有机酸工艺学-其它有机酸发酵工艺-苹果酸

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。

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。

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。

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—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”。

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。