D-乳酸，火熱的合成生物學(xué)賽道選品面上容易被忽視的產(chǎn)品。
作為基本有機化工原料，首先，D-乳酸是合成多種手性物質(zhì)的前體，光學(xué)純度大于98%的D-乳酸在醫(yī)藥、農(nóng)藥、化工等方面具有廣泛的應(yīng)用。
D-乳酸是一種基本有機化工原料，是合成多種手性物質(zhì)的前體。光學(xué)純度大于98%的D-乳酸在醫(yī)藥、農(nóng)藥、化工等方面具有廣泛應(yīng)用。以高光學(xué)純D-乳酸為原料聚合而成的聚乳酸材料能夠替代普通化工產(chǎn)品聚合而成的塑料、纖維制品，應(yīng)用在醫(yī)用骨內(nèi)固定物、香煙過濾頭、紡織用高級纖維等高端消費領(lǐng)域，同時也是3D打印技術(shù)的主要原材料。在市場體量上，據(jù)估算，全球聚乳酸市場的年復(fù)合增長率為20.9%，到2020年，全球聚乳酸消費市場將達(dá)到51.6億美元，市場空間巨大。
以高光學(xué)純D-乳酸為原料聚合而成的聚乳酸材料能夠替代普通化工產(chǎn)品聚合而成的塑料、纖維制品，可以應(yīng)用在高端消費領(lǐng)域，如：醫(yī)用骨內(nèi)固定物、香煙過濾頭（除去煙草中雜質(zhì)）、紡織用高級纖維、作為3D打印技術(shù)主要原材料等。
1、微生物發(fā)酵法，重要制備路徑
在合成路徑上，D-乳酸可由化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法制備獲得。
化學(xué)合成法面臨存在環(huán)境污染、成本昂貴、光學(xué)純度較低等問題，很難滿足應(yīng)用要求；微生物合成光學(xué)純D-乳酸的潛力開始引起生物工程領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，但已有生物合成研究依然存在生產(chǎn)成本偏高、光學(xué)純度較低等問題。
進一步說，D-乳酸通常由乳酸菌、大腸桿菌、克雷伯菌和芽孢桿菌通過發(fā)酵各種糖合成，然而，乳酸菌和其他細(xì)菌種類對低pH條件敏感，使用堿或碳酸鹽來中和發(fā)酵液可合成乳酸鹽，但乳酸分離純化過程較復(fù)雜，增加了工業(yè)化生產(chǎn)乳酸的成本。
D-乳酸產(chǎn)業(yè)化的核心技術(shù)涉及原料選擇及處理、高效工程菌或酶制劑、分離提純過程等多種挑戰(zhàn)。
2、D-乳酸，產(chǎn)業(yè)化之路并不擁擠
在產(chǎn)業(yè)化布局上，至今為止，國內(nèi)能通過生物法技術(shù)規(guī)模化生產(chǎn)D-乳酸的企業(yè)并不多見。
2016年， 中國石化撫順石油化工研究院曾宣布發(fā)酵法生產(chǎn)D-乳酸中試技術(shù)通過技術(shù)評議。其試驗結(jié)果表明，發(fā)酵50小時后終止發(fā)酵液中D-乳酸濃度≥100g/L，葡萄糖濃度≤1.0g/L，D-乳酸光學(xué)純度≥98.5%，提取總收率≥80%。
2023年，山東壽光巨能金玉米開發(fā)有限公司透露已形成D-乳酸1萬噸，并打破國際壟斷。目前，企業(yè)將新上馬的“年產(chǎn)2萬噸乳酸、丙交酯、聚乳酸”項目一期已實現(xiàn)投產(chǎn)，通過使用專利菌種，實現(xiàn)了高光學(xué)純度D-乳酸的工業(yè)化生產(chǎn)，年產(chǎn)能可達(dá)到2萬噸。
2024年，致力于非糧生物質(zhì)原料和合成生物學(xué)的初創(chuàng)企業(yè)武漢睿嘉康生物科技有限公司對外宣稱已利用多元化非糧原料生產(chǎn)多樣化大宗醇酸產(chǎn)品的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)工業(yè)菌株，實現(xiàn)了纖維素乙醇的千噸級中試驗證及D-乳酸高產(chǎn)菌株的構(gòu)建及百噸級中試測試，后續(xù)將推進高性能乳酸產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。在如今合成生物學(xué)技術(shù)的加持上，D-乳酸的開發(fā)雖然充滿挑戰(zhàn)但仍將有望期待進一步突破。
