微生物所于波团队工程化耐酸酵母实现无中和剂L-乳酸生产

传统有机酸发酵工艺需添加中和剂来维持接近中性pH的生产环境，这导致后续纯化提取过程中会产生大量石膏废渣。为实现有机酸的清洁生产，中国科学院微生物研究所于波团队与白逢彦团队合作，从白酒酿造资源中筛选获得了具有高鲁棒性的库德里阿兹威氏毕赤酵母（Pichia kudriavzevii），该菌株可在初始葡萄糖浓度> 200 g/L、pH< 3.0的培养环境下快速生长，成为有机酸发酵的理想底盘细胞。团队通过代谢工程改造，率先报道了无需中和剂的L-乳酸发酵工艺（Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2023），并系统阐述了非常规酵母在有机酸生物制造中的潜力与前景（Trends in Biotechnology, 2025）。

近期，研究团队对该菌株进一步改造，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%）。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”为题发表在Trends in Biotechnology上。微生物所于波研究员和王丽敏项目研究员为论文共同通讯作者，研究得到了国家重点研发计划、北京市科技计划项目、普立思生物科技有限公司资助。

   论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.3c03163

https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2024.12.004

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