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聚乳酸(PLA)作为极具应用潜力的可生物降解材料，市场应用前景十分巨大。目前，高光学纯度L-乳酸的生产成本和市场价格较高，不仅阻碍了聚乳酸市场的发展，同时也限制了L-乳酸在其他重要工业领域中的应用。微生物发酵是生产高光学纯度L-型乳酸的一条重要途径，但是目前缺乏能利用廉价木质纤维素发酵生产高光学纯度L-乳酸微生物菌株。本文成功构建了能利用五碳糖同型发酵高纯度L-乳酸的重组大肠杆菌工程菌WL302，为利用廉价木质纤维素发酵生产高光学纯度L-乳酸打下了坚实的基础。
首先，以可以高效利用木糖为碳源发酵生产乙醇的大肠杆菌工程菌RM10(ΔfrdB、ΔldhA、ΔackA、ΔfocA-pB、ΔpdhR::pflBp6-pBrbs-aceEF-lpd、ΔrngHSR2)为出发菌株，利用RED重组系统敲除其乙醇脱氢酶基因（adhE），并利用染色体插入技术插入带有自身启动子的来源于乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)的L-乳酸脱氢酶基因（ldhL），构建能利用木糖同型发酵产高纯度L-乳酸的重组大肠杆菌E.coli WL301。通过无氧管驯化E.coli WL301得到菌株E.coli WL302。
其次，在单因素实验的基础上通过响应面法进一步对废纸预处理条件进行了优化，得到了固液比为1:8.7，硫酸浓度0.4mol/L，121℃条件下预处理1.99h的最优条件。在此条件下，用NaOH调酸解液pH至4.8±0.1，加入30FPU/g底物纤维素酶，在50℃、150rpm条件下酶解60h，得到水解液中总还原糖浓度为55.86±0.91g/L。与单因素实验的最佳条件相比，经响应面优化后还原糖浓度提高了11%。
最后，对工程菌E.coli WL302利用不同碳源和废纸水解液发酵产L-乳酸进行了初步研究。E.coli WL302利用葡萄糖（60g/L）、木糖（60g/L）、木糖（30g/L）和葡萄糖（30g/L）的混合糖为碳源发酵时，乳酸产量分别为50.68g/L、43.62g/L、46.36g/L，质量收率分别为86.72%、80.49%、80.71%，副产物较少，光学纯度达98%。E.coli WL302以脱毒后废纸水解液为碳源发酵72h，乳酸产量为43.96g/L，乳酸生产强度为0.61g/(L·h)，乳酸光学纯度高达98%。在此条件下，每100g废纸可以产生35g乳酸，糖酸转化率为80.59%。结果表明，E.coli WL302可以利用木质纤维素原料为底物发酵生产L-乳酸，具有一定的工业化开发潜力。
首先，以可以高效利用木糖为碳源发酵生产乙醇的大肠杆菌工程菌RM10(ΔfrdB、ΔldhA、ΔackA、ΔfocA-pB、ΔpdhR::pflBp6-pBrbs-aceEF-lpd、ΔrngHSR2)为出发菌株，利用RED重组系统敲除其乙醇脱氢酶基因（adhE），并利用染色体插入技术插入带有自身启动子的来源于乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)的L-乳酸脱氢酶基因（ldhL），构建能利用木糖同型发酵产高纯度L-乳酸的重组大肠杆菌E.coli WL301。通过无氧管驯化E.coli WL301得到菌株E.coli WL302。
其次，在单因素实验的基础上通过响应面法进一步对废纸预处理条件进行了优化，得到了固液比为1:8.7，硫酸浓度0.4mol/L，121℃条件下预处理1.99h的最优条件。在此条件下，用NaOH调酸解液pH至4.8±0.1，加入30FPU/g底物纤维素酶，在50℃、150rpm条件下酶解60h，得到水解液中总还原糖浓度为55.86±0.91g/L。与单因素实验的最佳条件相比，经响应面优化后还原糖浓度提高了11%。
最后，对工程菌E.coli WL302利用不同碳源和废纸水解液发酵产L-乳酸进行了初步研究。E.coli WL302利用葡萄糖（60g/L）、木糖（60g/L）、木糖（30g/L）和葡萄糖（30g/L）的混合糖为碳源发酵时，乳酸产量分别为50.68g/L、43.62g/L、46.36g/L，质量收率分别为86.72%、80.49%、80.71%，副产物较少，光学纯度达98%。E.coli WL302以脱毒后废纸水解液为碳源发酵72h，乳酸产量为43.96g/L，乳酸生产强度为0.61g/(L·h)，乳酸光学纯度高达98%。在此条件下，每100g废纸可以产生35g乳酸，糖酸转化率为80.59%。结果表明，E.coli WL302可以利用木质纤维素原料为底物发酵生产L-乳酸，具有一定的工业化开发潜力。