1. 研究目的与意义
乳酸中的l-乳酸在人体和哺乳动物体内起着调节肌肉活动和抗疲劳的制约作用，用它制成的乳酸盐已广泛的应用于食品、医药、现代农业、化妆品等领域。l-乳酸又能聚合成可降解物质l-聚乳酸。l-聚乳酸可用于生产长纤维的毛纺布、薄膜、各种容器及医用缝合线等。l-聚乳酸的迅速推广和大量的应用，必将会使l-乳酸的消费量成倍增长。
l-乳酸虽已广泛地应用于诸多领域，但其用量却不大，且大多处于助剂类的辅助物。近几年，从世界范围内来看，l-乳酸的用量渐成扩增趋势。本世纪初，世界乳酸的年生产能力才超过20万t，但实际消耗量已超过15万t。中国2004年的年产量约为4.5万t，2005年已达10万t，但由于技术制约和应用的局限，国内的年实际耗量仅约为3万t左右，其余部分也仅有少量出口，整体行情不容乐观。国外已大力发展l-乳酸的衍生产品，且已渐显规模。1994年美国的乳酸耗量约为2万t，到了1999年已上升至6万t，2000年已达7万t，年需求增长率为5%~8%。日本的年耗量约为1万t，并逐年有所增加。近几年，国际市场的乳酸产品已进入热稳定性强、品级高、价格也相对较高的时代。l-乳酸的发展前景尤其看好。在西欧、北美、中东及东南亚地区，l-乳酸的市场需求增长率已达16%。
利用木质纤维素原料（葡萄糖、木糖、阿拉伯糖）生产乳酸存在的问题：一是纤维原料中的戊糖和己糖不能同时被利用，原料利用率不高。自然界中的乳酸菌都能发酵葡萄糖以及其他的己糖，但只有少数乳酸菌能利用戊糖，发酵戊糖的乳酸菌有乳酸乳球菌、乳酸杆菌、乳杆菌和布氏乳杆菌等。纤维原料中戊糖占很大一部分比例，含量大约为10%～15%，如果能把这部分原料利用起来，那么植物纤维的利用率就会大大提高，因此通过基因工程选育能同时发酵己糖和戊糖的优良菌株就显得格外重要。二是纤维素酶解效率不高，水解产物对酶有抑制作用，水解产物中的纤维二糖是纤维素酶的主要抑制物，葡萄糖也有轻微的抑制作用。
2. 国内外研究现状分析
l-乳酸高产菌株的诱变育种
沈阳农业大学食品学院的郑艳等的研究报告l-乳酸发酵菌株的选育中提到了l-乳酸高产菌株的诱变育种。他们分别采用紫外线、硫酸二乙酯、紫外线2硫酸二乙酯等诱变方法对出发菌株lcr2进行诱变处理。挑取透明圈或变色圈较大的菌落进行复筛,经反复发酵试验得到1株产酸稳定、l-乳酸产量最高的同型乳酸发酵菌株zy。
突变株zy发酵产l-乳酸含量由4.18g/l提高到了4.71g/l。
3. 研究的基本内容与计划
1）比较b.coagulanss44与b.coagulansl4的氮源喜好，主要是有机氮源，包括酵母粉、玉米浆干粉、大豆蛋白胨、大豆肽、棉籽蛋白、蛋白胨、豆粕粉等。
（2）比较b.coagulanss44与b.coagulansl4对酵母粉需求量的多少；酵母粉是菌株最喜好的氮源，但价格昂贵，降低酵母粉的用量有利于大大降低发酵成本。
（3）比较b.coagulanss44与b.coagulansl4对维生素的喜好，主要有生物素、硫胺素、叶酸和烟酸等。
4. 研究创新点
B.coagulansS44与B.coagulansL4是本实验室保存的两株凝结芽孢杆菌，这两株菌虽然筛选自不同的生境，但都可以快速代谢葡萄糖和木糖产酸。为了进一步比较其发酵产酸条件的异同，以及其对营养物质尤其是氮源需求和微量元素需求的异同,故开展本课题。
