苹果酸工艺学

第1章 绪论1
1.1 苹果酸的发展历程1
1.2 苹果酸的理化性质3
1.2.1 苹果酸的物理性质3
1.2.2 苹果酸的化学性质5
1.3 苹果酸的生理特点7
1.4 苹果酸的应用9
1.4.1 医药工业方面的应用10
1.4.2 食品工业方面的应用10
1.4.3 日用化工方面的应用11
1.5 苹果酸的生产途径12
1.5.1 直接提取法12
1.5.2 化学合成法12
1.5.3 微生物发酵法13
1.5.4 固定化酶与固定化细胞转化法15
1.5.5 集成技术生产苹果酸18
参考文献21
第2章 微生物发酵法生产L－苹果酸24
2.1 L－苹果酸发酵机理24
2.2 L－苹果酸发酵微生物27
2.2.1 L－苹果酸生产菌的主要特征27
2.2.2 菌种的保藏32
2.2.3 菌种的退化预防、复壮与活化36
2.2.4 诱变育种及实例38
2.2.5 菌种扩大培养41
2.3 L－苹果酸发酵工艺43
2.3.1 直接发酵工艺43
2.3.2 两步发酵工艺52
2.3.3 酶转化法54
2.3.4 其他发酵方法58
2.4 发酵过程中灭菌技术及染菌的防治59
2.4.1 灭菌与空气净化59
2.4.2 杂菌的检查与防治69
2.4.3 噬菌体的检查与防治71
2.5 苹果酸发酵生产设备72
2.5.1 机械搅拌通风发酵罐73
2.5.2 气升式发酵罐75
2.5.3 自吸式发酵罐76
参考文献78
第3章 固定化法生产L－苹果酸80
3.1 固定化方法80
3.1.1 吸附法81
3.1.2 共价结合法81
3.1.3 交联法82
3.1.4 包埋法83
3.1.5 膜间隔包埋法85
3.1.6 絮凝固定化技术86
3.1.7 组合固定化技术87
3.2 细胞固定化载体材料90
3.2.1 天然高分子材料90
3.2.2 合成高分子材料93
3.2.3 传统载体材料的改性94
3.2.4 仿生膜的制备及改性研究94
3.3 固定化细胞菌株的筛选和培养100
3.3.1 延胡索酸酶产生菌的筛选101
3.3.2 培养条件对延胡索酸酶产生菌发酵的影响104
3.3.3 反应器条件的优化及发酵条件的控制107
3.3.4 菌株在不同发酵罐中生长动力学的比较111
3.4 延胡索酸酶的性质112
3.4.1 延胡索酸酶的作用机理112
3.4.2 延胡索酸酶的结构114
3.5 固定化细胞法生产L－苹果酸116
3.5.1 表面活性剂对产延胡索酸酶细胞的影响117
3.5.2 不同处理方法对菌体延胡索酸酶活力的影响118
3.5.3 富马酸钠转化体系下的转化反应123
3.5.4 富马酸铵转化体系下的转化反应125
3.6 固定化细胞生物反应器128
3.6.1 搅拌罐式反应器128
3.6.2 鼓泡塔式反应器128
3.6.3 填充床反应器129
3.6.4 流化床反应器129
3.6.5 膜反应器130
参考文献132
第4章 集成技术生产L－苹果酸135
4.1 反应与反应耦合技术生产L－苹果酸137
4.1.1 反应与反应耦合技术生产L－苹果酸原理137
4.1.2 反应与反应耦合技术与传统反应工艺的比较137
4.1.3 反应与反应耦合过程中的影响因素139
4.1.4 富马酸铵转化体系中固定化细胞反应动力学研究141
4.1.5 残留富马酸铵反应生成L－天冬氨酸动力学研究145
4.2 反应与分离耦合技术生产L－苹果酸147
4.2.1 反应与分离耦合技术及其应用147
4.2.2 反应与分离耦合技术生产L－苹果酸原理150
4.2.3 反应与分离耦合技术路线与固定化细胞生产工艺的比较151
4.2.4 反应与分离耦合反应的影响因素151
4.2.5 富马酸钙与苹果酸钙的溶解动力学研究153
4.2.6 反应与分离耦合过程中游离细胞
中延胡索酸酶反应动力学156
