CN112941117A - 一种使用木质纤维素生物质为原料生产的手性l-乳酸合成l-丙交酯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物炼制领域，涉及到一种利用木质纤维素原料生产手性L‑乳酸合成L‑丙交酯的方法。步骤为：(1)对预处理后的木质纤维素原料以终极生物降解的方式脱除抑制物；(2)对木质纤维素原料进行高固含量同步糖化与共发酵得到了高浓度、高手性度、极低残糖的纤维素L‑乳酸；(3)制备聚合级L‑乳酸；(4)对纯化得到的纤维素手性L‑乳酸进行脱水、缩聚、解聚、提纯得到L‑丙交酯。本发明中采用的生物降解方法解除了抑制物对L‑乳酸发酵和L‑乳酸纯度的影响，采用的高固含量全糖共发酵方法获得了高浓度和极低残糖的纤维素手性L‑乳酸，对纤维素手性L‑乳酸进行提纯、缩聚、解聚等步骤，实现了从木质纤维素原料合成L‑丙交酯。

Description

一种使用木质纤维素生物质为原料生产的手性L-乳酸合成L- 丙交酯的方法
技术领域
本发明涉及生物炼制领域，特别涉及一种使用可再生资源木质纤维素生物质原料生产手性L-乳酸合成L-丙交酯的研究。
背景技术
聚乳酸(PLA)是一种生物可降解型塑料，其作为石油衍生聚合物的替代品已广泛用于包装材料、生物医用材料等领域。聚乳酸的合成方式主要通过两步法实现，首先将手性乳酸单体缩聚成低分子量聚乳酸，再解聚获得丙交酯；然后以丙交酯作为聚合单体聚合合成高分子量聚乳酸。其中丙交酯的合成是聚乳酸的关键步骤。目前丙交酯合成主要是使用淀粉原料发酵获得的手性乳酸，其生产成本和未来成长空间对聚乳酸的大规模应用形成了潜在的障碍。
木质纤维素生物质由于其价格低廉、资源丰富和可再生性，是一种重要的手性乳酸原料。以淀粉原料生产的手性乳酸进行纯化精制合成丙交酯的技术已经实现产业化应用。以木质纤维素为原料生产的纤维素手性L-乳酸获得聚合级手性L-乳酸和 L-丙交酯的方法，迄今尚未发现任何研究论文或专利发表。以木质纤维素为原料生产的纤维素手性L-乳酸合成L-丙交酯主要存在以下阻碍：(1)木质纤维素原料预处理后产生的抑制物(糠醛、5-羟甲基糠醛、香草醛和丁香醛等)会严重抑制发酵菌株的生长和乳酸发酵性能，残留抑制物使得聚合级L-乳酸纯化十分困难；(2)纤维素乳酸发酵菌株对于木质纤维素中占总单糖的40％的非葡萄糖单糖(木糖、***糖、半乳糖和甘露糖等)利用率低下，不仅导致纤维素乳酸产量和得率较低，而且残留的单糖严重影响后期聚合级乳酸的分离与纯化。以上两个关键障碍使得从木质纤维素生物质合成的纤维素手性L-乳酸难以作为L-丙交酯合成的原料。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
鉴于上述纤维素乳酸合成丙交酯面临的技术难题，本发明提供一种使用木质纤维素生物质为原料生产的手性L-乳酸合成L-丙交酯的方法。该方法利用固态生物降解的方法完全脱除木质纤维素原料中影响乳酸发酵的抑制物(糠醛、5-羟甲基糠醛、香草醛和丁香醛等)，同时使用的发酵菌株乳酸片球菌Pediococcus acidilactici ZY271 同步代谢木质纤维素原料产生的五种主要可发酵单糖(葡萄糖、木糖、***糖、甘露糖和半乳糖)，实现了高浓度、极低残糖的纤维素L-乳酸的发酵。抑制物的彻底脱除以及极低的残糖含量使得L-乳酸纯化至聚合级纯度的难度大大降低，使用本发明获得的纤维素手性L-乳酸成功合成了L-丙交酯。
本发明的目的在于提供一种利用木质纤维素生物质为原料生产的手性L-乳酸合成L-丙交酯的方法，具体步骤为：
(1)对预处理后的木质纤维素原料以终极生物降解的方式脱除抑制物，将生物降解菌株接种于预处理后的木质纤维素物料中进行固态生物降解24-72h，接种量为 5％-15％，通气量为0.1-1.0vvm，温度保持在20-37℃；所述生物降解菌株包括但不限于树脂枝孢霉Amorphotheca resinae ZN1(CGMCC 7452)、宛氏拟青霉Paecilomyces variotii FN89(CGMCC17665)；
(2)对木质纤维素原料进行高固含量同步糖化与共发酵得到高浓度、高手性度、极低残糖的纤维素L-乳酸；乳酸发酵使用的发酵菌株包括但不限于乳酸片球菌 Pediococcusacidilactici ZY271(CGMCC 13611)；使用的pH中和剂包括但不限于氢氧化钙、碳酸钙中的一种或几种。
