[发明专利]一种生物转化富马酸生产L‑苹果酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用富马酸生产L-苹果酸的方法，尤其是涉及葡萄牙棒孢酵母CICC 33054生物转化富马酸生产L-苹果酸的方法。

背景技术

L-苹果酸又名羟基琥珀酸或羟基丁二酸，分子式为C₄H₆O₅，分子量为134.09。在常温下，L-苹果酸为白色结晶或结晶性粉末，无臭，有爽快的酸味，比重1.601，熔点98~99℃。在20℃下，34%的L-苹果酸水溶液无旋光性，加水稀释后可出现左旋，当其浓度超过34%时，又出现右旋。

由于L-苹果酸分子中含有-OH基及-COOH基，因此对极性溶媒的溶解度大，化学性质较为活泼。在常温下它极易溶于乙醇中，在水中其溶解度随水温的升高而增大，呈强酸性。它还能与醇类、浓硫酸、苯酚、过氧化氢、三氯乙醛及醋酸铅等发生反应，并能与β-萘酚、间苯酚及2，7-萘二酚作用，使溶液呈不同的颜色。

L-苹果酸是生物体代谢过程中所产生的重要有机酸。在微生物中，它的产生与多条重要的代谢途径有关，出现于三羧酸循环（TCA）及其支路乙醛酸循环中，也是CO₂固定反应的产物。

几十年来，人们对L-苹果酸在微生物中的代谢途径进行了研究，尤其对裂褶菌（Schizphylhls commne）代谢途径的研究比较深入。目前从事这方面工作的研究者大都认为CO₂固定反应是L-苹果酸生成及积累的重要过程。

L-苹果酸在水中溶解度大、酸味柔和、风味别致、质地稳定，其用途相当广泛：

1.在食品工业上，L-苹果酸是国际上公认的一种安全性食品添加剂，也是一种优良的调酸剂和保鲜剂。与柠檬酸相比，L-苹果酸的刺激较为缓慢，酸味可保留较长时间，与柠檬酸配合使用，可以模拟天然果实的酸味特征，使甜酸口感显得自然、丰满、调谐。现在欧美及日本各国的食品生产中，它已成为不可缺少的基本原料之一。另外，由于食品中添加L-苹果酸可使pH值得到调整，加上其本身固有的抗菌作用， L-苹果酸亦被广泛地用于其它食品工业，如作水产品的保鲜剂等。

2.在医药上，L-苹果酸具有重要的生理功能。L-苹果酸直接参与人体代谢，对人体的健康有帮助。可用于治疗贫血、肝功能不全、肝衰竭，并可作混合氨基酸注射液的组分和乳酸钙注射液的安定剂。把L-苹果酸加入药物中还可增进药物的稳定性、改善人体对药物的吸收能力。L-苹果酸钾可作为钾的重要来源，亦具防止水肿、血压过高及脂肪积聚之功效。L-苹果酸及其盐类还能作动物的生长促进剂。

3.工业上的其它用途。由于L-苹果酸具抗氧化作用和较强的鳌合作用，因此广泛地应用于印染工业作为保色剂和增效剂。在化学工业方面，由于L-苹果酸可调节pH值，因此可作牙膏及烟草的调味剂、皮肤清洁剂、焊锡助焊剂、空气清新剂、洗涤剂助剂和废气脱硫剂，还可代替柠檬酸作为各种金属容器及表面的除锈剂。在建材上，添加适量的L-苹果酸于水泥中，可缩短凝固时间，防止碱性凝聚反应的发生，提高混凝土的强度。L-苹果酸还可代替草酸作为各种石块的表面清洗剂，使其表面变得光滑、平整和美观。

随着L-苹果酸应用研究的不断深入，其市场需求量逐年增加。经过不断努力，L-苹果酸的生产方法已从早期单一的直接提取法，发展到今天的多种生产方法。根据生产原料的不同，可将L-苹果酸的生产分为5种:

1.直接提取法：把石灰乳直接加人富含L-苹果酸的果汁及蔬菜汁中，形成的L-苹果酸钙沉淀用硫酸处理，然后再回收游离的L-苹果酸。

2.拆分法：在一定条件下，糖醛、β-内醋、环戊二烯及丁烯二酸等均可合成DL-苹果酸。将化学合成的DL-苹果酸拆分就可获得L-苹果酸。