蘋果酸的生產有化學合成法、發酵法和酶(或微生物)轉化法。
1DL-蘋果酸的化學合成
將200kg順丁烯二酸酐溶于400kg水,于不銹鋼高壓釜中,185~C±3℃和1.0MPa下攪拌反應6~8h。在反應過程中,當溫度>120℃時,順丁烯二酸與水作用生成蘋果酸;而當溫度>130℃時,順丁烯二酸本身也異構化為反丁烯二酸。而在反應條件下,蘋果酸又與反丁烯二酸存在著一種平衡。因此當反應結束后,順丁烯二酸與蘋果酸的比例為1:1.7。若在反應初期,按比例加入反丁烯二酸,則收率可由63%上升到90%以上。反應物冷卻至l00℃以下后,壓人蒸餾釜于60℃下減壓濃縮,再經冷卻、結晶、離心分離、干燥而得成品。
2微生物(或酶)轉化反丁烯二酸生產L-蘋果酸
短桿菌、黃色短桿菌和產氨短桿菌等微生物均能使反丁烯二酸轉化為蘋果酸。先將原料反丁烯二酸與碳酸鈣反應生成反丁烯二酸鈣,再經轉化柱(37℃)作用,生成蘋果酸鈣,經提取得L-蘋果酸,轉化率可達98%。
3單一菌種一步發酵生產L-蘋果酸
米曲霉、寄生曲霉、黃曲霉等微生物能發酵糖質原料生產L-蘋果酸。以大米糖為原料,用黃曲霉菌(ASP Flavus UVT3),在500I。發酵罐中通風攪拌發酵40h,產酸率4.4%~4.95%,對糖轉化率為68%~75%。
4混種發酵兩步生產L-蘋果酸
首先,無根根霉R25在含有12%葡萄糖的培養基中培養以積累反丁烯二酸,然后接種普通變形桿菌P1繼續發酵2d,L-果酸的產量可達5.2~5.48g/100mL,糖的轉化率為86.7%~91.3%。用18%的薯干粉可代替含12%的葡萄糖的培養基,產L-蘋果酸可達5.47g/100mL。
發酵液稀釋后過濾,清液經減壓濃縮、冷卻結晶得蘋果酸鈣。用硫酸酸解得L-蘋果酸,并用732樹脂交換,洗脫液再用301陰離子樹脂交換得蘋果酸清液。最后經減壓濃縮、冷卻結晶、重結晶得成品。