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傳統(tǒng)有機(jī)酸發(fā)酵工藝需添加中和劑，來(lái)維持接近中性pH的生產(chǎn)環(huán)境，但這會(huì)導(dǎo)致后續(xù)純化提取過(guò)程中產(chǎn)生大量石膏廢渣。此前，為實(shí)現(xiàn)有機(jī)酸清潔生產(chǎn)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所研究團(tuán)隊(duì)從白酒釀造資源中，篩選獲得了具有高魯棒性的庫(kù)德里阿茲威氏畢赤酵母。該菌株可在初始葡萄糖濃度>200g/L、pH<3.0的培養(yǎng)環(huán)境下快速生長(zhǎng)，是實(shí)現(xiàn)有機(jī)酸發(fā)酵的理想底盤(pán)細(xì)胞。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)代謝工程改造，研究出無(wú)需中和劑的L-乳酸發(fā)酵工藝，并系統(tǒng)闡述了非常規(guī)酵母在有機(jī)酸生物制造領(lǐng)域的應(yīng)用潛力與發(fā)展前景。近期，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)該菌株開(kāi)展進(jìn)一步改造，通過(guò)強(qiáng)啟動(dòng)子替換，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵酶的精細(xì)表達(dá)，有效平衡了代謝通量與胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)。研究同時(shí)引入了乳酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，提升了菌株耐酸性能、乳酸外排效率，以及乳酸發(fā)酵性能。為推動(dòng)該工藝的工業(yè)化應(yīng)用，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了低成本無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基，其中酵母提取物僅為0.03g/L。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)比較了不同發(fā)酵工藝的糖酸轉(zhuǎn)化效率。結(jié)果表明，在pH受控條件下制備高活性種子液，且發(fā)酵過(guò)程中不添加任何中和劑的工藝方案，可明顯降低發(fā)酵初期的碳損失。與傳統(tǒng)工藝相比，該工藝二氧化碳排放率由19.94%降至7.42%，碳流向L-乳酸的分配效率提升至 91.01%，實(shí)現(xiàn)了碳源的高效利用。這項(xiàng)研究打破了乳酸工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)中和劑的長(zhǎng)期依賴，顯著降低石膏固廢排放，為聚乳酸產(chǎn)業(yè)鏈的綠色升級(jí)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。相關(guān)研究成果發(fā)表在《生物技術(shù)趨勢(shì)》（Trends in Biotechnology）上。研究工作得到科學(xué)技術(shù)部、北京市的支持。論文鏈接非常規(guī)耐酸酵母實(shí)現(xiàn)無(wú)中和劑L-乳酸生產(chǎn)