参考文献159
第5章 L－苹果酸的提取、精制与干燥162
5.1 提取工艺162
5.1.1 盐酸酸化法162
5.1.2 钙盐转晶工艺163
5.2 中和164
5.2.1 中和原理164
5.2.2 中和工艺流程165
5.2.3 中和主要设备165
5.3 过滤167
5.3.1 影响过滤的因素167
5.3.2 过滤操作类型167
5.3.3 过滤设备167
5.4 酸解170
5.4.1 酸解原理170
5.4.2 酸解工艺流程171
5.4.3 酸解主要设备172
5.4.4 酸解操作规程173
5.5 苹果酸溶液的净化174
5.5.1 吸附净化原理174
5.5.2 离子交换净化原理176
5.5.3 净化工艺流程179
5.5.4 净化设备及材料180
5.5.5 净化操作规程181
5.5.6 注意事项182
5.6 浓缩183
5.6.1 蒸发流程184
5.6.2 蒸发设备185
5.6.3 操作规程187
5.6.4 注意事项187
5.7 结晶187
5.7.1 苹果酸结晶理论188
5.7.2 工艺流程192
5.7.3 结晶主要设备192
5.8 干燥与包装196
5.8.1 干燥操作原理196
5.8.2 干燥设备196
5.8.3 苹果酸干燥操作规程200
5.8.4 干燥操作的要点200
5.9 其他提取方法201
5.9.1 络合萃取法201
5.9.2 电渗析技术203
参考文献205
第6章 DL－苹果酸的生产工艺206
6.1 DL－苹果酸的合成方法206
6.2 生产路线及评价207
6.3 生产路线的发展209
6.3.1 微波法制备苹果酸210
6.3.2 顺丁烯二酸酐水合制成
DL－苹果酸210
参考文献211
第7章 D－苹果酸制备工艺213
7.1 不对称合成法213
7.2 DL－苹果酸拆分法215
7.2.1 物理拆分法215
7.2.2 化学拆分法216
7.2.3 微生物拆分法216
7.2.4 酶拆分法217
7.2.5 基因工程方法在拆分DL－苹果酸中的应用218
7.3 生物转化法219
7.3.1 马来酸水合酶转化法219
7.3.2 反应与分离耦合技术生产D－苹果酸220
参考文献226
第8章 苹果酸的质量检验和标准228
8.1 产品质量检验228
8.1.1 外观性状228
8.1.2 含量检验228
8.1.3 熔点测定231
8.1.4 比旋光度测定232
8.1.5 灼烧残渣232
8.1.6 水不溶物232
8.1.7 重金属的测定232
8.1.8 砷盐的测定232
8.1.9 富马酸和马来酸含量的测定232
8.1.1 0硫酸盐测定233
8.1.1 1铁盐测定233
8.1.1 2氯化物测定234
8.1.1 3pH的测定234
8.2 产品质量标准234
参考文献235
第9章 苹果酸衍生物及其工业应用236
9.1 L－苹果酸脲236
9.1.1 L－苹果酸脲晶体的制备237
9.1.2 L－苹果酸脲的晶体生长研究238
9.1.3 L－苹果酸脲晶体的二次谐波（SHG）效应241
9.1.4 L－苹果酸脲分析242
9.1.5 L－苹果酸脲薄膜制备245
9.2 L－苹果酸铵246
9.3 L－苹果酸钾246
9.4 氨基酸苹果酸复合盐247
9.4.1 L－组氨酸苹果酸氢盐247
9.4.2 L－瓜氨酸苹果酸247
9.5 苹果酸金属络合物248
9.6 聚苹果酸的结构及性质248
9.6.1 聚苹果酸的结构248
9.6.2 聚苹果酸的制备方法250
9.6.3 聚苹果酸的应用253
9.7 营养强化剂——柠檬酸苹果酸钙螯合物及苹果酸钙254
9.7.1 柠檬酸苹果酸钙螯合物254
9.7.2 苹果酸钙255
9.8 苹果酸酯255
9.9 荧光增白剂DT257
参考文献