1. 研究目的与意义
研究的目的及意义
生物质生物炼制中的主要问题之一是半纤维素结构单元木糖有效和木糖葡萄糖的同步共利用，本论文在前期通过途径改造删去旁路代谢，强化木糖代谢构建代谢工程菌的技术研究，进一步研究基因工程菌在厌氧条件下利用不同碳源制备乳酸的发酵规律，对于真正实现生物质发酵制备乳酸的工业应用具有重要意义。
2. 国内外研究现状分析
国内外同类研究概况
zhou等人通过敲除大肠杆菌的丙酮酸甲基裂解酶基因和琥珀酸还原酶基因，得到的d-乳酸终浓度为 51.8 g/l，光学纯度达到99%，减少了微生物发酵的培养基组分，但发酵时间有所增加[15]。这说明基因突变使细胞受到损伤且抑制了细胞的生长。在此基础上，进一步敲除了acka、adhe基因以降低乙酸、乙醇等副产物的生成，得到了一株能在无机盐培养基中无氧条件下发酵的菌株sz63，改造后的菌株的d-乳酸产量为 48 g /l。
在这已有的研究基础上，又有学者通过基因工程改造技术构建了可以生产l-乳酸的大肠杆菌基因工程菌。熊圆圆等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）为起始菌株，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e. coli wl302。e. coli wl302利用葡萄糖（60 g/l），乳酸产量为 50.68 g/l，副产物较少，光学纯度达98%。e. coli wl302工程菌以脱毒后废纸水解液为碳源发酵7 h，乳酸产量为 43.96 g/l，乳酸生产强度为 0.61 g/(lh)，乳酸光学纯度高达98%。在此条件下，每 100 g废纸可以产生 35 g乳酸，糖酸转化率为80.59%。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容及计划
1. 实验方案
① 建立实验必须的分析方法
4. 研究创新点
特色与创新
基因工程菌在厌氧条件下用不同碳源发酵制备乳酸，其中，最有开发潜力的是木糖和葡萄糖的同步发酵技术。若生产工艺得到完善，可以最大限度的利用生物质能源，节约成本。
本文主要研究不同发酵条件下基因工程菌对不同碳源的发酵规律和利用情况。通过改变温度、糖浓和碳源比例等方法，优化培养基和发酵条件。测定菌体量和发酵产物含量，确定最佳培养方案，提高乳酸生产量。
