有机酸工艺学-其它有机酸发酵工艺-苹果酸
L-苹果酸的生产方法、生理功能及其应用
基金项目国家级大学生创新创业训练项目（20221135041）。
作者简介盛明俊（2002—），男，安徽安庆人，从事食品质量与安全研究。
通信作者马龙（1979—），男，安徽蚌埠人，博士，副教授，从事食品科学与工程研究。
收稿日期2023-11-16L-苹果酸的生产方法、生理功能及其应用盛明俊詹凯马龙（蚌埠学院食品与生物工程学院，安徽蚌埠233000）摘要L-苹果酸是一种天然有机酸，易溶于水和乙醇，其作为良好的食品酸味剂，被广泛应用于食品工业。
本文介绍了L-苹果酸的生产方法和生理功能，探究了酶转化或细胞转化法和微生物发酵法的研究进展，综述了L-苹果酸在食品工业中的应用情况，对L-苹果酸在食品工业中的应用前景和生产方法的研究方向进行了展望，为L-苹果酸的进一步研究提供参考。
关键词L-苹果酸；酶转化；细胞转化法；微生物发酵法；食品工业中图分类号TS201.2；S377文献标识码A文章编号1007-7731（2024）01-0082-06苹果酸，又名2-羟基丁二酸，分子式为C 4H 6O 5，相对分子质量为134.09。
苹果酸的分子中存在一个不对称碳原子，有2种异构体，在大自然中以D-苹果酸、DL-苹果酸和L-苹果酸3种形式存在。
D-苹果酸难以被人体吸收利用，经过化学合成法生产出来的DL-苹果酸可能具有一定的毒性，而L-苹果酸可以被人体吸收利用，并且具有一定的生理功能[1]。
本文介绍了L-苹果酸的生产方法和生理功能，探究了酶转化或细胞转化法和微生物发酵法的研究进展，综述了L-苹果酸在食品工业中的应用情况，对L-苹果酸在食品工业中的应用前景和生产方法的研究方向进行了展望，为L-苹果酸的进一步研究提供参考。
1L-苹果酸的生产方法L-苹果酸的生产方法由直接提取法、化学合成法发展到目前的酶转化或细胞转化法和微生物发酵法等。
1.1直接提取法L-苹果酸广泛存在于蔬菜和未成熟的水果中。
直接提取法的操作原理是先将未成熟的苹果、葡萄和桃的果汁或蔬菜汁煮沸，后加入石灰水，得到钙盐沉淀；随后将钙盐转变为铅盐，并经处理得到游离酸，即可得到L-苹果酸。
苹果醋发酵工艺优化及有机酸、抗氧化成分分析
苹果醋发酵工艺优化及有机酸、抗氧化成分分析苹果醋发酵工艺优化及有机酸、抗氧化成分分析引言：苹果醋是一种常见的酸性饮料，具有良好的口感和多种益处。
醋中含有丰富的有机酸和抗氧化成分，对人体健康有很大的益处。
因此，优化苹果醋的发酵工艺，提高其有机酸和抗氧化成分的含量，具有重要的意义。
一、材料与方法1.材料本实验选用新鲜的苹果作为发酵原料。
苹果经过洗涤、去皮、碾磨得到果泥。
2.方法（1）在果泥中加入适量的水，使其获得合适的浓度，一般在5%~10%之间。
（2）加入少量的砂糖和酵母，促进发酵的进行。
（3）将混合物放入发酵罐中，封闭罐口，保证发酵过程中不受外界污染。
（4）将罐子放置于适当的温度条件下，发酵周期一般在3-4周。
二、工艺优化1. pH值的控制在酵母发酵的过程中，产生的二氧化碳会使罐内的酸度增加，pH值下降。
我们可以通过监测发酵液的pH值，并进行调整，使其保持在适宜的范围内，一般控制在3.5~4之间。
2. 温度的控制酵母对温度具有一定的敏感性，过高或过低的温度都会影响其生长和繁殖，从而影响发酵效果。
一般来说，最适宜的温度是20-30摄氏度，过高温度会导致酵母活性下降，过低温度则会使酵母无法快速繁殖。
3. 发酵周期的控制发酵周期是影响苹果醋质量的重要因素之一。
一般来说，苹果醋的发酵周期在3-4周之间，过短的发酵周期会导致酸度不足，过长的发酵周期则可能影响醋味品质。
因此，控制适宜的发酵周期是关键。
三、有机酸成分分析1. 柠檬酸柠檬酸是苹果醋中主要的有机酸成分之一。
柠檬酸具有降低胆固醇、促进消化等多种益处。
采用高效液相色谱法（HPLC）对苹果醋中的柠檬酸含量进行检测。
2. 可溶性固形物可溶性固形物是苹果醋中的一个重要指标，其含量直接影响着醋的品质。
通过蒸发法测定苹果醋中的可溶性固形物含量。
四、抗氧化成分分析1. 多酚类物质多酚类物质是苹果醋中的一类重要抗氧化成分，具有较强的抗氧化能力。
采用高效液相色谱法（HPLC）对苹果醋中的多酚类物质进行检测，包括儿茶素、芦丁等。
苹果酸乳酸发酵工艺
苹果酸乳酸发酵工艺一、引言苹果酸乳酸发酵是一种常见的食品发酵工艺，通过菌种的作用将苹果酸转化为乳酸，从而改善食品的口感和保鲜效果。
本文将详细介绍苹果酸乳酸发酵的工艺过程和应用。
二、苹果酸乳酸发酵工艺过程1. 原料准备苹果酸乳酸发酵的主要原料是苹果酸和菌种。