(3)对发酵得到的纤维素手性L-乳酸进行去固体残渣、脱色、结晶、洗晶、酸解、脱盐获得聚合级L-乳酸；
(4)对纯化得到的纤维素手性L-乳酸进行脱水、缩聚、解聚、提纯得到L-丙交酯；脱水阶段的脱水温度为100-120℃，绝对压力控制在0.05MPa至0.1MPa；
在缩聚、解聚阶段，温度控制控制在200-260℃，绝对压力控制在0MPa至0.05 MPa，使用的催化剂包括但不限于辛酸亚锡、氧化锌等中的一种或几种。
进一步，所述步骤(1)对预处理后的木质纤维素原料以终极生物降解的方式脱除抑制物：将生物降解菌种(如树脂枝孢霉Amorphotheca resinae ZN1、宛氏拟青霉Paecilomyces variotii FN89等)以5％-15％(w/w)的接种量加入到预处理后的木质纤维素原料中，在15L反应器中进行固态生物降解24-72h，通气量为0.1-1.0vvm，温度保持在20-37℃，将糠醛、5-羟甲基糠醛、香草醛和丁香醛等抑制物完全转化为二氧化碳和水，解除抑制物对L-乳酸发酵和L-乳酸提纯的影响；
所述步骤(2)对木质纤维素原料进行高固含量同步糖化与共发酵生产出高浓度、极低残糖的手性L-乳酸：利用经预处理与脱毒后的木质纤维素原料在5L反应器中进行高固含量(20-35％)同步糖化与共发酵72-96h，发酵条件为：37-45℃，100-200 rpm，pH 5.0-6.0。同步糖化与共发酵将木质纤维素产生的可发酵单糖(葡萄糖、木糖、***糖、甘露糖和半乳糖)全部转化为高浓度手性L-乳酸，解除残余单糖对 L-乳酸提纯的影响。
在所述步骤(2)中，使用的木质纤维素原料包括但不限于玉米秸秆、小麦秸秆、稻草、蔗渣、棉花秸秆、玉米纤维、木材或木屑、竹材或竹屑中的一种或几种。
在所述步骤(2)中，发酵结束后所有已知的木质纤维素来源的可发酵单糖葡萄糖、木糖、***糖、甘露糖和半乳糖都转化为手性L-乳酸，葡萄糖残糖浓度不超过0.2g/L，木糖残糖浓度不超过0.5g/L，总还原糖残糖浓度不超过1.0g/L。
在所述步骤(2)中，利用经预处理与脱毒后的木质纤维素原料进行高固含量同步糖化与共发酵获得的L-乳酸不低于120g/L，L-乳酸的光学纯度不低于99.89％，发酵方式包括但不限于分步糖化与发酵、同步糖化与共发酵中的一种或几种。
所述步骤(3)对发酵得到的手性L-乳酸进行去固体残渣、脱色、结晶、洗晶、酸解、脱盐获得聚合级L-乳酸：将经过72-96h的同步糖化与共发酵得到的L-乳酸发酵醪通过离心、压滤、抽滤等方式中的一种或几种去除木质纤维素生物质残渣后，向纤维素手性L-乳酸发酵液中加入0.3-15％活性炭或硅藻土在50-90℃的水浴摇床中脱色0.5-2.5h；将得到基本无色的L-乳酸发酵液浓缩至100-200g/L后置于零下20℃至37℃条件下结晶；利用水或者无水乙醇对乳酸钙晶体进行清洗，以去除乳酸钙表面附着的杂质；而后，将乳酸钙固体进行加热溶解后，利用硫酸溶液或者阳离子交换树脂对乳酸钙溶液进行酸解，直至pH 0-3，得到粗纤维素L-乳酸；采用离子交换法、萃取法、电渗析法等方法的一种或几种对得到的粗纤维素L-乳酸进行脱盐精制将得到纯度不低于90％的纤维素L-乳酸。在所述步骤(3)中最终获得的纤维素手性 L-乳酸的质量纯度不低于98％
所述步骤(4)对提纯的L-乳酸进行脱水、缩聚、解聚、提纯合成L-丙交酯：将得到的高纯度、聚合级纤维素手性L-乳酸在100-120℃、绝对压力0.05至0.1MPa 条件下进行脱水处理后，向反应釜中加入催化剂，同时将温度控制在200-260℃，绝对压力控制在0MPa至0.05MPa进行缩聚、解聚反应得到粗L-丙交酯；采用重结晶法、膜分离法、升华法、精馏法中的一种或几种对粗L-丙交酯进行精制，得到高纯度的L-丙交酯。
本发明中采用的生物降解方法解除了抑制物对L-乳酸发酵和L-乳酸纯度的影响，采用的高固含量全糖共发酵方法获得了高浓度和极低残糖的纤维素手性L-乳酸，抑制物的彻底脱除以及极低的残糖含量使得L-乳酸纯化至聚合级纯度的难度大大降低。使用此方法获得的纤维素手性L-乳酸进行提纯、缩聚、解聚等步骤，实现了从木质纤维素原料合成L-丙交酯。
与现有技术相比，本发明具有以下积极效果：
