金其荣等选出的黄曲霉T2803菌种，经诱变剂联合处理后经， 获得株 产酸较稳定的菌种TH5007。可用薯干粉经α-淀粉酶 液化后作初糖进行发酵，而在发酵中间加入葡萄糖，使总糖 达到13%，发酵产L-苹果酸达7.33%，扣除杂酸，对糖转化 率为56.4%，发酵强度1g／(L．h)的结果。
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，