苹果酸可以从新鲜苹果中提取或使用市售的苹果酸粉。
菌种一般采用乳酸菌或酵母菌。
2. 原料处理将苹果酸进行适当的处理，如去除果皮、去核、切碎等，以提高发酵效果。
菌种也需要进行培养和活化处理，以增加其活性。
3. 发酵条件控制发酵过程中，需要控制适宜的温度、pH值和氧气含量。
一般来说，乳酸菌适宜的温度为30-40摄氏度，pH值为5.5-6.5，氧气含量较低。
4. 发酵反应将处理好的苹果酸和菌种混合，放入发酵罐中进行反应。
发酵时间一般为24-48小时，期间需定期检测发酵情况，并进行必要的调整。
5. 产品处理发酵完成后，可对产品进行进一步处理。
如过滤、浓缩、杀菌等，以提高产品的质量和稳定性。
6. 包装和贮存将处理好的产品装入合适的包装容器中，并进行密封和贮存。
一般来说，苹果酸乳酸发酵产品可以在低温条件下保存较长时间。
三、苹果酸乳酸发酵的应用苹果酸乳酸发酵工艺广泛应用于食品工业中。
以下是几个常见的应用领域：1. 酸奶和乳制品苹果酸乳酸发酵可用于酸奶和乳制品的生产，增加产品口感和延长保鲜期。
酸奶中的乳酸菌起到促进消化和增强免疫力的作用。
2. 腌制食品苹果酸乳酸发酵也可用于腌制食品的生产，如酸黄瓜、酸菜等。
乳酸的产生可以降低食品的pH值，抑制有害菌的生长，增加食品的质量和风味。
3. 面包和糕点在面包和糕点的制作过程中，苹果酸乳酸发酵可用于提高面团的发酵性能和口感。
乳酸的产生可以促进面团的酵母活性，使面包更松软可口。
4. 调味品苹果酸乳酸发酵还可用于生产各种调味品，如酱油、酱料等。
乳酸的生成可以增加调味品的酸度和风味，提高产品的品质。
四、总结苹果酸乳酸发酵工艺是一种常见的食品发酵工艺，通过将苹果酸转化为乳酸，改善食品口感和保鲜效果。
第七章 苹果酸-乳酸发酵及特种葡萄酒酿造
• （3）密封罐发酵 • 原酒——加糖浆 转入密封罐 原酒 加糖浆——转入密封罐内—— 转入密封罐内 酵母——发酵1个月 发酵1 酵母沉淀—— 加酵母 发酵 个月——酵母沉淀 酵母沉淀 下胶澄清——过滤 过滤——装瓶。 装瓶。 下胶澄清 过滤 装瓶 • 优点：取消转瓶和去塞工序，温度易控 优点：取消转瓶和去塞工序， 转瓶和去塞工序 发酵快，很多国家采用。 制，发酵快，很多国家采用。 • 缺点：质量较差，存放时间不长。 缺点：质量较差，存放时间不长。
• 著名起泡葡萄酒： 著名起泡葡萄酒： • 香槟酒（法国香摈省，瓶内发酵） 香槟酒（法国香摈省，瓶内发酵） • 阿斯蒂起泡葡萄酒（意大利阿斯蒂山 阿斯蒂起泡葡萄酒（ 密封罐法） 麓，密封罐法）
三、世界著名特种葡萄酒 （P421-424） ）
• 1、素丹（索泰尔纳）酒：法国波尔多地区，灰霉菌 素丹（索泰尔纳） 法国波尔多地区， 感染，贵腐酒，甜白型， 感染，贵腐酒，甜白型，发酵未结束添加葡萄酒精或 二氧化硫中止发酵。 二氧化硫中止发酵。 马尔萨拉酒：意大利西西里岛 红葡萄酿造， 西西里岛， 2、马尔萨拉酒：意大利西西里岛，红葡萄酿造，快 速分离，亚硫酸脱色，加糖发酵，加入树脂（ 速分离，亚硫酸脱色，加糖发酵，加入树脂（烧焦了 的松树），特殊风味。 ），特殊风味 的松树），特殊风味。 雪丽酒（Sheery）：原产西班牙，金黄色。 ）：原产西班牙 3、雪丽酒（Sheery）：原产西班牙，金黄色。 干雪丽酒：高糖葡萄发酵未完全添加葡萄酒精 发酵未完全添加葡萄酒精， 干雪丽酒：高糖葡萄发酵未完全添加葡萄酒精，酒度 达到15 15.5%，进行生物学陈酿：开放式，特殊酵母， 15达到15-15.5%，进行生物学陈酿：开放式，特殊酵母， 表面形成一层菌膜，氧化型陈酒。 表面形成一层菌膜，氧化型陈酒。 甜雪丽酒：高糖品种，采摘后自然风干 半干）， 自然风干（ ），糖 甜雪丽酒：高糖品种，采摘后自然风干（半干），糖 发酵，起酵很慢，持续几年。 高，发酵，起酵很慢，持续几年。
苹果酸的合成路线
苹果酸的合成路线
（原创实用版）
目录
1.引言
2.苹果酸的概述
3.苹果酸的合成路线
4.苹果酸的应用领域
5.结论
正文
【引言】
苹果酸（malic acid）是一种有机酸，广泛存在于苹果等多种水果中。
苹果酸具有重要的生物学功能，也是工业生产中常用的一种化学品。
本文将介绍苹果酸的合成路线。
【苹果酸的概述】
苹果酸的化学式为 CHO，是一种白色晶体，易溶于水。
在自然界中，苹果酸广泛存在于苹果、葡萄、樱桃等多种水果中。
此外，苹果酸也是生物体内重要的代谢产物，具有重要的生物学功能。
【苹果酸的合成路线】
苹果酸的合成路线主要有以下两种：
1.以丁二酸为原料，通过氧化反应合成苹果酸。
