1．琥珀酸的应用

琥珀酸是一种常见的天然有机酸，广泛存在于人体、动物、植物和微生物中。在医药、食品、农业、精细化工等领域有着广泛的应用^[3]。

在医药行业中，琥珀酸可以用来合成利尿剂、镇静剂、止血药、解毒剂、抗生素以及维生素A、B，还可以用做防腐剂，pH值调节剂，助溶剂等。

在食品行业中，琥珀酸主要是作为食品的调味剂、中和剂、酸化剂、pH改良剂、风味物质和抗菌剂。琥珀酸的钠盐可改善豆酱、酱油及炼乳制品的质量，用于火腿、香肠、咸菜、肉罐头等的风味增强剂，还可用作奶粉、饼干等的强化剂，促进生长发育。同时，琥珀酸也是一种优于单甘脂的新型乳化剂。

在农业生产上，琥珀酸可用于处理种子以提高发芽率，促进作物生长，作为植物的助长剂；还可用来处理大麦黑穗病，作为除草剂的添加剂使用；琥珀酸酰化淀粉可作为增稠剂，赖氨酸残基的琥珀酸酰化能提高食品中大豆蛋白的物理和功能属性等。琥珀酸盐还可以用做反刍动物和单胃动物(如猪)的饲料添加剂。

在化学工业中，琥珀酸主要是作为离子螯和剂，用于电镀行业防止金属的溶蚀和点蚀。同时琥珀酸也是一种良好的表面活性剂，是肥皂、破乳剂和去垢剂的组分；可用于生产清洗剂、脱毛剂、牙膏、润滑剂、弹性体中；在纺织品加工中可用于上浆防收缩，改进染色性，改进己内酰胺黏度与防火性等^[4]。

另外，琥珀酸作为一种碳四平台化合物，还可以合成一些重要的化工产品如丁二醇、四氢呋喃、γ-丁内酯、n-甲基吡咯烷酮(NMD)、2-吡咯烷酮等^[5]。

2．琥珀酸的生产方法概述

2.1 化学合成法生产琥珀酸

化学合成法生产琥珀酸的途径和生产方法取决于原料的来源、生产费用和能耗情况，常见的工业生产方法主要为石蜡氧化法、氯乙酸甲酯的氰化水解法和催化加氢法。石蜡氧化法是将石蜡在钙、锰催化下氧化得到混合二元酸氧化石蜡，后者经过热水蒸汽蒸馏，去除不稳定羟基油性酸及酯，水相含有琥珀酸，经过除水得到琥珀酸的结晶^[6]。这是传统生产琥珀酸的方法，工艺比较成熟，但产率、纯度都不高。电化学合成法是以顺丁烯二酸为原料，在50℃、常压下以0.26A/dm²的电流密度电解合成琥珀酸。电解过程中，在阴极上顺丁烯二酸的稀键加成，发生还原反应生成琥珀酸，阳极电解出H 提供给阴极。目前，我国已有个别厂家采用电化学合成法生产琥珀酸(有膜法)，实际生产中表明，琥珀酸的电化学合成法生产条件温和，收率高、纯度高，设备简单，无三废污染，但还有许多问题如电耗大、离子膜易破损、阳极消耗严重、工艺操作条件不佳等还有待解决^[7]。催化加氢法是利用顺丁烯二酸酐或反丁烯二酸在催化剂作用下加氢反应生成琥珀酸，然后分离得到成品（反应催化剂为镍或其它贵金属，反应温度约为130~140℃）^[8]。而顺丁烯二酸酐的工业生产主要采用苯法或正丁烷法，对石油等战略资源的依赖性较强，且采用的氰化钠是剧毒化学物质。因此，化学合成法存在生产成本高、环境污染大、原料不可再生、消耗大量石化战略资源等弊端，极大地限制了琥珀酸的应用前景。

2.2 生物转化法生产琥珀酸

生物转化法主要是指以富马酸为底物，通过富马酸还原酶的催化作用转化生成琥珀酸^[9]，其反应式如下：

生物转化法为琥珀酸的生产开拓了一条新的途径，但是由于使用了大量的底物富马酸，而目前生产富马酸主要采用化学法，所用的原料为顺丁烯二酸酐，所以其生产的经济性还有待深入研究^[10,11]。

2.3 微生物发酵法合成琥珀酸

微生物发酵法产琥珀酸是以淀粉、葡萄糖或乳清等可再生性生物质资源作为原料，通过微生物发酵的方法生产琥珀酸。由于化学合成法生产琥珀酸会造成大量的污染，而且是以不可再生的石油化工产品为原料，因此，相比之下微生物发酵法生产琥珀酸具有以下几点优势^[12]：