D-乳酸是聚D-乳酸（PDLA）合成的单体,目前主要用淀粉类粮食作物为原料以微生物发酵的方式生产得到。以生物量大、来源广泛的木质纤维素为原料生产D-乳酸以及合成PDLA的前体D-丙交酯具有重要意义。木质纤维素生产D-乳酸以及合成D-丙交酯面临以下主要障碍:（1）木质纤维素经过预处理后会释放大量抑制物,不仅会对发酵菌株的生长和发酵性能产生不利影响,还会对后期D-乳酸的回收和纯度造成不利影响;（2）木质纤维素经过预处理后,释放的非葡萄糖（木糖、半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖）占总单糖的30-40%,这些非葡萄糖不能完全被菌株消耗转化为高浓度的D-乳酸,残糖会影响D-乳酸的得率和后期D-乳酸的分离纯化。在乳酸发酵过程中,发酵液的pH随着乳酸的积累而不断降低,菌株的生长代谢受到抑制,需要外源添加大量中和剂,导致后期乳酸分离纯化产生大量高盐废弃物。第一部分工作为木质纤维素干法生物炼制生产D-乳酸及其纯化。木质纤维素生物质经过干酸预处理后,用树脂枝孢霉Amorphotheca resinae ZN1进行生物脱毒,呋喃类、有机酸和大部分酚醛抑制物被完全脱除,残留少量酚类抑制物在后续的脱色步骤中被完全去除。使用D-乳酸工程菌株乳酸片球菌Pedioccocus acidilactici ZY15在30%（w/w）固含量麦秆和高温（50℃）条件下进行同步糖化与共发酵,最终将葡萄糖和非葡萄糖单糖（木糖、阿拉伯糖、甘露糖、半乳糖）全部转化成高浓度（128.1 g/L）、高手性度（99.07%）的D-乳酸,残糖量不超过1.8 g/L。纤维素D-乳酸发酵液经过固液分离、活性炭脱色、浓缩结晶、酸化、阳离子树脂吸附的常规分离纯化步骤后,发酵液中残留的单糖、蛋白质、乙酸和总酚、Mg2+被去除完全,Ca2+、K+、Na+,Cl-的浓度降低至2.2-3.6 mg/g D-乳酸,获得了具备聚合水准的手性D-乳酸。第二部分工作为D-丙交酯的合成及表征。以纤维素D-乳酸为聚合单体,使用常规辛酸亚锡催化剂,D-乳酸经过缩聚和解聚成功合成了 D-丙交酯。以淀粉来源D-乳酸合成的D-丙交酯为对照,对纤维素D-丙交酯进行了元素组成、熔点、相对分子质量、核磁共振氢谱、红外光谱、手性纯度等结构与性质方面的表征。结果表明,纤维素D-丙交酯的表征结果与淀粉D-丙交酯一致且符合相关文献报道,验证了以木质纤维素为原料生产高手性纯度的D-乳酸以及合成聚D-乳酸的重要前体D-丙交酯具有可行性,为今后木质纤维素生产聚D-乳酸的工业化应用提供了可行性方案。第三部分工作是采用了适应性进化方法来提高乳酸片球菌P.acidilactici ZY271的低pH耐受性和低pH条件下的发酵性能。将适应性进化后的菌株和出发菌株在合成培养基中进行发酵比较以及麦秆同步糖化共发酵,当发酵pH值为4.0时,进化菌株在合成培养基和麦秆SSCF的条件下L-乳酸产量分别是23.5 g/L、31.4 g/L,相比于出发菌株分别提升了 34.7%和88.5%。为提高菌株在低pH条件下的耐受性和发酵性能提供了参考价值。