D-乳酸，火热的合成生物学赛道选品面上容易被忽视的产品。
作为基本有机化工原料，首先，D-乳酸是合成多种手性物质的前体，光学纯度大于98%的D-乳酸在医药、农药、化工等方面具有广泛的应用。
D-乳酸是一种基本有机化工原料，是合成多种手性物质的前体。光学纯度大于98%的D-乳酸在医药、农药、化工等方面具有广泛应用。以高光学纯D-乳酸为原料聚合而成的聚乳酸材料能够替代普通化工产品聚合而成的塑料、纤维制品，应用在医用骨内固定物、香烟过滤头、纺织用高级纤维等高端消费领域，同时也是3D打印技术的主要原材料。在市场体量上，据估算，全球聚乳酸市场的年复合增长率为20.9%，到2020年，全球聚乳酸消费市场将达到51.6亿美元，市场空间巨大。
以高光学纯D-乳酸为原料聚合而成的聚乳酸材料能够替代普通化工产品聚合而成的塑料、纤维制品，可以应用在高端消费领域，如：医用骨内固定物、香烟过滤头（除去烟草中杂质）、纺织用高级纤维、作为3D打印技术主要原材料等。
1、微生物发酵法，重要制备路径
在合成路径上，D-乳酸可由化学合成法和微生物发酵法制备获得。
化学合成法面临存在环境污染、成本昂贵、光学纯度较低等问题，很难满足应用要求；微生物合成光学纯D-乳酸的潜力开始引起生物工程领域的广泛关注，但已有生物合成研究依然存在生产成本偏高、光学纯度较低等问题。
进一步说，D-乳酸通常由乳酸菌、大肠杆菌、克雷伯菌和芽孢杆菌通过发酵各种糖合成，然而，乳酸菌和其他细菌种类对低pH条件敏感，使用碱或碳酸盐来中和发酵液可合成乳酸盐，但乳酸分离纯化过程较复杂，增加了工业化生产乳酸的成本。
D-乳酸产业化的核心技术涉及原料选择及处理、高效工程菌或酶制剂、分离提纯过程等多种挑战。
2、D-乳酸，产业化之路并不拥挤
在产业化布局上，至今为止，国内能通过生物法技术规模化生产D-乳酸的企业并不多见。
2016年， 中国石化抚顺石油化工研究院曾宣布发酵法生产D-乳酸中试技术通过技术评议。其试验结果表明，发酵50小时后终止发酵液中D-乳酸浓度≥100g/L，葡萄糖浓度≤1.0g/L，D-乳酸光学纯度≥98.5%，提取总收率≥80%。
2023年，山东寿光巨能金玉米开发有限公司透露已形成D-乳酸1万吨，并打破国际垄断。目前，企业将新上马的“年产2万吨乳酸、丙交酯、聚乳酸”项目一期已实现投产，通过使用专利菌种，实现了高光学纯度D-乳酸的工业化生产，年产能可达到2万吨。
2024年，致力于非粮生物质原料和合成生物学的初创企业武汉睿嘉康生物科技有限公司对外宣称已利用多元化非粮原料生产多样化大宗醇酸产品的高产稳产工业菌株，实现了纤维素乙醇的千吨级中试验证及D-乳酸高产菌株的构建及百吨级中试测试，后续将推进高性能乳酸产业化生产。在如今合成生物学技术的加持上，D-乳酸的开发虽然充满挑战但仍将有望期待进一步突破。
D-乳酸与L-乳酸互为旋光异构体，除旋光性外，其他理化性质相同，但D-乳酸为右旋乳酸，人体不能代谢及吸收，过量摄入D-乳酸，会导致代谢紊乱甚至酸中毒，因此D-乳酸不能作为添加剂应用在食品饮料加工领域。此外，以D-乳酸为原料制得的聚乳酸在较多国家中也被限制作为食品饮料包装使用，特别是限制用于儿童用品生产领域。因此与L-乳酸相比，D-乳酸市场规模较小。
聚乳酸作为可降解的绿色环保塑料，应用范围不断扩大，市场需求旺盛，以D-乳酸为原料生产的聚乳酸尽管不能应用在食品饮料领域，但在其他领域仍有广阔市场空间，因此其需求不断增长。在此背景下，全球D-乳酸市场规模不断扩大，2020年达到2.1亿美元，预计未来5年将以6.4%左右的增速增长，到2025年市场规模将接近2.9亿美元。
全球D-乳酸生产企业数量较少，主要有Corbion公司、武藏野化学、巨能金玉米、华德生物等。尽管我国是全球D-乳酸主要生产国之一，但我国D-乳酸市场需求有限，未来随着聚乳酸行业规模不断扩大，我国D-乳酸需求有望持续上升。但从整体乳酸市场来看，由于D-乳酸安全性低于L-乳酸，其未来市场规模仍将小于L-乳酸。
文章来源： DT新材料，中科院之声，新思界网
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来源：贤集网
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