D-乳酸與L-乳酸互為旋光異構(gòu)體，除旋光性外，其他理化性質(zhì)相同，但D-乳酸為右旋乳酸，人體不能代謝及吸收，過量攝入D-乳酸，會導(dǎo)致代謝紊亂甚至酸中毒，因此D-乳酸不能作為添加劑應(yīng)用在食品飲料加工領(lǐng)域。此外，以D-乳酸為原料制得的聚乳酸在較多國家中也被限制作為食品飲料包裝使用，特別是限制用于兒童用品生產(chǎn)領(lǐng)域。因此與L-乳酸相比，D-乳酸市場規(guī)模較小。
聚乳酸作為可降解的綠色環(huán)保塑料，應(yīng)用范圍不斷擴大，市場需求旺盛，以D-乳酸為原料生產(chǎn)的聚乳酸盡管不能應(yīng)用在食品飲料領(lǐng)域，但在其他領(lǐng)域仍有廣闊市場空間，因此其需求不斷增長。在此背景下，全球D-乳酸市場規(guī)模不斷擴大，2020年達(dá)到2.1億美元，預(yù)計未來5年將以6.4%左右的增速增長，到2025年市場規(guī)模將接近2.9億美元。
全球D-乳酸生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較少，主要有Corbion公司、武藏野化學(xué)、巨能金玉米、華德生物等。盡管我國是全球D-乳酸主要生產(chǎn)國之一，但我國D-乳酸市場需求有限，未來隨著聚乳酸行業(yè)規(guī)模不斷擴大，我國D-乳酸需求有望持續(xù)上升。但從整體乳酸市場來看，由于D-乳酸安全性低于L-乳酸，其未來市場規(guī)模仍將小于L-乳酸。
文章來源： DT新材料，中科院之聲，新思界網(wǎng)
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_549997.html
來源：賢集網(wǎng)
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作為基本有機化工原料，首先，D-乳酸是合成多種手性物質(zhì)的前體，光學(xué)純度大于98%的D-乳酸在醫(yī)藥、農(nóng)藥、化工等方面具有廣泛的應(yīng)用。
D-乳酸是一種基本有機化工原料，是合成多種手性物質(zhì)的前體。光學(xué)純度大于98%的D-乳酸在醫(yī)藥、農(nóng)藥、化工等方面具有廣泛應(yīng)用。以高光學(xué)純D-乳酸為原料聚合而成的聚乳酸材料能夠替代普通化工產(chǎn)品聚合而成的塑料、纖維制品，應(yīng)用在醫(yī)用骨內(nèi)固定物、香煙過濾頭、紡織用高級纖維等高端消費領(lǐng)域，同時也是3D打印技術(shù)的主要原材料。在市場體量上，據(jù)估算，全球聚乳酸市場的年復(fù)合增長率為20.9%，到2020年，全球聚乳酸消費市場將達(dá)到51.6億美元，市場空間巨大。
以高光學(xué)純D-乳酸為原料聚合而成的聚乳酸材料能夠替代普通化工產(chǎn)品聚合而成的塑料、纖維制品，可以應(yīng)用在高端消費領(lǐng)域，如：醫(yī)用骨內(nèi)固定物、香煙過濾頭（除去煙草中雜質(zhì)）、紡織用高級纖維、作為3D打印技術(shù)主要原材料等。
1、微生物發(fā)酵法，重要制備路徑
在合成路徑上，D-乳酸可由化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法制備獲得。
化學(xué)合成法面臨存在環(huán)境污染、成本昂貴、光學(xué)純度較低等問題，很難滿足應(yīng)用要求；微生物合成光學(xué)純D-乳酸的潛力開始引起生物工程領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，但已有生物合成研究依然存在生產(chǎn)成本偏高、光學(xué)純度較低等問題。
