L-乳酸（L-LA）作为生物可降解塑料聚乳酸（PLA）的核心前体，其市场需求正高速扩张。然而，传统微生物发酵工艺面临一个严峻的环保挑战：由于大多数生产菌株（如乳酸菌）最适 pH 接近中性，必须添加大量中和剂（如 Ca(OH)₂ 或 CaCO₃）来维持环境，这导致后续酸化过程中每生产 1 吨 L-乳酸就会产生约 1 吨的石膏废渣。

为了打破这一瓶颈，中国科学院微生物研究所于波团队利用非传统酵母毕赤库德里阿夫齐氏酵母（Pichia kudriavzevii）卓越的耐酸特性，通过精细的代谢工程改造，构建了无需中和剂的生产平台，并在低成本无机盐培养基中实现了近乎理论值的转化率。

具体的，研究团队通过强启动子替换实现关键酶的精细表达，有效平衡了代谢通量与胞内氧化还原状态；同时，引入乳酸转运蛋白，提升了菌株耐酸性能与乳酸外排效率，显著提升了乳酸发酵性能。为推动工艺的工业化应用，团队进一步开发了低成本无机盐培养基，该培养基中酵母提取物仅为0.03 g/L。

在此基础上，团队系统比较了不同发酵工艺的糖酸转化效率，结果表明：在pH受控条件下制备高活性种子液，随后发酵过程中不添加任何中和剂的工艺方案，可显著减少发酵初期的碳损失，与传统工艺相比，二氧化碳排放率从19.94%降至7.42%，使碳流更有效地导向L-乳酸合成（91.01%）。在 5-L 发酵罐实验中，最终实现了 75.09 g/l 的产量，生产强度为 1.39 g/l/h，产率高达 0.99 g/g。

该工艺的成功研发，打破了乳酸工业化生产对中和剂的长期依赖，大幅减少石膏固废排放，为聚乳酸产业链的绿色升级提供了关键技术支撑。

非常规耐酸酵母实现无中和剂L-乳酸生产

相关研究成果以“Industrial perspective validation of a neutralizer-free L-lactic acid production process by engineered acid-tolerant yeast Pichia kudriavzevii”为题近日发表在Trends in Biotechnology上。

https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2025.12.030