本发明涉及到的抑制物生物降解方法可以完全脱去影响纤维素乳酸发酵的抑制物(糠醛、5-羟甲基糠醛、香草醛和丁香醛等)，同时，本发明采用的菌株乳酸片球菌Pediococcus acidilactici ZY271同步共发酵木质纤维素来源的葡萄糖、木糖、***糖、甘露糖和半乳糖，实现了高浓度、极低残糖、高手性度的纤维素L-乳酸的发酵。本发明中抑制物的完全去除与极低的残糖含量极大程度上降低了其对于乳酸分离纯化、聚合的影响，降低了乳酸分离纯化的操作难度，具备显著的经济效益。本发明在对现有的淀粉类乳酸的分离纯化方法进行改进，非常有利于市场的接收、推广及应用。
1、分类名：Amorphotheca resinae ZN1
保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)
保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号
保藏编号：CGMCC NO.7452
保藏日期：2013.04.12
2、分类名：宛氏拟青霉Paecilomyces variotii FN89
保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)
保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号
保藏编号：CGMCC NO.17665
保藏日期：2019.05.08
3、分类名：乳酸片球菌Pediococcus acidilactici ZY271
保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)
保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号
保藏编号：CGMCC NO.13611
保藏日期：2017.01.13
附图说明
图1：小麦秸秆进行同步糖化与共发酵生产手性L-乳酸。
图2：玉米秸秆进行同步糖化与共发酵生产手性L-乳酸。
图3：纤维素手性L-乳酸的分离纯化。
图4：纤维素手性L-乳酸的聚合及纯化。
图5：木质纤维素来源的L-丙交酯核磁共振氢谱图。
图6：木质纤维素来源的L-丙交酯DSC图。
图7：木质纤维素来源的L-丙交酯傅里叶转换红外光谱图。
图8：木质纤维素来源的L-丙交酯质谱图。
具体实施方式
以下实施例是对本发明进行的进一步详细的叙述，但本发明实施方式并不局限于实施例限定范围。
实施例1：一种利用小麦秸秆为原料生产的手性L-乳酸合成L-丙交酯的方法一、对预处理后的小麦秸秆进行终极生物降解脱除抑制物
小麦秸秆经干式稀酸预处理后，利用20％(w/w)的氢氧化钙或碳酸钙将物料的 pH调节至5，接入10％(w/w)的树脂枝孢霉Amorphotheca resinae ZN1种子，取3 kg混合均匀的小麦秸秆和树脂枝孢霉种子装入至15L的生物反应器中，在通气量为 0.5vvm，温度为28℃的条件下进行固态生物降解。在生物降解过程中，利用高效液相色谱法对物料中的主要抑制物含量进行测定，36h时，糠醛、5-羟甲基糠醛、香草醛和丁香醛被消耗完全。
二、利用高固含量的预处理及脱毒后麦秆进行纤维素L-乳酸的发酵
使用30％(w/w)固含量的经过预处理及生物降解的小麦秸秆进行同步糖化与共发酵，具体步骤为：先将小麦秸秆分批加入含有一定量水、4mg蛋白/g秸秆(干基) 的纤维素酶的5L单螺带搅拌生物反应器中，50℃、150rpm下预糖化6h；将温度降低至42℃后，将培养好的乳酸片球菌Pediococcus acidilactici ZY271种子液按照 10％(v/v)的接种量接入到发酵罐中，同时加入营养盐(10g/L蛋白胨，10g/L酵母提取物，2g/L柠檬酸氢二铵，0.25g/L一水硫酸锰)，在42℃、150rpm下进行同步糖化与共发酵。在发酵过程中，以25％(w/w)氢氧化钙为中和剂，将发酵pH维持在5.5。如图1所示，经过96h的同步糖化共发酵后，木质纤维素来源的单糖完全被转化为高浓度的手性L-乳酸，经检测，发酵液中剩余的葡萄糖、木糖、***糖+ 甘露糖和半乳糖分别只有0.17，0.43，0，0.14g/L，最终得到的L-乳酸浓度达到了136.6g/L，其光学纯度达到了99.89％。
三、纤维素手性L-乳酸的分离纯化
