| 课题来源与背景：L-乳酸是十分重要的生物基平台化合物，可广泛应用于生物原料、医药原料、农药、化妆品、多功能添加剂和功能性材料等，特别是近年发展起来的聚酯和可降解塑料等产业的急速崛起，已经形成庞大高新技术产品群和巨大经济产业链。产品具有非常广阔的市场前景和巨大潜在的社会经济效益。然而，现有的产业化技术发酵法、乙醛氢氰酸法和丙烯腈法等，都存在工艺技术落后、产品质量低、成本高和环保问题等，无法满足急增的市场需求和社会快速发展的需要。
技术原理及性能指标：以乳酸脱氢酶基因组DNA为模板，运用PCR扩增到编码光滑球拟酵母菌的基因，获得重组基因,并克隆到大肠杆菌表达载体pET 28aT7上，再采用超分子自组装模板法固定化，在含有葡萄糖的培养基中发酵合成L-乳酸。通过过滤、有机溶剂萃取和组合溶剂重结晶等获得产品L-乳酸。
实现了L-乳酸的过量表达，且当底物葡萄糖浓度为27.8 %，发酵液pH5.5～6.0，温度为25-35 ℃，加酶量为每克葡萄糖33U，添加1 mmol/L的K+,转化周期为68 h,L-乳酸累计达到23.50g/L。
产品质量实现国际先进的指标：质量含量不小于99%，光学纯度高于95%，D-乳酸含量小于0.5%，熔点51-53℃，水分小于0.5%。
技术创造性与先进性：
技术创造性在于：
（1）工艺技术的创新：以乳杆菌(L.rhamnosus)基因组DNA为模板，运用PCR扩增得到编码球拟酵母菌（Torulopsis sp.）的基因（MTⅡa），获得重组基因Idh-Ⅱa,并克隆到大肠杆菌表达载体pET28aT7上，并获得成功表达，并采用超分子自组装模板法固定化，然后在含有葡萄糖的培养基中发酵合成L-乳酸。通过过滤发酵液、有机溶剂萃取和组合溶剂重结晶等获得产品L-乳酸。填补了国内空白，其综合技术达到国际先进水平。
（2）产品质量的提高创新：采用有机溶剂萃取分离和组合溶剂重结晶的工艺技术，可以获得高质量产品，将其质量提高到一个崭新的技术水平，进一步扩大了产品的用途。
（3）技术集成性创新：通过科学的方法，将基因重组、工程菌的构建、高通量筛选、固定化和应用、发酵法合成工艺、分离与纯化等创新技术都应用于L-乳酸的合成之中，形成一套完整的科学操作体系。
（4）推广应用创新：研究成果所获得的关键技术突破，被成功的应用于3-羟基丙酸、1,3-二羟基丙酮和丁二酸等的产品开发，获得了很好社会和经济效益。
技术先进性在于：
（1）成果具有国际学术的前沿特性：重组基因工程菌法合成高端精细化学品的研究，属于国际前沿热点研究课题，代表了微生物合成法未来发展的主流方向，在我国的应用研究才刚起步，研究成果填补了国内合成路线和工艺技术的空白。
突破性的技术具有前瞻性和实用性：通过重组基因工程菌的构建和发酵的工艺路线，解决了该类产品的合成难题；通过发酵液分离、萃取和组合溶剂重结晶提纯等方法，解决产品分离提纯等难题。
（3）研究成果具有了可推广性：能应用于医农药、生物化工、功能性材料和其它精细化工等行业，促进形成庞大的经济技术产业链，带来巨大的经济和社会效益。
技术的成熟程度、适应范围和安全性：技术已成功地应用于L-乳酸、1,3-二羟基丙酮、3-羟基丙酸和丁二酸等产品的生产，总计实现销售79822万元，缴税9702万元，净利润15825万元。已经证明该合成工艺路线化学选择性好、工艺条件温和、产品得率高质量好、生产成本低和生产过程与环境友好等特点，其工艺技术达到国际先进水平。共申请中国发明专利7项，已授权5项，能应用于医农药、生物化工、功能性材料和其它精细化工等行业，促进形成庞大的经济技术产业链，带来巨大的经济和社会效益。
应用情况及存在的问题：技术已成功地应用于L-乳酸、1,3-二羟基丙酮、3-羟基丙酸和丁二酸等产品生产。所获得的关键技术突破，如重组基因工程菌的构建、固定化、发酵和产物提取与精制等可以广泛应用于医药农药等的创制、多功能材料的制备、其他精细化学品的生产之中，能够改善传统工艺技术落后的状况，解决相关产业的关键技术瓶颈，有效地促进相关产业的结构优化升级，提升产业整体的技术水平和增强国际竞争能力。
存在的问题：目前我在重组基因工程菌的构建研究和推广应用等方面，起步晚整体技术水平不高，因此推广应用的动力不足，推广困难重重，在我国生物技术合成生化产品的比例较小；再就是该技术研究费用高，技术难度大，企业所承担的费用高，有些力不从心。 |
