发酵法生产D乳酸的研究进展.pdf

发酵法生产伊乳酸的研究进展 胡永红，管 琚，杨文革，汤天羽 (南京工业大学制药与生命科学学院，江苏南京210009) 摘 要 从发酵菌种、发酵工艺等方面综述了发酵法生产口乳酸的国内外研究现状，着重介绍了代谢工程在发 酵产酸方面的应用，对今后的研究趋势进行了展望。 关键词 D乳酸，发酵，代谢工程 近年来，手性物质以其特殊的光学结构和广泛的 聚合物的立体化学组成不同，性能也有所不同。由于 应用受到越来越多的重视，已慢慢发展成为科学研究 聚乳酸高分子结构中异构体的含量可调[6]，因此可以 的一个新领域。不同的手性物质其制备方法大致相 用3种聚乳酸的不同比例来调整材料的强度和降解 同，主要分为化学拆分法和微生物发酵法。化学拆分 周期等性能，以适应不同的需求口]。 法需要消耗石油、煤炭等逐渐匮乏、日益昂贵的化石 1．2肛乳酸在农业领域的应用 资源，而且对生态环境的破坏及其严重i相比之下，微 高光学纯度D乳酸(光学纯度97％以上)作为一 生物发酵法以可再生资源为原料，成本低廉，绿色环 个手性中心，是多种手性物质的前体，在农药除草剂 保，是一种高效的生物加工模式。 方面的实际应用正El益引起人们的重视。日本大赛 乳酸是自然界最小的手性分子，全世界近80％ 的厂家采用直接发酵法生产光学纯度乳酸，主要是 光学纯度97％以上的D乳酸生产能力，供医药、农药 L-乳酸。D乳酸作为一个手性中心，是合成多种手 原料。这种高光学纯度肛乳酸是制造优良除草 性物质的前体，在医药、农药、化工等方面的应用十分 剂——骠马[8](PumaSuper)的原料。德国赫司特 广泛。与L_乳酸繁荣的研究景象相比，D乳酸的开 Su- 发略显单薄。目前世界乳酸的总生产能力为25万t／ 酸为原料的新型高效除草剂——威霸[3](Whip 年，总产量为13万t／年，并以每年6％～8％递增，总per)，该除草剂杀草谱广、灵活性大、效果优异，据了 解，我国已在使用。 消费量为10万t／a[1]，生产D乳酸约1．6万t，而世 1．3 D-乳酸在化学工业领域的应用 界上需要发酵法生产的口乳酸约2．6万tL2]，D乳酸 的市场前景广阔。本文就近年来D乳酸的应用、发 以D乳酸为原料的乳酸酯类广泛用于香料、合 酵菌种及发酵工艺的研究进展进行了综述。 成树脂涂料、胶粘剂及印刷油墨等生产中，而且可用 于石油管道清洗和电子工业清洗等[9]。其中，D乳 1 D乳酸的应用 酸甲酯用作医药、农药、溶剂的原料及其他手性化合 1．1口乳酸在生物高分子材料领域的应用 物的合成前体及中间体[1们；乳酸正丙酯是重要的香 聚乳酸是理想的绿色高分子材料。由聚乳酸制 料及工业溶剂，广泛用于食品、医药、树脂涂料、胶粘 成的产品具有很好的生物相容性，其光泽度、透明性、 剂、清洗剂等生产中[9]。1997年，德国巴斯夫 手感和耐热性俱佳，且有一定的耐菌性、阻燃性和抗 紫外性，用途十分广泛。可代替硅橡胶、硅油等传统 的医用高分子材料制作骨内固定物、细胞培养和医用 原料。 手术缝合线等医用材料‘33；可代聚乙烯、聚丙烯和聚 随着研究的深入，D乳酸用途不断扩宽，市场需 苯乙烯等材料生产新型环保包装材料H1；还可用于纺 求量也将随之不断增加，所以寻找工艺简单、成本较 织行业制成手感好、滑爽性强并富有光泽的内衣[5]。 低、产率较高的