在经过96h的同步糖化与共发酵后，将纤维素L-乳酸发酵液高速离心(10,000rpm,10min)使得纤维素乳酸发酵液与木质纤维素生物质残渣分离。使用10％(w/v) 活性炭对得到的乳酸钙发酵液在60℃下脱色1.5h后，利用旋转蒸发仪将乳酸钙发酵液的浓度浓缩至100-200g/L，而后置于4℃冰箱过夜结晶。用0℃超纯水对乳酸钙晶体进行洗涤，以去除乳酸钙晶体表面附着的杂质，然后加热使乳酸钙晶体融化成乳酸钙溶液。向乳酸钙溶液中加入50％(v/v)的硫酸将乳酸钙置换成乳酸，并形成硫酸钙沉淀，通过布氏漏斗抽滤，得到粗纤维素手性L-乳酸。利用蠕动泵，将得到的粗纤维素手性L-乳酸泵入装有阳离子交换树脂的层析柱中，以去除木制纤维素生物质中含有的铁、钠等金属离子，收集到的流出液为高纯度的纤维素手性L-乳酸。图3为按照优选的分离纯化方法对木质纤维素手性L-乳酸进行分离纯化各个步骤的图片。
利用高效液相色谱(HPLC)对精制后的纤维素L-乳酸进行纯度分析，通过考马斯亮蓝G-250法、福林酚试剂法、DNS法分别对精制得到的纤维素L-乳酸中的蛋白质、总酚、总还原糖含量进行测定，结果如表1所示，1g精制后的纤维素L-乳酸中含有8.80×10-4g乙酸、4.52×10-8g蛋白质、8.00×10-3g总还原糖，金属离子(Ca2+、 Fe2+、Fe3+、Na+)含量小于1.00×10-5g，未测出总酚及抑制物，通过计算可知，纤维素手性L-乳酸的纯度不低于99.10％。
表1纤维素手性L-乳酸的纯度分析分离纯化后1g纤维素L-乳酸中含量各物质的质量
Figure RE-GDA0003058741230000061
Figure RE-GDA0003058741230000071
*水不计入L-乳酸纯度分析
四、纯化纤维素手性L-乳酸的聚合及表征分析
将纯化后得到的高纯度、聚合级纤维素手性L-乳酸在100-120℃、绝对压力为0.05至0.1MPa的条件下进行脱水处理后，向反应釜中加入催化剂，将绝对压力控制在0MPa至0.05MPa，并迅速升温至200-260℃，进行缩聚、解聚反应得到粗L- 丙交酯；采用重结晶法对粗L-丙交酯进行精制，得到高纯度的L-丙交酯，实现了首次利用木质纤维素生物质为原料生产的纤维素手性L-乳酸合成L-丙交酯。图4为纤维素手性L-乳酸的聚合得到的L-丙交酯图片。图5是通过核磁共振仪(Bruker,Ascend 600,Germay)对木质纤维素来源的L-丙交酯进行结构分析表征，结果显示利用木质纤维素来源的L-乳酸合成的L-丙交酯的结构完全符合已知的L-丙交酯的核磁氢谱图特征；通过差示扫描量热仪(Perkinelmer,DSC8500,USA)(在氮气保护下，升温速率为10℃/min)测得木质纤维素来源的L-丙交酯的熔点为96.02℃(图6)，与文献报道一致。
实施例2：一种利用玉米秸秆为原料生产的手性L-乳酸合成L-丙交酯的方法一、对预处理后的玉米秸秆进行终极生物降解脱除抑制物
玉米秸秆经干式稀酸预处理后，利用25％(w/w)的氢氧化钙或碳酸钙将物料的 pH调节至4.8，将培养好的宛氏拟青霉Paecilomyces variotii FN89(CGMCC17665) 种子按20％(w/w)的比例接种于物料中，混合均匀，取4kg玉米秸秆和树脂枝孢霉种子混合物装入至塑料盒中，在恒温培养箱(37℃)中进行静态生物降解。在生物降解过程中，利用高效液相色谱法对物料中的主要抑制物含量进行测定，经检测，糠醛、5-羟甲基糠醛、香草醛和丁香醛在48h被消耗完全。
二、利用30％(w/w)固含量的预处理及脱毒后的玉米秸秆进行纤维素L-乳酸的发酵
使用30％(w/w)固含量的经过预处理及生物降解的玉米秸秆进行同步糖化与共发酵，具体步骤为：先将玉米秸秆分批加入含有一定量水的5L单螺带搅拌生物反应器中，加入5mg蛋白/g秸秆(干基)的纤维素酶，在50℃、150rpm下进行6h 的预糖化；预糖化结束后，将培养好的乳酸片球菌Pediococcus acidilactici ZY271种子液按照10％(v/v)的接种量接入到发酵罐中，同时加入营养盐(10g/L蛋白胨，10g/L酵母提取物，2g/L柠檬酸氢二铵，0.25g/L一水硫酸锰)。在发酵过程中，温度维持在42℃，搅拌速度为150rpm，以25％(w/w)碳酸钙为中和剂，将发酵pH 维持在5.5。如图2所示，经过96h的同步糖化与共发酵后，发酵液中剩余的葡萄糖、木糖、***糖+甘露糖和半乳糖分别只有0.18，0.45，0，0.32g/L。玉米秸秆中的可发酵单糖完全被转化为高浓度L-乳酸，L-乳酸最终达到130.17g/L，其光学纯度达到99.89％。
