丙酮酸（Pyruvic acid），又稱(chēng)2-氧代丙酸（2-oxopropanoic acid）、α-酮基丙酸（α-ketopropionic acid）或乙?；姿幔ˋcetylformic acid），是最重要有機酸之一。在制藥、食品、化工、農用化學(xué)品等領(lǐng)域以及科學(xué)研究中都具有廣泛的用途。丙酮酸在生物能量代謝中具有十分重要的作用，丙酮酸系列的衍生產(chǎn)品，包括丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸肌酸鹽、丙酮酸鈣、丙酮酸鉀、丙酮酸鈉、丙酮酸鎂等，在醫藥、化工等領(lǐng)域應用廣泛，同時(shí)也是多種化工產(chǎn)品、農藥等的原料。丙酮酸（鹽）及其衍生物的用途主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）制藥工業(yè)：用于酶法合成L-色氨酸、L-酪氨酸、L-多巴胺；合成 L-半胱氨酸、L-亮氨酸、維生素B6和B12等；合成血管緊張肽Ⅱ抗藥、系列酶蛋白抑制劑、鎮靜劑、辛可芬、異煙肼丙酮酸鈣、2-苯基喹啉-4-羧酸、恩波吡維銨、磷酸烯醇丙酮酸、4-甲唑甲酸、噻咪等。另外，丙酮酸鈣還可用作減肥保健藥品。

（2）日化工業(yè)：丙酮酸乙酯可抑制表皮中的酪氨酸酶的形成，美白肌膚；可用作化妝品的防腐劑和抗氧化劑；用作空氣清新劑。

（3）農用化學(xué)品：合成乙烯系聚合物、氫化阿托酸、谷物保護劑等多種農藥的起始原料。

（4）食品/飼料工業(yè)：GB2760-1996 規定為酸味添加劑；作為添加劑具有防腐保險功能。

（5）細胞培養與生化研究：與乳酸組成抗氧化劑，降低對細胞的傷害；丙酮酸鈉可以作為細胞培養中的替代碳源，是動(dòng)物細胞培養的重要底物。用于伯醇及仲醇的鑒定、轉氨酶的測定、脂肪族胺的顯色劑等。

丙酮酸的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有化學(xué)合成法、酶轉化法和微生物發(fā)酵法?；瘜W(xué)合成法主要為在液相或氣相中將酒石酸（或乳酸酯）氧化為丙酮酸酯，水解成丙酮酸，但該方法污染重，成本高，缺乏競爭力。其它還有一些化學(xué)轉化法如羥基丙醇法，乳酸氧化法等均由于原料不足或成本缺乏工業(yè)化可行性。酶轉化法是利用微生物細胞中的酶系將乳酸等脫氫氧化為丙酮酸該方法轉化率高、但底物成本高。微生物發(fā)酵法是利用低成本的葡萄糖作為底物生物發(fā)酵生產(chǎn)丙酮酸。目前研究的微生物主要包括酵母、擔子菌、放線(xiàn)菌和細菌等。我們通過(guò)構建新型大腸桿菌工程菌，實(shí)現了以葡萄糖為原料生產(chǎn)丙酮酸的高轉化率發(fā)酵，該法綠色、環(huán)保、可持續，具有經(jīng)濟競爭力，有很好的產(chǎn)業(yè)應用前景。

市場(chǎng)前景

目前，全球丙酮酸市場(chǎng)需求約24000噸,按照丙酮酸的國內市場(chǎng)價(jià)約在5萬(wàn)元/噸左右，市場(chǎng)總值約12億。我國有近10家企業(yè)生產(chǎn)丙酮酸及其鹽、酯類(lèi)，年產(chǎn)丙酮酸1000-1500噸，其中80%以上用于出口，同時(shí)國內丙酮酸市場(chǎng)的年增長(cháng)率達到了8%-10%。隨著(zhù)工業(yè)應用領(lǐng)域的不斷拓寬，丙酮酸用量也會(huì )急劇上升。自1995年美國等國以丙酮酸鈣用于減肥保健以來(lái)，丙酮酸消費量激增。國際市場(chǎng)上，80%的丙酮酸用于制藥工業(yè)，20%左右用于食品保健品及其它工業(yè)行業(yè)。因此丙酮酸產(chǎn)品的國際、國內市場(chǎng)缺口較大，加上國內市場(chǎng)需求量逐年增大，特別是高質(zhì)量的丙酮酸尤其缺乏，其市場(chǎng)已進(jìn)入高速成長(cháng)期，銷(xiāo)售前景廣闊。

技術(shù)特點(diǎn)

利用先進(jìn)代謝工程技術(shù)，通過(guò)從頭理性設計和系統優(yōu)化大腸桿菌，我們構建了生產(chǎn)丙酮酸的大腸桿菌工程菌。該菌株不含任何質(zhì)粒，遺傳穩定，以葡萄糖為碳源生產(chǎn)丙酮酸。目前在5L發(fā)酵罐水平，通過(guò)分批補料的方式，40小時(shí)發(fā)酵，丙酮酸產(chǎn)量可達到70g/L左右，基本不含副產(chǎn)物，轉化率達到0.8g丙酮酸/g葡萄糖。

研究時(shí)間與階段

在已經(jīng)完成第一代工程菌設計構建的基礎上，利用高通量篩選技術(shù)，正在進(jìn)行新一代的菌種構建與選育，進(jìn)一步提高菌株的生產(chǎn)能力?！?/p>

投資與效益初步分析

根據目前技術(shù)水平，初步估算丙酮酸的生產(chǎn)綜合成本約2.5萬(wàn)元/噸，目前市場(chǎng)定價(jià)約為5萬(wàn)元/噸。以1000噸生產(chǎn)規模計算，毛利潤可達2500萬(wàn)元/年。