反应方程式：HOOC-CO-COOH + HO → HOOC-CO-COOH →HOOC-CO-COOH → HCHO
2.以葡萄糖为原料，通过发酵法合成苹果酸。
此方法常用于生物体内，由微生物发酵产生苹果酸。
【苹果酸的应用领域】
苹果酸广泛应用于食品、医药、化工等领域。
在食品工业中，苹果酸常用作酸味剂、防腐剂等；在医药领域，苹果酸可用于制备抗酸药、缓冲剂等；在化工领域，苹果酸可用于制备聚酯、醇酸树脂等。
【结论】
苹果酸是一种具有广泛应用的有机酸，其合成路线多样，具有重要的生物学功能和工业应用价值。
苹果酸-乳酸发酵
5.4.2 影响MLB的因素 3/3
抑菌剂：SO2、山梨酸、多酚、氯霉素、溶菌酶、脂肪酸等 其它微生物：酿酒酵母的某些菌株对生长有拮抗，污染了膜 蹼毕赤氏酵母、路德类酵母的葡萄酿造的酒对MLB生长有抑 制，能分泌核苷酸等营养物质的某些酵母促进MLB生长，污 染过灰葡萄孢和醋酸菌的葡萄酿造的酒能促进MLB生长。 菌种间相互影响，噬菌体能侵染MLB，使MLF延缓停止。 发酵罐的大小、高度、使用木桶或钢罐也产生影响。 P75图5-3用实验证明了SO2、温度(19、14℃)、AF对MLB群 体的影响。
5.3 MLF的机理
发酵一般是厌氧获得能量的反应，而MLF的能量来自少量 糖的分解0.1g-5g苹果酸，MLF的目的或许是改善自身的生 存环境，目前还不清楚。 由苹果酸转化为乳酸，有3条可能的途径：苹果-酸-草酰乙 酸-丙酮酸-乳酸；苹果酸-丙酮酸-乳酸；苹果酸-乳酸。如 果有丙酮酸环节，MLB又具有两种脱氢酶，葡萄酒中就应 该有L和D型两种乳酸，而实际上MLF只是将酒中L苹果酸转 化为L乳酸，所以只能是第三条途径，将催化该反应的酶命 名为苹果酸－乳酸酶(MLE) 。
5.4.2 影响MLB的因素2/3
温度：最适生长温度因菌种而异，<10℃抑制生长， <15℃生长缓慢，15-30℃随温度升高，MLF加快，结束也 早，温度高会带来一些缺陷，18-20℃最佳 。致死温度 60℃ (1-2min)。 CO2和02： CO2对MLF有促进作用，AF后晚除渣有利于保存 CO2 。MLB为兼性厌氧菌，生存需要低浓度的氧，太多的 氧则抑制。 品种：红葡萄中含有比白葡萄多的促进MLB生长的物质， 红葡萄酒比白葡萄酒易发生MLF。品种间也不同。 工艺：影响MLB数量、活性、营养物质的处理都影响MLF。 果皮上有营养物质(浸渍强度)，酵母自溶，冷、热处理，过 滤、离心等。
苹果酸的生产及应用
有机酸工业学《论文》题目：苹果酸的开发与应用姓名：***学号：**********学院：化学与化工学院班级：生工092指导老师：王雪郦，王国海上课时间:2012-2013 第一学期苹果酸的开发与应用摘要：全文介绍了Ｌ－苹果酸的性能，生产的主要技术路线与最佳的操作条件及有关进展情况。
对现工业化运行的主要Ｌ－苹果酸生产工艺的技术特点进行了具体的分析和总结，阐述了在日常生活中的应用及国内外研究开发的现状与发展趋势。
并探讨了扩大应用范围等的前景与市场需求。
关键词：乳酸；合成技术；应用，市场展望。
1 概述中文名称：苹果酸英文名称：malic acid 定义：三羧酸循环中重要的中间产物，是四碳的羟基丁二酸。
在苹果酸-天冬氨酸循环中也起重要的作用。
应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；新陈代谢（二级学科）L- 苹果酸, (Malicacid) , 化学名称为L- 羟茎丁二酸,分子式(C4H6O5 ,结构式:CH3COOH在分子结构上有一个不对称碳原CH(OH) COOH,所以有二种异构体。
在旋光上表现为右旋(D- ) 、左旋(L-)和外消旋(DL-) 。
在果实中最常见的是L型, 外观为白色结晶或结晶粉末, 有特殊的酸味,广泛存在于蔬菜和水果中。
2合成技术1962年美国V eiss和Downs用顺丁烯二酸在加温和压下水合首先制出苹果酸。
由AlliedChem公司实现了工业化生产。
在80年代,世界苹果酸的生产开始获得较快的发展。
自1980年美国Alberta气体化公司改用正丁烷法生产顺酐,建成1.4万t/ a的苹果酸生产装置后, 国外生产原料也趋向多样化。
从顺酐改用糖醛为原料, 经双氧水处理在超声波作用下转化,还可用β- 内酯为原料,于70℃下水解0.5h,再经碱水处理制取,目前世界上最先进技术为酶生物化工程。
最先由日本掌握了发酵法中试技术, 使生物工程获得发展,此法采用富马酸,碳酸钙、硫酸、固定化细胞酶为原料,经中和、促酶、转化、转化等反应生成,再经离子交换,真空浓缩,结晶分离得L- 苹果酸。
