背景及概述[1][2]
蘋(píng)果酸有D-蘋(píng)果酸、DL-蘋(píng)果酸和L-蘋(píng)果酸。L-蘋(píng)果酸又名2-羥基丁二酸，是生物體三羧酸的循環(huán)中間體，易被人體吸收，因此作為性能優(yōu)異的食品添加劑和功能性食品廣泛應(yīng)用于食品、化妝品、醫(yī)療和保健品等領(lǐng)域。蘋(píng)果酸，又名2-羥基丁二酸，由于分子中有一個(gè)不對(duì)稱碳原子，有兩種立體異構(gòu)體。大自然中，以三種形式存在，即D-蘋(píng)果酸、L-蘋(píng)果酸和其混合物DL-蘋(píng)果酸。蘋(píng)果酸為白色結(jié)晶體或結(jié)晶狀粉末，有較強(qiáng)的吸濕性，易溶于水、乙醇。有特殊愉快的酸味。L-蘋(píng)果酸主要用于食品和醫(yī)藥行業(yè)。
L-蘋(píng)果酸
應(yīng)用[3]
蘋(píng)果酸作為功能性酸味劑廣泛用于飲料及食品工業(yè)。蘋(píng)果酸的酸味持久，其酸味比檸檬酸強(qiáng)20％，不僅能保持天然果汁的風(fēng)味，與合成甜味劑合用還可消除后苦味，可部分或全部代替檸檬酸用于飲料、食品的酸味調(diào)節(jié)。另外，L-蘋(píng)果酸是人體三羧酸循環(huán)的重要樞紐之一，具有許多獨(dú)特的生理功能。天然構(gòu)型的L-蘋(píng)果酸在細(xì)胞能量產(chǎn)生過(guò)程中發(fā)揮著十分重要的作用。同時(shí)在生物體內(nèi)以絡(luò)合形式貯存和運(yùn)輸金屬離子，因此，L-蘋(píng)果酸鈣可用于預(yù)防和治療因缺鈣而引起的老年性骨質(zhì)疏松。L-蘋(píng)果酸還用于鮮肉的加工和保存，可加速肉的熟化和起保鮮作用。L-蘋(píng)果酸能誘導(dǎo)皮膚細(xì)胞的分裂，改善皮膚組織的生長(zhǎng)，因而可用于化妝品工業(yè)。由于檸檬酸會(huì)誘導(dǎo)脂肪酸的合成，在食品飲料中使用L-蘋(píng)果酸可以減少脂肪合成，蘋(píng)果酸有減肥的功能。近年來(lái)還發(fā)現(xiàn)L-蘋(píng)果酸具有保肝，解毒及抗抑郁癥的作用，是具有巨大應(yīng)用前景的功能性添加劑。
L-蘋(píng)果酸中含有天然的潤(rùn)膚成分，可以清除皮膚表面皺紋，使皮膚變得嫩白、光潔而有彈性，因此在化妝品配方中備受青睞；L-蘋(píng)果酸可以配制多種香精、香料，用于多種日用化工產(chǎn)品，如牙膏、洗發(fā)香波等；國(guó)外將其用于替代檸檬酸作為新型洗滌助劑，用于合成高檔特種洗滌劑。L-蘋(píng)果酸可用于藥物制劑、片劑、糖漿中，還可以配入氨基酸溶液中，能明顯提高氨基酸的吸收率；L-蘋(píng)果酸可以用于治療肝病、貧血、免疫力低下、尿毒癥、高血壓、肝衰竭等多種疾病，并能減輕抗癌藥物對(duì)正常細(xì)胞的毒害作用；還可用于制備和合成驅(qū)蟲(chóng)劑、抗牙垢劑等。另外L-蘋(píng)果酸還可以作為工業(yè)清洗劑、樹(shù)脂固化劑、合成材料增塑劑、飼料添加劑等。
制備[2]
(1)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的細(xì)胞轉(zhuǎn)化法(DE3310849)制備L-蘋(píng)果酸鹽和富馬酸鹽混合液。將從土壤中分離得到的Aspergillus wentii屬菌株在糖30g/L，磷酸氫二銨3g/L，硫酸銨2g/L，氯化鉀2g/L，硫酸鎂1g/L，富馬酸鈉5g/L的培養(yǎng)液中培養(yǎng)48小時(shí)，過(guò)濾分離出細(xì)胞。在60-70℃下配制2％的卡拉膠溶液，降溫到50℃時(shí)將分離出的細(xì)胞按10％(w/w)加入，攪拌均勻后倒入盤(pán)子中凝固，制成5mm×5mm×5mm的固定化細(xì)胞。然后裝入8cm×60cm的玻璃柱。將1.4M的富馬酸鈉溶液以1000ml/h的速度流經(jīng)固定化細(xì)胞柱，得到L-蘋(píng)果酸鹽和富馬酸鹽混合溶液。
(2)取1000ml經(jīng)步驟(1)得到的混合液，其中含L-蘋(píng)果酸鈉186g，富馬酸鈉56g。將溶液加熱到60℃，攪拌下加入170g(摩爾比1.05∶1)富馬酸，攪拌反應(yīng)3.5小時(shí)，PH＝3.2，冷卻到15～20℃，過(guò)濾，濾餅用少量水洗，然后用NaOH中和至PH＝7-8供細(xì)胞轉(zhuǎn)化用。所得濾液980ml，含富馬酸單鈉40g。加熱至85℃，通過(guò)1500ml 001x7強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換柱(直徑6cm，高60cm)，收集淋洗液經(jīng)減壓濃縮，L-蘋(píng)果酸濃度增加到40％時(shí)，冷卻到10～15℃，過(guò)濾回收富馬酸。濾液進(jìn)一步減壓濃縮到L-蘋(píng)果酸濃度至80～82％，冷卻到15℃，結(jié)晶出91gL-蘋(píng)果酸，母液中含有46gL-蘋(píng)果酸，母液可循環(huán)使用。L-蘋(píng)果酸收率相當(dāng)于97％。
主要參考資料
[1] 汪多仁. (2005). L-蘋(píng)果酸. 北京日化, 000(003), 10-13.
[2] 吳清平, & 周小燕. (1990). L-蘋(píng)果酸研究進(jìn)展. 微生物學(xué)通報(bào), 17(001), 30-33.
[3] 劉建軍, 趙祥穎, 田延軍, 李丕武, 張家祥, & 劉麗萍等. (2005). 糖質(zhì)原料直接發(fā)酵生產(chǎn)l-蘋(píng)果酸的工藝條件. 食品與發(fā)酵工業(yè), 31(001), 5-9.