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乳酸是三大有机酸之一,用途广泛,且其需求量在逐年增加。乳酸分子中具有不对称碳原子,因此有L-、D-乳酸两种旋光异构体及DL-乳酸外消旋体。由于人体只能代谢L-乳酸,因此在用于食品及医药工业时必然要用L-乳酸代替DL-乳酸。而L-乳酸最具应用潜力的是生产聚乳酸（PLA）,制造生物可降解性塑料,其市场潜力巨大,发展前景十分诱人。本论文以一株产生L-乳酸的鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus rhamnosus）为研究对象,进行了高效高产L-乳酸发酵的工艺优化和动力学模型的研究工作,为实现L-乳酸的工业化生产奠定了基础。 本文探讨了影响鼠李糖乳杆菌高效高产L-乳酸的因素。以不同浓度葡萄糖为碳源发酵产L-乳酸时,糖浓度为120、146g/L时,L-乳酸产量分别为104、117.5g/L,产酸水平已接近国内外该菌株的最高水平;加大接种量不能有效克服菌体生长延迟;高乳酸浓度对菌体生长和产酸有显著抑制作用,初始乳酸浓度到达70g/L以上时,菌体基本停止生长和产酸。三种常见的调节pH的中和剂NaOH、浓氨水、CaCO3对于鼠李糖乳杆菌在5L发酵罐上发酵产L—乳酸和生长有明显不同的影响。 酵母粉是鼠李糖乳杆菌最佳的复合氮源,然而酵母粉成本较高,因此,减少酵母粉用量或寻找廉价的复合氮源替代酵母粉具有重要的经济价值。用廉价的黄豆粉补充微量维生素液,可替代培养基中昂贵的酵母粉。氮源经优化后,使用3.5～4.5%的黄豆粉并添加最优剂量的八种维生素混合液,摇瓶和5L发酵罐上L-乳酸产量和得率基本达到了以酵母粉做氮源和生长因子的发酵指标。 为了能够进一步高效高产L-乳酸,进行了各种补料和连续培养生产L—乳酸。由摇瓶分批补料和5L发酵罐鼠李糖乳杆菌三种分批补料方式的实验得知,与分批发酵相比,发酵动态变化过程没有显著的差别,补料并没有有效地促进鼠李糖乳杆菌的生长和代谢而高效高产L-乳酸。分批补料的条件和方式还有待进一步研究。 鼠李糖乳杆菌5L发酵罐中限氮条件下恒化连续培养生产L-乳酸,D=0.15L/h的稀释率已经到达了氮源限制培养条件下的临界稀释率,随着稀释率从0.05L/h到0.15L/h的变化的过程中,菌浓、L-乳酸的产量、L-乳酸的得率是逐渐降低,残糖的含量逐渐上升,