发酵与酿造技术17.有机酸发酵生产
二、柠檬酸生产概况
柠檬酸1784年由Scheels氏发现 1893年前，主要用柑橘、菠萝、柠檬等果实提 取柠檬酸 1893年德国微生物学家Wehmer发现二种青 霉菌可以生成柠檬酸 1917年Currie使用黑曲霉浅盘发酵生产柠檬酸 1923年美国科学家研究成功了以废糖蜜为原料 的浅盘法柠檬酸发酵，并在比利时设厂生产。 1938年Perquin和1942年Karrow进行了柠 檬酸的深层发酵研究 1951年美国Miles公司首先以淀粉质为原料， 经水解后深层发酵大规模生产柠檬酸。
柠檬酸生产概况
我国1953年刚开始也是采用浅盘法发酵 生产柠檬酸， 1968年用薯干为原料采用深层发酵法生 产柠檬酸成功，由于工艺简单、原料丰富、 发酵水平高，各地陆续办厂投产，至20 世纪70年代中期，柠檬酸工业已初步形 成了生产体系。
柠檬酸生产概况
我国柠檬酸行业从产量上位居世界第一，从技术 上，在国际上也是处于世界领先水平，并远远领 先于其他国家，其优势在于： 1.我国的柠檬酸发酵采用的菌种（黑曲霉）具有 双重功能，当淀粉原料被液化后，即可进行发酵， 不需要将淀粉水解成葡萄糖，简化了生产工艺， 降低了生产成本。 2.尽管采用边糖化边发酵的工艺，但发酵周期只 有64小时，生产周期比国外要短。 3.柠檬酸的产酸速度大大地高于国外水平。平均 产酸速率是国外的2倍。
有机酸的来源与用途
有机酸名称 来源 用途 食品工业和化学工业的酸味剂、 增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂、除 腥脱臭剂、鳌合剂、纤维媒染剂、 助染剂等 食品工业的酸味剂、防腐剂、还 原剂、制革辅料等
柠檬酸
黑曲霉、酵母等 德氏乳杆菌、赖氏乳杆菌、米根菌等
乳酸 奇异醋杆菌、过氧化醋杆菌、攀膜醋 杆菌、恶臭醋杆菌、中氧化醋杆菌、醋化 醋杆菌、弱氧化醋杆菌、年黑醋杆菌等 黑曲霉、葡萄酸杆菌、乳氧化葡萄酸杆菌、 产黄青霉等
其它有机酸发酵工艺苹果酸PPT53页
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
其它有机酸发酵工艺苹果酸
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
பைடு நூலகம்
有机酸苹果酸的发酵生产工艺设计
有机酸苹果酸的发酵生产工艺设计引言有机酸是一类具有重要生理活性和广泛应用价值的化合物。
苹果酸是最常见的有机酸之一，广泛应用于食品、制药和化妆品等领域。
发酵是生产苹果酸的常用方法之一，通过合适的发酵生产工艺设计，可以实现高产量和优质的苹果酸制备。
本文将介绍有机酸苹果酸的发酵生产工艺设计，包括发酵菌种选择、培养基配方、发酵条件控制等方面的内容，旨在为苹果酸的工业生产提供参考和指导。
发酵菌种选择发酵菌种的选择是影响发酵生产工艺设计的重要因素之一。
针对苹果酸的生产，一般选择可以高效产酸的菌种，如Aspergillus niger、Rhizopus oryzae等。
Aspergillus niger是一种厌氧菌，能够分泌苹果酸的酶，具有较高的产酸能力和生长速度。
Rhizopus oryzae则是一种好氧菌，能够在适宜条件下产酸，同时具有良好的耐糖性和耐高温能力。
根据实际需要和资源情况，选择适合的菌种进行发酵试验和生产。
培养基配方合适的培养基配方是保证发酵过程中菌株正常生长和产酸的关键。
苹果酸的发酵一般采用含有苹果汁或苹果浆的培养基，通过添加适量的碳源、氮源和微量元素等来满足菌株的营养需要。
以下是一种常用的培养基配方示例：•碳源：适量的葡萄糖或果糖•氮源：适量的酵母粉或氨基酸•磷源：适量的磷酸二氢钾•微量元素：适量的镁盐、锰盐、锌盐等在制备培养基时，可以根据实际需要调整各组分的比例，以达到较好的发酵效果。
同时，还可以通过添加辅助酶解剂、酵母提取物等来增加培养基的营养价值和菌株生长的促进作用。
发酵条件控制发酵条件的控制对于苹果酸的高产量和高质量很重要。
合理的控制温度、pH 值、曝气量等参数可以提高发酵效果。
在发酵过程中，温度是一个重要的因素。
一般来说，选择适宜的温度范围可以促进菌株的生长和产酸能力。
在苹果酸的发酵中，常见的温度范围为25-35摄氏度，根据菌种特性和生产要求，可以进行进一步的温度调整。
pH值的控制也是影响发酵效果的关键因素之一。
有机酸发酵生产课件
有机酸发酵的应用领域
总结词
有机酸发酵在食品、医药、化工等领域有广泛应用，可用于生产食品添加剂、药品、生 物塑料等产品。
详细描述
