文献综述

一、前言

L-苹果酸是一种重要的天然有机酸，广泛分布于植物、动物与微生物细胞中，其口感接近天然苹果的酸味，与柠檬酸相比酸度大、味道柔和、不损害口腔与牙齿，生理代谢上有利于氨基酸吸收、不积累脂肪，属于新一代的食品酸味剂，被生物界和营养界誉为”最理想的食品酸味剂”，是目前世界食品工业中用量和发展前景较好的有机酸之一。苹果酸是一种四碳酸，具有手性结构，因此一般以3种形式存在，即D-苹果酸、DL-苹果酸和L-苹果酸，只有具有左旋结构的三一苹果酸才能被生物体利用。．苹果酸是苹果酸天冬氨酸穿梭的重要组成部分，对胞液和线粒体之间的还原当量(NADH)的转移起重要作用。因此，L-苹果酸在机体内具有重要的代谢意义，同时具有显著的生理功能，能够有效的提高运动能力，具有抗疲劳、保护心脏、促进羧酸盐的代谢、促进线粒体呼吸、改善记忆能力、增强钙的活性、降低抗癌药物毒副作用等生理功能，可应用于功能食品及医药产品中。在食品工业中L-苹果酸是继柠檬酸、乳酸之后用量排第3位的食品添加剂，已广泛用于高档饮料、调味品、糖果等食品中。由于L-苹果酸属于发酵生产的产品，安全性能有保障，因此，国际市场上需求量快速增加，近年来需求量保持在年均10％左右的高速度增长，市场发展空间巨大。目前世界苹果酸主要生产国有美国、加拿大、日本等，10万t，其中每年约为4万t而世界市场潜在需求量达到每年6万t。目前我国最大L苹果酸生产厂家为常茂生物化学工程股份有限公司，生产方法为酶法生产。化学合成法生产的苹果酸，一般是以石油为原料，经过化学合成的方法生产。主要包括反丁烯二酸或顺丁烯二酸经高温高压催化加水等几种方法。化学合成的苹果酸为DL型，虽成本低廉，但不易吸收，有一定的毒性，不适于大量在食品与医药工业中应用。目前酶转化法生产苹果酸主要以富马酸酶转化为主，因此原料依然依赖于高纯度化学合成的富马酸，存在富马酸原料价格昂贵、生产污染大、产品中杂酸含量偏高等缺点。微生物发酵生产．苹果酸日益受到重视，具有原料来源丰富、产品成本低廉(约为酶法的1/4)、杂酸含量低(约为酶法的1/5)、食用安全性高等特点。发酵法生产L-苹果酸克服了对石化原料的依赖，被认为是最有前途的方法。

二、苹果酸的微生物生产