文献综述

摘要 L-苹果酸是一种重要的天然有机酸，是生物体内三羧酸循环成员之一，在医药、食品、化工等行业中具有广泛的应用。本文阐述了L-苹果酸的应用，生产方法及其优缺点的比较，产苹果酸工程菌构建中所采用的基因工程策略及代谢工程技术。

苹果酸是一种天然存在的有机酸，有D型和L型两种光学异构体，由于人体只有L-苹果酸脱氢酶，所以人体只能利用L-苹果酸。L-苹果酸作为生物体内三羧酸循环成员之一，又名羟甲基丁二羧酸，分子式为C4H6O5，易溶于水，是一种酸性较强的有机酸，其电离常数K1为4.0#215;10-4、K2为9#215;10-6。[1]传统的苹果酸生产方法以提取法和化学合成法为主：前者是将石灰乳直接加于富含L-苹果酸的果汁中，再用硫酸溶解收集钙盐，然后浓缩回收苹果酸，然而这种方法原料来源有限，成产成本很高，局限性较大；后者是在催化剂存在下，由苯氧化生成富马酸或马来酸，然后加压与水蒸气共热形成DL-苹果酸，生产的DL-苹果酸经拆分、提取获得L-苹果酸，这种方法主要以不可再生的战略资源石油作为原料，成本高，环境污染严重，对于石油依赖性强，无法实现可持续发展，严重阻碍了苹果酸的发展潜力。在石油资源日益枯竭的今天，发展环境友好的绿色生物技术已经成为一种趋势。生物法制备苹果酸的过程中，温室气体CO2可以作为原料之一，被微生物吸收并利用，从而减少温室气体的排放，缓解由温室效应所导致的全球气候变暖的现状。因此，开发高效的生物合成苹果酸的方法具有非常重要的社会和环境效益。

1 L-苹果酸的应用

1.1 L-苹果酸在食品工业中的应用

苹果酸具有明显的呈味作用，其酸味柔和、清爽，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。苹果酸与柠檬酸配合使用，可以模拟天然果实的酸味特征，使口感更自然、协调、丰满。苹果酸常与甜味剂阿斯巴甜配合使用，作为软饮料的风味固定剂。[2]L-苹果酸阈值（最初感觉到酸味的浓度）为0.0019%,[3] 其酸味度比柠檬酸高。故要达到相同的酸味强度，与柠檬酸相比，使用L-苹果酸可减少用量20%。

1.2 L-苹果酸的生理功能及在医药工业中的应用[4]