在食品领域，有机酸发酵被广泛应用于生产食醋、酸奶、泡菜等食品，以及各种食品添 加剂，如柠檬酸、酒石酸等。在医药领域，有机酸发酵可用于生产抗生素、维生素和药 物中间体等。在化工领域，有机酸发酵可用于生产生物塑料、表面活性剂和化学品的生
补料控制
根据菌株生长和代谢情况，适 时补加营养成分，促进菌体生
长和有机酸产量的提高。
有机酸的提取与精制
提取方法
根据有机酸的性质选择合适的提取方法，如溶剂萃取、离子交换、吸附等。
精制过程
通过结晶、重结晶、蒸馏等方法对提取得到的有机酸进行精制，提高产品质量 和纯度。
03
有机酸发酵的原理与机 制
有机酸发酵的微生物学原理
02
有机酸发酵生产过程
菌种选育与种子扩大培养
菌种选育
选择具有高有机酸发酵能力的菌 株，通过实验室内遗传改良和筛 选，提高菌株的产酸性能和耐受 性。
种子扩大培养
将选育得到的菌株在种子培养基 中进行扩大培养，获得足够的菌 体量，为后续发酵提供充足的菌 种。
发酵培养基的配置与灭菌
培养基成分
根据有机酸发酵所需的营养物质，确 定培养基配方，包括碳源、氮源、无 机盐等。
发酵液经过提取、浓缩、结晶等工艺，得到纯度较高的苹果酸产品。
富马酸的发酵生产
富马酸发酵生产原理
富马酸发酵是利用某些细菌或真菌将丁二酸 或琥珀酸等物质转化成富马酸的过程。
发酵工艺
采用液态发酵工艺，控制温度、pH值、溶 氧等参数，获得高浓度的富马酸。
原料与菌种
主要原料为丁二酸、琥珀酸等，菌种为大肠 杆菌、假单胞菌等。
有机酸—苹果酸的发酵生产工艺设计
有机酸—苹果酸的发酵生产工艺设计》报告精细0520 陈思陈姣丽孙鑫冯琪（有机酸的分类：1、柠檬酸柠檬酸是生物体主要代谢产物之一，在自然界中分布很广，主要存在于柠檬、柑橘、菠萝、梅、李、梨、桃、无花果等果实中，尤其以未成熟者含酸量较多。
植物叶子中（如烟叶、棉叶、菜豆叶等）也含有柠檬酸。
柠檬酸在植物体内常与苹果酸、草酸及酒石酸等共同存在。
在动物中，柠檬酸存在于骨骼、肌肉、血液、乳汁、唾液、汗和尿中，或者以游离状态或金属盐类的形式存在。
2、乳酸早在1841年，Boutron和Fremy的记载中就有关于乳酸的生产方法，即是将麦芽或酸乳放入淀粉浆和牛乳中，任其自然发酵，然后逐渐中和而的记载中就有关于乳酸的生产方法，即是将麦芽或酸乳放入淀粉浆和牛乳中，任其自然发酵，然后逐渐中和而产出乳酸。
但是，实际上用工业方法生产乳酸是在1881年开始于美国。
约在1894年，乳酸开始成功地用于皮革和纺织工业，当时美国的生产量折合纯品约为每年5吨。
我国也早就有乳酸盐额度研究和生产。
1944年，重庆振元化学药品厂首先生产乳酸钙，在1955年发表了“乳酸发酵和乳酸钙制造”一文。
该厂以后迁到无锡，改名为无锡第二制药厂，生产乳酸钙。
现在已采用真菌制剂代替砻糠曲的生产工艺，采用大米等为原料，并发行发酵法生产乳酸钙。
3、醋酸醋酸发酵可以说是起源于食醋发酵，而食醋发酵在古代最早只是酿酒受细菌污染的结果，即所谓“酒酸变醋”。
因此醋酸发酵的历史几乎与酿酒一样悠久，可以追溯到一万年以前。
中国的“醋”一词有陈酒之意。
能生产食醋的原料很多，如葡萄、苹果、麦芽、谷物原料、乳清等天然含糖原料皆可。
我国食醋生产的历史非常悠久，现已有多种风味和特色的食醋生产方法。
早先获得醋酸的方法有天然发酵醋的蒸馏和木材的分解蒸馏(所谓“木醋”)。
真正的醋酸发酵应该说是从快速制醋法开始发展起来的，它是现代淋醋工艺的前身。
快速制醋工艺由德国学者舒莱巴赫在1823年首先提出，因此在国外称为“德国工艺”。
第10章 有机酸的发酵生产课件
④树脂净化：在柠檬酸酸解液中，混有发 酵和提取过滤过程中带入的大量杂质。如 Ca2+，Fe3+等金属离子，影响产品质量， 所以多采用强酸型阳离子交换树脂去除这 些金属离子。
生产设备方面，国外正向大型化和自动化 发展，最大的发酵罐已达1400m3，一般为 250m3以上，并采用微机控制，我国最大 的才150 m3，一般采用30m3和50 m3，自 动控制水平很低。
在提取设备方面，国外采用真空带式过滤 机，连续结晶，多效蒸发，我国仍用板框 过滤，间歇结晶，单效蒸发设备，所以提 取率低，能耗高。
供给适量氮源和无机盐、生长因子，原料 和菌种不同，添加种类和数量也就不同。
③磷酸果糖激酶（PFK）活性的调节：在 葡萄糖到柠檬酸合成过程中，PFK是一种 调节酶，其活性受到柠檬酸的强烈抑制。
微生物体内NH4+可解除柠檬校对PFK的这 种反馈抑制，在Mn2+缺乏的培养基中NH4+ 浓度异常高，进而解除柠檬酸对PFK活性 的抑制作用，生成大量柠檬酸。
