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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

8.1.10 硫酸盐测定 233

8.1.11 铁盐测定 233

8.1.12 氯化物测定 234

8.1.13 pH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DT 257

参考文献 259