L-乳酸是一种用途十分广泛的有机酸,而玉米芯是农业中大量存在的有机废弃物。本论文以农业废弃物玉米芯固定化米根霉发酵生产有机酸L-乳酸,研究了发酵液流变学特性与产酸的关系,并对发酵过程中的菌丝球和玉米芯形态学特征进行了描述,最后初步探究了PFR反应器连续发酵L-乳酸,主要内容与结果如下。以实验室筛选的米根霉R-6-1为出发菌株,对不同玉米芯葡萄糖添加比例下发酵液流变学性质做研究,在玉米芯与葡萄糖比为1:4时是最佳玉米芯葡萄糖添加量,此时玉米芯能很好的吸附固定化米根霉R-6-1形成菌丝球,发酵液清晰,粘度较低在1～2 m Pa·s之间,摇瓶发酵液的流变学特性得到改善,营养物质及氧的传递效果好,L-乳酸积累达到30 g/L,糖酸转化率79.96%,比纯糖发酵提升12%。对发酵罐与摇瓶发酵液粘度变化进行对比研究,两者的发酵液粘度变化大体趋势一致,其中发酵罐中发酵液粘度明显高于摇瓶中发酵液的粘度,然而,发酵罐中米根霉菌丝体的产酸效率要高于摇瓶。通过对发酵过程菌丝体形态随发酵时间变化进行测定,对发酵过程中菌丝球形态发育进行量化描述。在0-12 h孢子吸水膨胀,12-20 h孢子萌发形成菌丝体;在20-28 h菌丝体更加紧密的缠绕玉米芯;28 h到发酵后期可以形成菌丝团块和菌丝球。经过发酵罐48 h,梯级控制参数,菌丝形成平均直径(短轴)4 mm的菌丝球,经显微成像系统测定,其短轴平均为4 mm、长轴4.7 mm、横截面积20 mm~2的菌丝球利于产酸,产酸量达34.9 g/L,转化率为72.25%。从SEM照片看到,8 h时玉米芯样品,发酵与未发酵时形态差别不大;20 h开始,样品出现较多明显疏松孔洞;32 h后孔洞变得大而多,直径在10～20μm之间,很适宜菌丝体的缠绕。从玉米芯微观结构上解释了菌丝球成球机理。用PFR反应器进行连续发酵,可将发酵过程分成三个阶段,即菌体复苏、高效产酸和菌体衰退;发酵柱规格分别选用长管(内径26 mm、长度80 cm)和短管(内径16 mm、长度30 cm)时,长管发酵柱耗糖和L-乳酸产量均明显高于短管,长管的糖酸转化率也高于短管,达到72%,提高18%,发酵效率要优于短管。另外,发酵周期为24 h和12 h进行对比,发现耗糖明显高于后者,而L-乳酸产量和糖酸转化率也明显高于后者,提高15%。以长管发酵柱进行周期为24 h的发酵生产4 d,菌丝体形态学的对比,发现连续发酵前后菌丝球从很强的生物活性到衰退的过程,证明了PFR连续发酵的过程机理。