④pH：发酵是一个边糖化边产酸的过程， 由同一种菌种在同一生活环境中完成，但 两过程最适pH不同。
最初以糖化为主，黑曲霉的淀粉酶比较耐 酸，糖化过程最适pH为2.5~3.0，产酸最适 pH为2.0~2.5。
产酸后，为防防止pH下降抑制淀粉酶活性， 可调节通气与搅拌速度，前期通气量低一 些对糖化有利，发酵过程中可分阶段逐步 提高通气量；或在pH降至2.0时，加入灭菌 的碳酸钙乳剂，中和部分酸，使pH回升至 2.5左右。但中和剂用量要适度，pH过高则 会产生大量杂酸(主要是草酸)。
葡萄酒工艺学-苹果酸-乳酸发酵
苹果酸-乳酸发酵的定义
通过苹果酸-乳酸发酵，可以降低葡萄酒中的酸度，使其更加平衡、协调，提高葡萄酒的整体品质。
苹果酸-乳酸发酵能够增加葡萄酒的陈年潜力，使葡萄酒在长时间的陈放过程中保持更好的稳定性。
苹果酸-乳酸发酵能够显著影响葡萄酒的口感、香气和质地，使葡萄酒更加柔和、圆润，并增加一定的复杂性。
苹果酸-乳酸发酵在葡萄酒工艺中的重要性
将活性干酵母或新鲜酵母接入葡萄汁中，启动发酵过程。
酵母菌接种
保持适宜的发酵温度，通常在15-25℃之间，有利于酵母菌的生长和发酵。
发酵温度控制
定期监测发酵情况，控制发酵时间和温度，及时处理发酵过程中出现的问题。
发酵过程中的管理
发酵阶段
苹果酸-乳酸发酵
将分离出的葡萄酒进行苹果酸-乳酸发酵，以降低酸度并产生特有的口感和香气。
面包烘焙
在面包烘焙中，苹果酸能改善面团的弹性，使面包更加松软。
泡菜制作
在泡菜制作过程中，苹果酸-乳酸发酵有助于增加泡菜的酸味和延长保存时间。
在其他食品工业中的应用
在科学实验和研究中的应用
基础理论研究
苹果酸-乳酸发酵是微生物生理学和代谢工程学的基础研究内容，有助于深入了解微生物的生长和代谢机制。
生物工程应用
伴随其他生物化学反应，如酯化反应等。
发酵过程中的生物化学反应
降低酸度
苹果酸-乳酸发酵可以将苹果酸转化为乳酸，使葡萄酒的酸度降低，口感更加柔和。
增加复杂度
发酵过程中产生的副产物如酯类和醇类，为葡萄酒增添了复杂度和芳香。
延长葡萄酒的寿命
苹果酸-乳酸发酵有助于稳定葡萄酒的品质，延长其保存期限。
对葡萄酒口感和品质的影响
文献3
MLF可以改善葡萄酒的口感，使其更加柔和、圆润，同时也能降低葡萄酒的酸度。
苹果酸的制备
苹果酸的制备苹果酸的酶法制备一、苹果酸的酶法制备（一）苹果酸生产1、苹果酸生产机理L-苹果酸在生物体中普遍存在，它作为三羧酸循环的一员而参与细胞代谢。
在一般生物中它只参与循环而不会大量积累，否则会造成代谢流的阻塞。
要想积累苹果酸，必须要有补充4碳酸的途径。
理论上讲，补充4碳酸的途径有两条：乙醛酸循环和丙酮酸羧化支路。
2、苹果酸生产用微生物不同的苹果酸发酵工艺要采用不同的微生物。
一步法发酵工艺采用的微生物有黄曲霉、米曲霉和寄生曲菌；两步法及混合发酵法采用的有华根霉、无根根霉、短乳杆霉、膜醭毕赤酵母等；酶法转化有短乳杆菌、大肠杆菌、产氨短杆菌和黄色短杆菌等。
3、苹果酸发酵工艺L-苹果酸的发酵工艺大体可以分为三类：一步发酵法、两步发酵法和酶法转化。
一步发酵又称为直接发酵，它用糖类为原料，用霉菌直接发酵产生苹果酸。
两步发酵法也是用糖类为原料，先由根霉发酵成富马酸（或富马酸-苹果酸混合物），再由酵母或细菌转化成苹果酸。
酶法转化是用富马酸（盐）或马来酸为原料，用微生物酶（包括全细胞）转化成苹果酸。
发酵方法利用了微生物酶的立体异构专一性，生产的都是L-苹果酸，是生物体内所存在和可以利用的构型。
（一）酶法转化工艺酶法转化工艺相当于两步发酵工艺中的转换发酵。
转换发酵是将第一步发酵生成的富马酸转化成苹果酸；而酶法转化是用富马酸盐（一般是化学合成的）为原料，利用微生物的富马酸酶转化成苹果酸（盐）。
如果转化是以钙盐的形式进行的，则称为“转晶”，即富马酸钙晶体转化成苹果酸钙晶体。
延胡索酸酶+H2O延胡索酸（反丁烯二酸）苹果酸（2－羟基丁二酸）富马酸酶活力短乳杆菌和德氏乳杆菌较好。
短乳杆菌在等体积的麦芽汁和肉汤加l0 g/LCaCO3的培养基，于pH 6和37℃培养3天，作为富马酸酶的来源。
上述用干细胞作为酶制剂的效果虽然很好，但从实际生产观点出发，如果不需要分离细菌细胞，而将底物直接加入短乳杆菌培养液中将是更为方便和经济适用的。
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刘建军等人从土壤中分离出几株直接利用糖质原料生产L-苹 果酸的黄曲霉菌株，经紫外线、亚硝基胍 ,Co60,硫酸二乙脂 等诱变处理、高酸和高渗透压平板分离，获得一株L-苹果酸 高产突变株黄曲霉HA5800，以100g/L的葡萄糖为碳源, 35℃ , 200r/min摇瓶发酵120h,L-苹果酸产率稳定在72g/L以 上，糖酸转化率达74.23%。传代实验证明该菌株产酸性能稳 定
