本文以优化乳酸发酵培养基、降低D-乳酸成本为目的，通过研究菌株SP-GS1A的摇瓶发酵条件，并且根据单因素实验结果，采用统计学方法优化菊糖芽孢乳杆菌SP-GS1A生产D-乳酸的发酵过程。利用Plackett-Burman实验设计法考察培养基组分以及培养条件中的6个因素对D-乳酸生产和菌体生长的影响，并根据实验结果确定了葡萄糖、玉米淀粉和碳酸钙作为3个重要的实验因素，然后利用响应面分析法得到D-乳酸生产的优化培养基和培养条件，即：葡萄糖55g/L、蛋白胨25g/L、玉米淀粉81g/L、接种量5％、碳酸钙4g/100mL、装液量125mL/500mL、温度35℃。在以上优化培养基下发酵培养菌株最终D-乳酸产量约为90g/L，虽然D-乳酸产量与优化前的约95g/L相比改变不大且略有降低，但发酵时间由原来的72小时缩短为现在的60小时，且优化后的培养基D-乳酸的成本降低至原来成本的70％。　　 本文还进一步研究了发酵培养基中不同的碳源对发酵D-乳酸的影响。以基因组重排后得到的菌株SP-GS1A为实验对象，采用三种提取方法(高氯酸提取法，热乙醇提取法和冷甲醇提取法)进行了胞内代谢物的提取，分别利用液质联用、气质联用和酶活检测等手段进行检测，选定气质联用为较好的胞内物检测的手段，同时推测出14种胞内代谢物。在检测数据的基础上，通过初步的代谢通量分析对比了不同碳源培养基不同发酵时期的代谢通量分布情况。发现，优化培养基下的菌株SP-GS1A的TCA循环略强，流向乳酸的通量减少。因此，要实现乳酸产量的提高，应该适当降低TCA途径，并降低乙酸支路的活性。