三、纤维素手性L-乳酸的分离纯化
在经过96h的同步糖化与共发酵后，将纤维素L-乳酸发酵液进行抽滤，使得纤维素乳酸发酵液与木质纤维素生物质残渣分离。使用12％(w/v)活性炭对得到的乳酸钙发酵液在70℃下脱色1h后，利用旋转蒸发仪将乳酸钙发酵液的浓度浓缩至 100-200g/L，而后置于零下20℃冰箱结晶。用无水乙醇对乳酸钙晶体进行洗涤，以去除乳酸钙晶体表面附着的杂质，然后加热使乳酸钙晶体融化成乳酸钙溶液。利用蠕动泵，将得到的纯度较高的乳酸钙溶液泵入装有阳离子交换树脂的层析柱中，对乳酸钙溶液进行酸化，同时去除木制纤维素生物质含有的铁、钠等金属离子，重复 2-3次，收集到的流出液为高纯度的纤维素手性L-乳酸。
利用高效液相色谱(HPLC)对精制后的纤维素L-乳酸进行纯度分析，通过考马斯亮蓝G-250法、福林酚试剂法、DNS法分别对精制得到的纤维素L-乳酸中的蛋白质、总酚、总还原糖含量进行测定，检测结果与表1基本一致。
四、纯化纤维素手性L-乳酸的聚合及表征分析
将纯化后得到的高纯度、聚合级纤维素手性L-乳酸在100-120℃、绝对压力为0.05至0.1MPa的条件下进行脱水处理后，向反应釜中加入催化剂，将绝对压力控制在0MPa至0.05Mpa，并迅速升温至200-260℃，进行缩聚、解聚反应得到粗L- 丙交酯；采用重结晶法对粗L-丙交酯进行精制，得到高纯度的L-丙交酯，实现了首次利用木质纤维素生物质为原料生产的纤维素手性L-乳酸合成L-丙交酯。图7是通过傅里叶红外变换光谱仪(Nicolet,6700,USA)对木质纤维素来源的L-丙交酯进行结构分析表征，结果显示利用木质纤维素来源的乳酸合成的L-丙交酯的结构完全符合已知的L-丙交酯的红外光谱图特征；图8是利用ESI-高分辨飞行时间质谱仪(Waters, XEVO G2 TOF,USA)对木质纤维素来源的L-丙交酯的分子量进行测定，在以甲醇为溶剂、加钠处理后显示的分子量为199.0587，与购买的L-丙交酯的分子量测定结果完全一致；此外，称取一定质量的木质纤维素来源的L-丙交酯，利用元素分析仪(ELEMENTAR,Vario EL cube,Germay)对其C、H元素含量进行测定，结果显示：在纤维素L-丙交酯中含有49.71±0.16％的C元素、5.67±0.33％的H元素，基本符合理论值(C:50.00％，H:5.60％)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种利用木质纤维素生物质为原料生产的手性L-乳酸合成L-丙交酯的方法，具体步骤为：
(1)对预处理后的木质纤维素原料以终极生物降解的方式脱除抑制物，将生物降解菌株接种于预处理后的木质纤维素物料中进行固态生物降解24-72h，接种量为5％-15％，通气量为0.1-1.0vvm，温度保持在20-37℃；所述生物降解菌株包括但不限于树脂枝孢霉Amorphotheca resinae ZN1(CGMCC 7452)、宛氏拟青霉Paecilomyces variotii FN89(CGMCC17665)；
(2)对木质纤维素原料进行高固含量同步糖化与共发酵得到高浓度、高手性度、极低残糖的纤维素L-乳酸；乳酸发酵使用的发酵菌株包括但不限于乳酸片球菌Pedioccocusacidilactici ZY271(CGMCC 13611)；使用的pH中和剂包括但不限于氢氧化钙、碳酸钙中的一种或几种。
(3)对发酵得到的纤维素手性L-乳酸进行去固体残渣、脱色、结晶、洗晶、酸解、脱盐获得聚合级L-乳酸；
(4)对纯化得到的纤维素手性L-乳酸进行脱水、缩聚、解聚、提纯得到L-丙交酯；脱水阶段的脱水温度为100-120℃，绝对压力控制在0.05MPa至0.1MPa；在缩聚、解聚阶段，温度控制控制在200-260℃，绝对压力控制在0MPa至0.05MPa，使用的催化剂包括但不限于辛酸亚锡、氧化锌等中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生物质为原料生产的手性L-乳酸合成L-丙交酯的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，生物降解菌株将糠醛、5-羟甲基糠醛、香草醛和丁香醛等抑制物完全转化为二氧化碳和水。