苹果酸的水溶液在Fe2+催化下与H2O2反应生成草酰 乙酸。
苹果酸在三氯化硼催化下，可与醇发生酯化反应， 形成苹果酸酯。
与多元醇，芳香多元羧酸作用，可形成树脂类产品， 如醇酸聚树脂。
苹果酸酯在氨的醇溶液中能形成苹果酸酰胺。
4.2.2.2苹果酸的用途
苹果酸得最大用途在食品加工业，其次在医药行业 和化学工业也有应用。
直接发酵生产苹果酸
中国科学院北京微生物研究所研究了固定化皱褶假 丝酵母(Candida rugosa)的苹果酸生产技术。
福建省三明真菌研究所研究了L-苹果酸的霉菌固体 发酵。
1981年起无锡轻工大学金其荣等，普查了261株各 种曲霉的苹果酸生产能力，并对菌种进行了诱变处 理和发酵最佳条件的探讨，选出了优良菌株黄曲霉 (Aspergillus flavus)UVT3，并在昆山味精厂协作 下完成了500L罐中试，糖酸转化率稳定在68%左右。
其他行业的应用：
苹果酸具有抗氧化和较强的螯合作用，作为保色剂和增效剂， 广泛用于染料工业；
用由于pH值调节，因此可作牙膏及烟草的调味剂、皮肤清洁 剂、焊锡助焊剂、洗涤剂、废气脱硫剂、锅炉水垢清洁剂、空 气清洁剂和除臭剂，特别是清除室内鱼腥臭、香烟臭及食品贮 藏室的异味，
代替柠檬酸作为各种金属表面或容器的除锈剂。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、美观；
1990年 Fialovo、Marie等建立了一个中试车间，用 藻朊酸固定棒杆菌细胞、流加富马酸盐溶液，每 90d生产20吨苹果酸(222Kg/d)。
田边制药公司和三菱化成公司用此工艺大量生产L苹果酸。产品主要用于医药工业的大输液、pH调节 剂和某些药物的中间体。
我国在发酵法生产苹果酸方面的研究工作
率为 200%。
4.2.3.1一步发酵法 （1）一步发酵法产苹果酸菌种的选育
直接发酵法主要采用的微生物是：黄曲霉、 米曲霉(Aspergillus oryzae)、寄生曲霉 (Asp.parasiticus)、出芽短梗霉 (Aureabasidium pullulans)等。
特点：三羧酸循环中苹果酸到草酰乙酸这一 步的苹果酸脱氢酶缺失或处于低水平使得苹 果酸得以积累。
⑥L-苹果酸是乳酸钙注射液的稳定剂，也可作为抗 癌药的前体及用作动物生长促进剂。
⑦抗牙垢，苹果酸具有酸度大、味道柔和、香味独 特及苹果酸的腐蚀破坏作用比较弱，相应的牙釉质 磨损体积损失较小，有不损害口腔和牙齿等特点。
⑧可以改善脑组织的能量代谢,调整脑内神经递质, 有利于学习记忆功能的恢复，对学习 记忆有明显的 改善作用
3 分子葡萄糖可生成 4 分子 L-苹果酸，并放出 2 分 子 CO2，所以，该途径的理论摩尔转化率为 134%。
第三条途径
是葡萄糖先经糖酵解途径形成丙酮酸，在丙酮酸羧化酶的作 用下，丙酮酸结合外源CO2合成草酰乙酸，草酰乙酸在苹果 酸脱氢酶的作用下还原为苹果酸。此途径的总反应式为：
丙酮酸羧化的 CO2来源于发酵液中加入的 CaCO3 ，因此 1 分子葡萄糖可以生成 2分子苹果酸，理论摩尔转化
1974年田边制药公司以此法进行L-苹果酸连续生产。 在容积1000L的充填塔中，日夜连续反应，日产L苹果酸15.4公斤。
1987年 Chikata、Ichiro等建立了一个1000L的以K卡拉胶固定黄色短杆菌(Brevibacterium flavum)的 固定化反应柱，持续6个月，每小时能生产 42.2Kg/L苹果酸。
第四章 其他有机酸发酵工艺学
4.2苹果酸的发酵生产 4.2.1概述 4.2.2苹果酸的性质以及用途 4.2.3苹果酸的生产方法 4.2.4苹果酸的提取和精制工艺
4.2.1概述
L-苹果酸(L-malic acid简称L-Ma)是生物体 糖代谢过程中产生的重要有机酸，广泛存在 于生物体中、在未成熟的苹果、葡萄、樱桃 等的水果和蔬菜中含量约为0.4%。
②代谢的正常运行可以使各种营养物质顺利分解，促进食物 在人体内吸收代谢，低热量，可有效地防止肥胖，可以起到 减肥的作用。
③在药物中添加苹果酸可增加其稳定性，促进药物在人体的 吸收、扩散；复合氨基酸输液生产中就是利用L-苹果酸这一 功能而用它来调节pH值的，同时作为混合氨基酸输液组分 之一，可提高氨基酸利用率。
在40℃时富马酸钙的溶 解度达9.1×10-2mol/L,而
苹果酸钙的溶解度仅 为6.7×10-2mol/L。
