／L；在最适NaOH溶液、氨水、CaCO3浓度基础上进行罐发酵得菌丝体小球直径分别为0.2-1.2mm、1.2-2.2mm、0.8-1.8mm,残糖分别为2.58g/L、1.37g/L、22.78 g/L, L-乳酸产量分别为74.34g/L、80.61g/L、75.80g/L,发酵强度分别为1.03g/(L-h)、1.12g/(L·h)、1.40g/(L·h);而使用NaOH溶液和CaCO3复合中和剂、氨水和CaCO3复合中和剂时发酵强度皆为1.18 g/(L·h),高于NaOH溶液、氨水的发酵强度,低于CaCO3的发酵强度。3.在米根霉半连续发酵过程中,使用NaOH溶液作为中和剂时,L-乳酸平均发酵强度为1.53g/(L·h),以氨水作为中和剂时,L-乳酸平均发酵强度为1.65g/(L·h),高于分批发酵的产酸强度。4.简单构建了米根霉As3.819胞内代谢网络模型。应用代谢通量分析法,分别以10mol/LNaOH溶液、25%氨水、60g/LCaCO3作为中和剂时不同发酵阶段胞内代谢通量分布的变化。以NaOH溶液为中和剂,第12h、36h、60h产物L-乳酸的流量速率分别为0.93mmol/g/h、2.05mmol/g/h和5.83mmol/g/h;以氨水为中和剂时,第12h、36h、60h产物L-乳酸的流量速率分别为1.48mmol/g/h、2.02 mmol/g/h、5.94mmol/g/h;以CaCO3作为中和剂,第12、30h、48h产物L-乳酸的流量速率分别是10.54mmol/g/h、4.72mmol/g/h、7.30mmol/g/h。