酒石酸，Tartaric Acid，即2,3—二羥基丁二酸，分子式為C4H606，相對分子量為150.09。最早是從制造葡萄酒時的榨渣經(jīng)過各種化學(xué)處理獲得。酒石酸分子中存在兩個不對稱的碳原子,故存在左旋體(L-酒石酸)、右旋體(D-灑石酸)、內(nèi)消旋體(MESO-酒石酸)及外消旋體(DL-酒石酸)這四種同分異構(gòu)體。D(-)-酒石酸，又名(2S,3S)-2,3-二羥丁烷-1,4-二羧酸，是天然L(+)-酒石酸的同型異構(gòu)體，在自然界中極少存在，在制藥行業(yè)它主要被用作手性合成的手性源及拆分劑。

D-酒石酸的應(yīng)用

像L(+)-酒石酸有很多重要用途一樣，D(-)-酒石酸在食品、醫(yī)藥、化工和輕工業(yè)上都有不可替代的作用。在醫(yī)藥方面，多用于產(chǎn)品合成時的拆分劑或手性源，如D-葡萄糖-甘油-1,5-內(nèi)酰胺、C位鄰二胺等；在化工方面，因為左旋的光學(xué)活性，可用作拆分劑；在食品工業(yè)方面，其酸味比檸檬酸更強(qiáng)，是一個優(yōu)良的食品酸味劑，還可用作穩(wěn)定劑和防腐劑。具有良好的市場前景。D(-)-酒石酸目前約為54000元/噸，每年D(-)-酒石酸市場需求量大約在5萬-7萬噸，國內(nèi)比較主要的生產(chǎn)商為杭州寶晶生物化工有限公司以及常州常茂生物工程股份有限公司。^[1-2]

D-酒石酸的生產(chǎn)方法^[2-4]

化學(xué)拆分法生產(chǎn)D(-)-酒石酸

利用化學(xué)拆分劑將DL-酒石酸拆分為D(-)-酒石酸和L(+)-酒石酸。因為昂貴的拆分劑，較低光學(xué)純度的產(chǎn)物以及較低的得率，所以利用該種方法生產(chǎn)D(-)-酒石酸的成本一直較高。雖然生產(chǎn)成本一直居高不下，但是此前化學(xué)拆分法一直是D(-)-酒石酸的主要生產(chǎn)方式。研究人員以L(-)-a-苯乙基胺為拆分劑完成了對混旋DL-酒石酸的拆分。

生物拆分法生產(chǎn)D(-)-酒石酸

生物拆分法是指利用生物催化材料主要包括酶，微生物菌體等與化合物DL-酒石酸作用，得到單一旋光性物質(zhì)，即利用酶催化為動力的一種拆分方式。主要特點：拆分效率高，生產(chǎn)條件溫和及酶易降解不會對環(huán)境造成污染，適合規(guī)?；a(chǎn)，且酶反應(yīng)已從單一的水相反應(yīng)進(jìn)化到可以有機(jī)相甚至雙相反應(yīng)。1848年，Pasteur發(fā)現(xiàn)有一些微生物可以將DL-酒石酸中L(+)-酒石酸消耗，并且可以從發(fā)酵液中分離得到D(-)-酒石酸。目前發(fā)現(xiàn)可以利用L(+)-酒石酸的特殊微生物有氣桿菌(Aerobacter)，隱球菌(Cryptococcus)，毛抱子菌(Trichosporon)，假單胞菌(Pseudomona)和克雷伯氏菌(Klebsiella，利用它們可以將DL-酒石酸中的L(+)-酒石酸耗竭從而得到D(-)-酒石酸。因為這種方式的理論最高產(chǎn)率只有50%，從而極大的限制該種方法的應(yīng)用。

生物轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)D(-)-酒石酸

生物轉(zhuǎn)化法是指利用以環(huán)氧琥珀酸及其鹽為底物的CESH或者含有該酶的微生物催化生成酒石酸及其鹽的一種轉(zhuǎn)化方法。目前發(fā)現(xiàn)可以生產(chǎn)酒石酸的野生菌如表1-1所示，相較于可催化反應(yīng)生成L(+)-酒石酸的野生菌種類的多樣性，目前只發(fā)現(xiàn)三種可以生產(chǎn)D(-)-酒石酸酶來源的野生菌。相較于產(chǎn)L(+)-酒石酸的野生菌，如1973年，日本學(xué)者左藤英次等報道利用無色桿菌及產(chǎn)堿桿菌來生產(chǎn)L(+)-酒石酸，最高轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到90%，且產(chǎn)量為130 gL 以上，除了這兩種菌株外，諾卡氏菌屬還有紅球菌也經(jīng)常被應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)，而生產(chǎn)D(-)-酒石酸酶的野生菌轉(zhuǎn)化效率差，無法滿足工業(yè)化生產(chǎn)需求。Yamagishi等在1996年分離到的惡臭假單胞菌MCI3037轉(zhuǎn)化能力較差，100mL的培養(yǎng)基得到的細(xì)胞轉(zhuǎn)化等體積的CES鈉，5h轉(zhuǎn)化率僅有52.6%。2007年李霞等篩選到一株可以將CES轉(zhuǎn)化為D(-)-酒石酸的菌株，經(jīng)過鑒定，屬于博德特氏菌，被命名為Bordetella sp.1-3。對分離得到的野生菌細(xì)胞進(jìn)行固定化，100g固定化膠體顆粒加入1M的CES鈉中進(jìn)行轉(zhuǎn)化，11d之后反應(yīng)液中酒石酸含量趨于平穩(wěn)，最后轉(zhuǎn)化效率為69%。因為轉(zhuǎn)化效率較低，李霞等對該野生菌進(jìn)行了產(chǎn)酶發(fā)酵條件的優(yōu)化在的發(fā)酵條件下，酶活力由5.6U/mL提高到9.27U/mL。2008年潘海峰等篩也選到一株可以將CES轉(zhuǎn)化為D(-)-酒石酸的博德特氏菌，被命名為Bordetella sp.BK52。因為野生菌轉(zhuǎn)化效率低，潘海峰等對該野生菌進(jìn)行了產(chǎn)酶發(fā)酵條件的優(yōu)化，在的發(fā)酵條件下，野生菌酶活力可以提高到764 U/g，但是依然很難滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需求。

參考文獻(xiàn)

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