富马酸钙与苹果酸钙的溶解 度随着体系pH的不同其变 化不大. 在相同pH条件下,富马酸钙 的溶解度较苹果酸钙的溶解 度要大,
化学性质
苹果酸用发烟硫酸处理可氧化得到75%-80%香豆酸 (2-吡喃酮-5-羧酸 )。
酶催化法生产苹果酸
日本田道制药公司首创以精制富马酸为原料，通过 产氯杆菌菌体固定化，将富马酸转化成L-苹果酸。
1972年，千火田一郎等，以产氨短杆菌为生产菌株， 以聚丙烯酰胺凝胶为载体进行菌体固定化连续生产 L-苹果酸。
但利用此菌种进行反应过程中，副产物琥珀酸很难与L-苹果酸分开,经过反复试 验，用含脱氧胆酸或胆酸的基质溶液进行处理，可抑制副产物琥珀酸的生成。 提高了L-苹果酸的产量。在工业生产上选择了最廉价的胆汁为胆酸。抑制副产 物琥珀酸的生成。
苹果酸在食品行业的应用：
（1）苹果酸具有明显的呈味作用，其酸味柔和、 爽快，与柠檬酸相比刺激性缓慢、保留时间长，具 有特殊的香味，并且不损伤口腔和牙齿等特点。
（2）苹果酸常与人工合成的二肽甜味剂阿斯巴甜
（L-苯丙氨酸与L-天冬氨酸）配合使用，作为
软饮料的风味固定剂。
苹果酸在医学方面的作用：
①苹果酸在物质代谢途径中所处的特殊位置， 可直接参与人体代谢，被人体直接吸收，实 现短时间内向肌体提供能量，消除疲劳，起 到抗疲劳、迅速恢复体力的作用利用苹果酸 的抗疲劳、护肝、肾、心脏作用可以开发保 健饮料
苹果酸发酵研究历史。 我国在发酵法生产苹果酸方面的研究工作。 苹果酸发酵生产的现状。
苹果酸发酵研究历史
早在1925年Kostychev等利用酵母发酵蔗糖时，同 时加CaCO3的培养基中就获得了L-苹果酸。
1959年阿部重雄等普查了260株曲霉、120株青霉 和80株根霉的产苹果酸能力，选出了黄曲霉A-114 菌株，并对此菌株进行发酵条件的探索。摇瓶发酵 7～9d、产苹果酸最高浓度可达50g/L。
其中L-苹果酸产量每年约为4万吨，而世界市场潜在需求量 达到每年6万吨，日本是世界主要的L-苹果酸生产国与出口 国
主要生产厂商：日本扶桑化学公司，美国Denka化学公司， 加拿大Batek化学公司以及英国、南非等，但这些公司是用 化学合成法生产，产品为DL-苹果酸，每吨售价2.4-3.0万元 人民币。
性状：无色结晶，易吸潮。
相 解对)。密度(d420)1.595。熔点约130℃，沸点150℃(分
易溶于水，1g苹果酸能溶于1.4mL醇、1.7mL醚、 0.7mL甲醇、2.3mL丙醇、几乎不溶于苯。
具有酸味,结晶体,在水中具有旋光性。
分子中含有一个不对称碳原子，故有L-、D-、DL型
3种。分子式：C4H6O5。
南京国海生物工程有限公司（产量10000吨 DL-MA ），
安徽雪郎生物科技股份有限公司（产量2000 吨DL-MA ）。
长城生物化学工程有限公司（产量2000吨 DL-MA ）
4.2.2苹果酸的性质以及用途
4.2.2.1苹果酸的性质
苹果酸又名羟基丁二酸或羟基琥珀酸，分子量 134.09
固定化细胞生产苹果酸
1991年吴梧桐用K-卡拉胶固定黄色短杆菌，用 0.3mol/L KCl作固化剂，胆汁酸作激活剂、半衰期 为200d。 以富马酸钠为底物，反应生成L-苹果酸钠和剩余的 富马酸钠。利用苹果酸钙溶解度比富马酸钙低的特 性，将L-苹果酸从混合液中分离出来。
L-苹果酸生产现状
目前世界苹果酸主要生产国有美国、加拿大、日本等，世界 总产量每年约为10万吨，
（2）一步发酵法发酵工艺与条件
一步发酵法又称直接发酵法，即采用一种微生 物直接发酵糖质原料或非糖质原料（如正构烷 烃）生成L-苹果酸的方法。以糖类为原料，由 黄曲霉、米曲霉等直接发酵生产苹果酸
这些微生物最大的特点就是三羧酸循环中苹果酸到草酰乙酸这一 步的苹果酸脱氢酶缺失或处于低水平使得苹果酸得以积累。
苹果酸是制备特殊性能聚合物的单体，用苹果酸聚合可合成生 物降解塑料，有利于环境保护；
在建材行业，苹果酸添加在水泥中，可缩短凝固时间，防止碱 性聚合反应发生，提高混凝土的强度，
苹果酸还可作为饲料添加剂，改善汽车排气质量。Hale Waihona Puke 4.2.3苹果酸的生产方法
目前采用的和发酵或生物转化法相关的方法 主要有：一步发酵法，二步发酵法，固定化 细胞或酶法转化。
4.2.3.1 苹果酸合成途径 4.2.3.2一步发酵法 （1）一步发酵法产苹果酸菌种的选育 （2）一步发酵法发酵工艺与条件 4.2.3.3二步发酵法 4.2.3.4固定化细胞或酶法
苹果酸合成途径
第一条途径 是不经过丙酮酸羧化支路和乙醛酸
循环补充四碳酸， 葡萄糖先经糖酵解途径合成丙酮酸，