L-苹果酸

苹果酸有D-苹果酸、DL-苹果酸和L-苹果酸。L-苹果酸又名2-羟基丁二酸，是生物体三羧酸的循环中间体，易被人体吸收，因此作为性能优异的食品添加剂和功能性食品广泛应用于食品、化妆品、医疗和保健品等领域。苹果酸，又名2-羟基丁二酸，由于分子中有一个不对称碳原子，有两种立体异构体。大自然中，以三种形式存在，即D-苹果酸、L-苹果酸和其混合物DL-苹果酸。苹果酸为白色结晶体或结晶状粉末，有较强的吸湿性，易溶于水、乙醇。有特殊愉快的酸味。L-苹果酸主要用于食品和医药行业。

L-苹果酸中含有天然的润肤成分，可以清除皮肤表面皱纹，使皮肤变得嫩白、光洁而有弹性，因此在化妆品配方中备受青睐；L-苹果酸可以配制多种香精、香料，用于多种日用化工产品，如牙膏、洗发香波等；国外将其用于替代柠檬酸作为新型洗涤助剂，用于合成高档特种洗涤剂。L-苹果酸可用于药物制剂、片剂、糖浆中，还可以配入氨基酸溶液中，能明显提高氨基酸的吸收率；L-苹果酸可以用于治疗肝病、贫血、免疫力低下、尿毒症、高血压、肝衰竭等多种疾病，并能减轻抗癌药物对正常细胞的毒害作用；还可用于制备和合成驱虫剂、抗牙垢剂等。另外L-苹果酸还可以作为工业清洗剂、树脂固化剂、合成材料增塑剂、饲料添加剂等。

(1)根据现有技术中的细胞转化法(DE3310849)制备L-苹果酸盐和富马酸盐混合液。将从土壤中分离得到的Aspergillus wentii属菌株在糖30g/L，磷酸氢二铵3g/L，硫酸铵2g/L，氯化钾2g/L，硫酸镁1g/L，富马酸钠5g/L的培养液中培养48小时，过滤分离出细胞。在60-70℃下配制2％的卡拉胶溶液，降温到50℃时将分离出的细胞按10％(w/w)加入，搅拌均匀后倒入盘子中凝固，制成5mm×5mm×5mm的固定化细胞。然后装入8cm×60cm的玻璃柱。将1.4M的富马酸钠溶液以1000ml/h的速度流经固定化细胞柱，得到L-苹果酸盐和富马酸盐混合溶液。

(2)取1000ml经步骤(1)得到的混合液，其中含L-苹果酸钠186g，富马酸钠56g。将溶液加热到60℃，搅拌下加入170g(摩尔比1.05∶1)富马酸，搅拌反应3.5小时，PH＝3.2，冷却到15～20℃，过滤，滤饼用少量水洗，然后用NaOH中和至PH＝7-8供细胞转化用。所得滤液980ml，含富马酸单钠40g。加热至85℃，通过1500ml 001x7强酸性阳离子交换柱(直径6cm，高60cm)，收集淋洗液经减压浓缩，L-苹果酸浓度增加到40％时，冷却到10～15℃，过滤回收富马酸。滤液进一步减压浓缩到L-苹果酸浓度至80～82％，冷却到15℃，结晶出91gL-苹果酸，母液中含有46gL-苹果酸，母液可循环使用。L-苹果酸收率相当于97％。

白色或无色粉末。难熔于水。不熔于乙醇。L-苹果酸用作清凉饮料（如乳酸菌饮料、乳饮料、汽水、可乐），冷冻食品（如果子露、冰激凌等），加工食品（如果子酒、蛋黄酱）的酸味剂，水果饮料等的色泽保持剂、防腐剂和蛋黄等的乳化稳定剂。用途还包括用作药品、化妆品、洗牙液、金属清洁剂、纺织工业中的阻凝剂，聚脂纤维的荧光增白剂的原料。无色结晶。熔点100℃，相对密度1.595（20/4℃），沸点约140℃（分解）。易溶于水。1g该品能溶于1.4ml醇、1.7ml醚、0.7ml甲醇、2.3ml丙醇，几乎不溶于苯。具有适宜的酸味。用于制造酯类；用于络合剂和调味剂。按我国GB 2760-90规定，可用于各类食品。作为酸味剂，可代替柠檬酸使用（约80%），特别适用于果冻及水果为基料的食品。该品有保持天然果品色泽的作用，亦可作为果胶的萃取助剂，促进酵母生长用剂，配制无盐酱油、食醋，提高腌菜用味及人造奶油、蛋黄酱等的乳化稳定剂。广泛用于各种防腐、调味等复配添加剂。用作氨基酸衍生物的选择性α-氨基保护试剂；多功能合成因子，用于制备包括κ-阿片受体激动剂、1α,25-二羟基维生素D3类似物和磷内酯霉素B在内的手性化合物；用于测定苹果酸脱氢酶的底物γ-氨基丁酸合成酶抑制剂。用作食品添加剂、药品原料苹果酸在自然界广泛存在，是动植物新陈代谢的产物，是苹果中主要酸组分。将未成熟的苹果、葡萄、桃的果汁煮沸，加入石灰水，生成钙盐沉淀，然后将其转变为铅盐，再经处理生成游离酸，即可得到L-苹果酸。发酵法也是可能实现工业化，使用变异了的酵母菌类进行发酵，可获得L-苹果酸为主的特殊菌类进行发酸，或使用以产生苹果酸为主的特殊菌类进行发酵，可获进L-苹果酸，但过程比合成法复杂，而且成本较高。日本用生物合成法生产L-苹果酸。先将短杆菌氨基因细胞（breridacterium ammoni-agenes cell）用聚丙烯酸酰胺固定。细胞在生理盐水中悬浮液与丙烯酸酰胺和适当的交联剂以及聚合促进剂混合，所得凝胶制成3mm直径的颗粒。洗涤后，浸泡在含约0.3牛胆汁的反丁烯二酸钠中，溶液保持在37℃、20h。经此处理的细胞即用作反应柱的填料。1L含1mol的反丁烯二酸钠在37℃通过反应柱，用通常的方法从流出物中分离苹果酸，从反丁烯二酸生产L-苹果酸药用级产品，收率约70%。