[发明专利]L-苹果酸的提取方法

说明书

本发明涉及一种L‑苹果酸的提取方法，属于有机酸生物发酵下游提取技术领域。该L‑苹果酸的提取方法，包括以下步骤：1)将L‑苹果酸发酵液加草酸酸化，并过滤，滤液为L‑苹果酸酸化液；2)将L‑苹果酸酸化液通过TY019树脂分离除杂，得到L‑苹果酸分离液；3)将步骤2)中的L‑苹果酸分离液浓缩，并结晶，得到L‑苹果酸湿品；4)将L‑苹果酸湿品置于真空干燥箱，真空梯度烘干，得L‑苹果酸成品。TY019树脂分离L‑苹果酸酸化液，除杂效果好，分离液纯度高。与常规的L‑苹果酸提取方法相比，本法所得L‑苹果酸产品的收率和纯度都高，操作工艺大大简化，生产成本大幅降低。

技术领域

本发明属于有机酸生物发酵下游提取技术领域，具体涉及一种L-苹果酸的提取方法。

背景技术

L-苹果酸作为性能优异的食品添加剂和功能性食品被广泛应用于食品、保健品、医疗和化妆品等领域。L-苹果酸一般作为酸味剂、pH调节剂、抗氧化增效剂，被广泛用于酒类、饮料、糖果、果酱及果冻、人造奶油、酱油、食醋、腌菜等多种食品中。L-苹果酸具有抗疲劳和保护肝、肾、心脏的作用，亦可用于保健品中、医药行业，如用于药物制剂、片剂、糖浆、氨基酸溶液、驱虫剂中，可治疗肝病、贫血、免疫力低下、尿毒症、高血压、肝衰竭等多种疾病，并能减轻抗癌药物对正常细胞的毒害作用。在日用化工及化妆品行业，L-苹果酸可以用于牙膏、洗发香波、高档特种洗涤剂、护肤品中等。在工业行业，L-苹果酸可以作为树脂固化剂、工业清洗剂、合成材料增塑剂。

L-苹果酸是生物体代谢过程中产生的重要有机酸，是三羧酸循环及其支路乙醛酸循环代谢过程中的重要中间产物，也是CO2固定反应的中间产物，其为生物体细胞内存在的一种活性物质，易于吸收，可以迅速通过细胞膜，进入线粒体内直接参与能量代谢，可以直接作为能量物质被机体利用。有研究显示，补充L-苹果酸可显著提高ATP生成。这也是一些西方发达国家青睐L-苹果酸的原因，如美国已经明确规定在婴幼儿食品、饮料、药品中不能使用DL-苹果酸而必须使用L-苹果酸。就食品对维持生命的作用来看，他实质上是参与一个新陈代谢和能量转化过程，蛋白质、脂类、糖类等最后都要经过三羧酸循环，这是转化过程的最后一步，也是最为重要的一步，他关系到人体生理机能是否正常。而L-苹果酸的保健功效就在于防止人体由于L-苹果酸的缺乏导致三羧酸循环不正常，导致代谢失调。正是由于L-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，可实现短时间内向肌体提供能量，消除疲劳，所以它具有抗疲劳、迅速恢复体力的作用，可应用于功能性食品中。

L-苹果酸的生产方法有直接提取法、化学合成法、固定化酶或细胞转化法、一步发酵法和二步发酵法。近年来，随着大家对环保、绿色、纯天然的逐渐重视，发酵法日益盛行。现有技术中，申请公布号为CN103642853A的发明专利公开了一种L-苹果酸的提取新工艺，包括以下步骤：(1)苹果酸发酵液用磷酸进行酸化，调节pH为1.5，酸化后静置6h，经微滤膜和超滤膜过滤除去杂质得到L-苹果酸母液；将步骤(1)得到的L-苹果酸母液用碳酸钙中和至pH为4.1-4.4，过滤得到苹果酸钙；加1-3倍体积水将L-苹果酸钙调成浆状，加入磷酸，调节pH至1.5左右，酸解得到酸解液；过滤，对滤液进行脱色处理，得到L-苹果酸洗脱液；(3)将步骤(2)获得的L-苹果酸洗脱液，经离子交换树脂后，再经冷却式蒸发器低温浓缩至有白色晶体出现后，将料液迅速转入结晶器中，缓慢降温结晶；所述离子交换树脂为强酸型阳离子交换树脂、强碱性阴离子交换树脂，粒径为0.3-1.2mm；所述蒸发器的蒸发温度控制在50-60℃，蒸发量0.5-1.5m/h；降温结晶过程温度下降速度0.2-1℃/min，最终结晶温度0-20℃，恒温结晶0.5-1h；(4)产品分离洗涤干燥。其工艺过程可以简写为：L-苹果酸发酵液→一次酸化→中和→二次酸化→离子交换→蒸发浓缩→结晶→分离湿品→干燥，该提取方法较为复杂，所得L-苹果酸的收率和纯度不高，而成本较高，二次酸化和离子交换步骤水量消耗大，严重浪费水资源，同时中和及二次酸化步骤还会造成环境污染。

发明内容