進一步說，D-乳酸通常由乳酸菌、大腸桿菌、克雷伯菌和芽孢桿菌通過發(fā)酵各種糖合成，然而，乳酸菌和其他細(xì)菌種類對低pH條件敏感，使用堿或碳酸鹽來中和發(fā)酵液可合成乳酸鹽，但乳酸分離純化過程較復(fù)雜，增加了工業(yè)化生產(chǎn)乳酸的成本。
D-乳酸產(chǎn)業(yè)化的核心技術(shù)涉及原料選擇及處理、高效工程菌或酶制劑、分離提純過程等多種挑戰(zhàn)。
2、D-乳酸，產(chǎn)業(yè)化之路并不擁擠
在產(chǎn)業(yè)化布局上，至今為止，國內(nèi)能通過生物法技術(shù)規(guī)模化生產(chǎn)D-乳酸的企業(yè)并不多見。
2016年， 中國石化撫順石油化工研究院曾宣布發(fā)酵法生產(chǎn)D-乳酸中試技術(shù)通過技術(shù)評議。其試驗結(jié)果表明，發(fā)酵50小時后終止發(fā)酵液中D-乳酸濃度≥100g/L，葡萄糖濃度≤1.0g/L，D-乳酸光學(xué)純度≥98.5%，提取總收率≥80%。
2023年，山東壽光巨能金玉米開發(fā)有限公司透露已形成D-乳酸1萬噸，并打破國際壟斷。目前，企業(yè)將新上馬的“年產(chǎn)2萬噸乳酸、丙交酯、聚乳酸”項目一期已實現(xiàn)投產(chǎn)，通過使用專利菌種，實現(xiàn)了高光學(xué)純度D-乳酸的工業(yè)化生產(chǎn)，年產(chǎn)能可達(dá)到2萬噸。
2024年，致力于非糧生物質(zhì)原料和合成生物學(xué)的初創(chuàng)企業(yè)武漢睿嘉康生物科技有限公司對外宣稱已利用多元化非糧原料生產(chǎn)多樣化大宗醇酸產(chǎn)品的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)工業(yè)菌株，實現(xiàn)了纖維素乙醇的千噸級中試驗證及D-乳酸高產(chǎn)菌株的構(gòu)建及百噸級中試測試，后續(xù)將推進高性能乳酸產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。在如今合成生物學(xué)技術(shù)的加持上，D-乳酸的開發(fā)雖然充滿挑戰(zhàn)但仍將有望期待進一步突破。
D-乳酸與L-乳酸互為旋光異構(gòu)體，除旋光性外，其他理化性質(zhì)相同，但D-乳酸為右旋乳酸，人體不能代謝及吸收，過量攝入D-乳酸，會導(dǎo)致代謝紊亂甚至酸中毒，因此D-乳酸不能作為添加劑應(yīng)用在食品飲料加工領(lǐng)域。此外，以D-乳酸為原料制得的聚乳酸在較多國家中也被限制作為食品飲料包裝使用，特別是限制用于兒童用品生產(chǎn)領(lǐng)域。因此與L-乳酸相比，D-乳酸市場規(guī)模較小。
聚乳酸作為可降解的綠色環(huán)保塑料，應(yīng)用范圍不斷擴大，市場需求旺盛，以D-乳酸為原料生產(chǎn)的聚乳酸盡管不能應(yīng)用在食品飲料領(lǐng)域，但在其他領(lǐng)域仍有廣闊市場空間，因此其需求不斷增長。在此背景下，全球D-乳酸市場規(guī)模不斷擴大，2020年達(dá)到2.1億美元，預(yù)計未來5年將以6.4%左右的增速增長，到2025年市場規(guī)模將接近2.9億美元。
全球D-乳酸生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較少，主要有Corbion公司、武藏野化學(xué)、巨能金玉米、華德生物等。盡管我國是全球D-乳酸主要生產(chǎn)國之一，但我國D-乳酸市場需求有限，未來隨著聚乳酸行業(yè)規(guī)模不斷擴大，我國D-乳酸需求有望持續(xù)上升。但從整體乳酸市場來看，由于D-乳酸安全性低于L-乳酸，其未來市場規(guī)模仍將小于L-乳酸。
文章來源： DT新材料，中科院之聲，新思界網(wǎng)
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_549997.html
來源：賢集網(wǎng)
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