L-乳酸由于对人体无毒无害,具有杀菌作用,作为三大有机酸之一,用途广泛,其需求量在逐年增加。其聚合物聚乳酸由于机械性能和物理性能良好,并且具有生物可降解性,在国内外已经广泛应用于生物医学,医学,服装,包装等领域,具有广阔的市场前景,近来备受人们的关注。本实验室从酸菜汁中分离出一株能发酵产生具有高旋光纯度L-乳酸的菌株—Lb.paracasei HD1.7,经初步优化发现其L-乳酸的生产能力能得到大幅度提高,可知该菌株具有较高的开发和研究价值。本论文主要针对该菌株的培养基和培养条件进行了优化,通过对五种乳酸菌常用培养基的对比分析,得出MRS为该菌株产乳酸最适合培养基,并对培养基中的碳源、有机及无机氮源、磷源、金属离子进行了优化,优化后培养基中L-乳酸的产量为23.8g/L,比优化前的乳酸产量提高了2.4倍。然后,又针对种龄、接种量、发酵温度、pH等这些影响乳酸产量的发酵条件进行了深入细致的研究,得出了该菌株发酵产乳酸的最适合培养条件。在变温培养的条件下,将种龄为16h的种子培养基按5%的接种量,接种到发酵培养基中,用5M的氨水控制培养基的pH为5.8~6.0的条件下,该菌株发酵后,乳酸的产量达到90g/L,葡萄糖的转化率为90%。变温发酵是本研究中的一个创新点,研究结果表明, 42℃+37℃的变温培养模式与恒温37℃培养得到的乳酸产量相差无几,而在前者的发酵情况下,乳酸的发酵周期大约缩短10h,这对于后续的工业化生产具有非常现实的意义。此外,还研究了分批补加葡萄糖发酵对乳酸产量的影响,使乳酸最终产量提高到112g/L。最后,本研究将传统的发酵手段与新兴代谢手段相结合,根据已优化的培养基组成,利用新兴代谢工程的手段,构建该菌株产乳酸的代谢网络,利用化学计量学的方法,算出发酵过程中不同时间段内,各代谢中间产物的代谢通量分布,根据不同时间代谢流向分析得出,丙酮酸激酶,6-磷酸果糖激酶,L-乳酸脱氢酶为控制乳酸产量的关键节点,如果能从这三种酶着手,用基因工程手段进一步提高乳酸产量以及光学纯度,从根本上找出提高目标代谢产物——L-乳酸的产量的靶点,加以修饰限制,这样便可以克服传统发酵法筛选高产菌株的盲目性,从而做到有的放矢。