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丙酮酸是一種α-酮酸，其閃點為82 °C，在生物化學代謝途徑中扮演重要角色。丙酮酸的羧酸鹽陰離子（carboxylate anion）被稱之為丙酮酸鹽（pyruvate，這個字在繁體中文里也經常簡單地稱作丙酮酸）。
丙酮酸是所有生物細胞糖代謝及體內多種物質相互轉化的重要中間體，因分子中包含活化酮和羧基基團，所以作為一種基本化工原料廣泛應用于化學、制藥、食品、農業及環保等各個領域中，可通過化學合成和生物技術多種方法制備。
在空氣中顏色變暗。加熱時緩慢聚合，富有反應性，容易與氮化物、醛、鹵化物、磷化物等反應，參與生物體的糖代謝、膠質、氨基酸、蛋白質等的生化合成、代謝、醇的發酵等。當用力時，在肌肉中被還原為乳酸，休息時再次氧化并部分轉變為糖原。大鼠經口LD502100mg/kg。丙酮酸是人體的一種成分，在人體內主要參與糖、脂肪等的代謝，也是碳水化合物代謝的中間產物之一。
丙酮酸在糖解作用等過程中有重要作用：
它可以在細胞質液葡萄糖進行糖酵解的過程中，由磷酸烯醇式丙酮酸產生。每mol葡萄糖在此過程中為細胞提供2 mol丙酮酸，2 molATP和2 molNADH+H+。
丙酮酸可以繼續進入克氏循環繼續氧化分解。從1 mol葡萄糖中所得的2 mol丙酮酸在線粒體中可以分解為6 mol CO2，8 mol NADH+H+,2 molFADH2和2 molGTP。
在無氧呼吸中丙酮酸可以轉化為乳酸或者乙醇。
丙酮酸的代謝產物會隨尿液被排除。
定性分析可使用苯肼，α-或β-萘酚或者2,4-二硝基苯肼，定量分析可使用乳酸脫氫酶。其代謝產物主要為苯基丙酮酸，隨尿液排出。
此法工藝簡單易行：將酒石酸與硫酸氫鉀混合物在220℃下蒸餾，餾出物再經真空精餾即得丙酮酸。此法的特點是加入導熱油之后，在一個均勻體系中進行反應，降低了反應溫度，減少氧化程度，可操作性大幅度提高，適合繼續反應生成丙酮酸系列產品。其缺點是丙酮酸產率較底，得1g丙酮酸需消耗5g硫酸氫鉀。僅原料成本就達8萬元每噸，因成本過高而無法為大多數廠家所接受。
以乳酸為原料，氧化脫氫一步法生產丙酮酸。但乳酸直接制取丙酮酸非常困難,根據工藝不同必須選用合適的催化劑?？梢赃x擇的催化劑有磷酸鐵、鉬酸碲鹽、銀、釩等。此法酒石酸的氧化脫羧法相比，具有能耗低、污染小、產率高等優點，適合工業化生產。其缺點是成本也較高，約6萬元每噸。[3]
用酶或微生物細胞作催化劑,使葡萄糖或三羧酸循環的某些中間代謝產物,在一定條件下,轉化為丙酮酸的技術,稱為酶催化法。其主要過程是先進行小規模的微生物培養,菌體收集,直接轉化或用載體包埋成固定化酶,然后轉化生成丙酮酸。酶催化法設備投資小,能耗低,轉化率高,但底物來源較窄、成本比較高約5萬元每噸，因此其進一步推廣受到限制。
利用基因重組技術構建高表達乙醇酸氧化酶、過氧化氫酶等的基因工程菌，用于生產丙酮酸的技術。這些酶能催化乳酸與氧反應生成丙酮酸。其技術是先將乙醇酸氧化酶基因和過氧化氫酶基因分別與DNA載體重組，構成重組子，并分別轉入宿主細胞，分別獲得兩種酶高表達的基因工程酵母，按0.713mol/LL-乳酸鈉溶液每100ml加濕重轉化體5g,同時加一定量滲透劑,在5個大氣壓下,以70psig氧壓通入氧氣,5℃攪拌轉化4小時，丙酮酸產率大97.7%。本技術底物轉化率高，但技術難度大。
微生物代謝過程中,利用葡萄糖積累丙酮酸的過程稱為微生物發酵法。微生物發酵法生產丙酮酸研究已有50年歷史，但因丙酮酸高產菌株選育十分困難，雖有一些微生物能夠積累丙酮酸，但其產量無法達到工業化要求。該法生產丙酮酸真正取得突破，是在1988年時,日本東麗工業株式會社的研究人員宮田令子和米原轍選育出一系列丙酮酸產量超過50g/L的球擬酵母菌株,使微生物發酵法生產丙酮酸的工業化成為可能。1992年,日本開始采用微生物發酵法生產丙酮酸。產量為400噸每年,成本約為2-3萬元每噸。
與化學合成法和酶轉化法相比,微生物發酵法因原料來源廣,能耗低,污染少,成本低而更具有優越性。但微生物發酵法缺點是轉化率比較低,這是因為丙酮酸是糖酵解途徑的關鍵中間產物,在細胞中,丙酮酸作為一種重要的中間代謝產物連接了EMP和TCA中心代謝途徑，又與多條分支代謝途徑相關聯，可轉化為多種發酵產物而無法在體內積累。因此需要切斷或弱化其進一步代謝,才能使其在細胞中大量積累。即加快葡萄糖向丙酮酸的轉化率，減弱向TCA循環的通量，切斷或減弱其分支代謝途徑，促進分泌，減弱丙酮酸的再利用，最終實現丙酮酸的大量積累。為達此目的，就必須對微生物發酵法生產丙酮酸的影響因素進行研究。
微生物發酵法生產丙酮酸的影響因素有：菌種選育，營養條件，維生素水平，供氧模式，葡萄糖的質量濃度等等,其最關鍵的是菌種選育和營養條件。
丙酮酸是GB 2760--1996規定為允許使用的食品用香料，是殺菌劑噻菌靈的中間體。用于有機合成和生化研究，用作醫藥的原料和食品添加劑。