3.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生物质为原料生产的手性L-乳酸合成L-丙交酯的方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，使用的木质纤维素原料包括但不限于玉米秸秆、小麦秸秆、稻草、蔗渣、棉花秸秆、玉米纤维、木材或木屑、竹材或竹屑中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生物质为原料生产的手性L-乳酸合成L-丙交酯的方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，利用经预处理与脱毒后的木质纤维素原料进行高固含量同步糖化与共发酵获得的L-乳酸浓度不低于120g/L，L-乳酸的光学纯度不低于99.89％，发酵方式包括但不限于分步糖化与发酵、同步糖化与共发酵中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生物质为原料生产的手性L-乳酸合成L-丙交酯的方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，乳酸发酵采用的木质纤维素原料的固含量为20-35％，发酵结束后所有已知的木质纤维素来源的可发酵单糖葡萄糖、木糖、***糖、甘露糖和半乳糖都转化为手性L-乳酸，葡萄糖残糖浓度不超过0.2g/L，木糖残糖浓度不超过0.5g/L，总还原糖残糖浓度不超过1.0g/L。
6.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生物质为原料生产的手性L-乳酸合成L-丙交酯的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的去固体生物质残渣的方式包括但不限于离心、压滤、抽滤等中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生物质为原料生产的手性L-乳酸合成L-丙交酯的方法，其特征在于，在所述步骤(3)中的纤维素乳酸分离纯化方法，脱色所使用的物质包括但不限于活性炭、硅藻土等中的一种或几种；用于脱色的物质添加量为0.3-15％，脱色的温度为50-90℃，脱色时长为0.5-2.5h。
8.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生物质为原料生产的手性L-乳酸合成L-丙交酯的方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，纤维素手性L-乳酸发酵液的结晶浓度在100-200g/L，结晶温度在零下20至37℃。
9.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生物质为原料生产的手性L-乳酸合成L-丙交酯的方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，酸解的介质包括但不限于硫酸、离子交换树脂等中的一种或几种，酸解后的pH控制在0-3。
10.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生物质为原料生产的手性L-乳酸合成L-丙交酯的方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，脱盐的方法包括但不限于离子交换法、萃取法、电渗析法等中的一种或几种。
11.根据权利要求1所述的一种利用木质纤维素生物质为原料生产的手性L-乳酸合成L-丙交酯的方法，其特征在于，在步骤(4)所述的纤维素L-乳酸聚合后L-丙交酯提纯方法中，提纯所用的方法包括但不限于重结晶法、膜分离法、升华法、精馏法中的一种或几种。
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