苹果酸有D-苹果酸、DL-苹果酸和L-苹果酸三种形式。其中,L-苹果酸又称2-羟基丁二酸,是生物体三羧酸循环的中间体,易被人体吸收,因此作为性能优异的食品添加剂和功能性食品广泛应用于食品、化妆品、医疗和保健品等领域。
苹果酸,又称2-羟基丁二酸,由于分子中存在一个不对称碳原子,有D-苹果酸与L-苹果酸两种立体异构体。在自然环境中,这三种形式均存在,即D-苹果酸、L-苹果酸及其混合物DL-苹果酸。
该物质为白色结晶或结晶状粉末,吸湿性较强,易溶于水和乙醇,具有特殊的酸味。L-苹果酸主要用于食品和医药行业。
应用L-苹果酸含有天然的润肤成分,可以清除皮肤表面皱纹,使肌肤变得嫩白、光洁且富有弹性,在化妆品配方中备受青睐;它还可以配制多种香精与香料,并用于牙膏、洗发水等日化产品。国外将L-苹果酸用作新型洗涤助剂,用于合成高档特种洗涤剂。
在医药领域,L-苹果酸可用于药物制剂、片剂和糖浆中,还能提高氨基酸的吸收率;此外,它还有助于保持天然果品色泽、促进酵母生长,并可用作无盐酱油和食醋的配制材料,提高腌菜味美度及人造奶油、蛋黄酱等乳化稳定性。L-苹果酸广泛用于各种防腐、调味等复配添加剂。
在化学合成中,它可作为氨基酸衍生物的选择性α-氨基保护试剂;还可用于制备包括κ-阿片受体激动剂、1α,25-二羟基维生素D3类似物和磷内酯霉素B在内的手性化合物;亦可用于测定苹果酸脱氢酶的底物及γ-氨基丁酸合成酶抑制剂。
L-苹果酸可用作食品添加剂与药品原料。通常从未成熟的苹果、葡萄或桃子中提取,将果汁煮沸后加入石灰水生成钙盐沉淀,再转变成铅盐处理得到游离酸;也可通过发酵法获得,但过程复杂且成本较高。
生产方法苹果酸在自然界广泛存在,是动植物新陈代谢的产物。未成熟的水果如苹果、葡萄或桃子的果汁煮沸后加入石灰水生成钙盐沉淀,再经铅盐处理生成游离酸即可得到L-苹果酸。发酵法也是可能实现工业化,使用变异酵母菌进行发酵,可获得L-苹果酸,但过程复杂且成本较高。
日本利用生物合成法生产L-苹果酸,将短杆菌氨基因细胞(breridacterium ammoni-agenes cell)用聚丙烯酸酰胺固定。细胞在生理盐水中悬浮液中与丙烯酸酰胺和适当的交联剂以及聚合促进剂混合后制成凝胶颗粒。经处理的细胞浸泡在含有约0.3牛胆汁的反丁烯二酸钠溶液中,保持温度为37℃并持续20小时以确保充分反应。经过此过程后的细胞用作反应柱填料。1升含1摩尔反丁烯二酸钠溶液于37℃通过反应柱后,可从流出物中分离出约70%的苹果酸。
中文名称 | 英文名称 | CAS号 | 化学式 | 分子量 |
---|---|---|---|---|
苹果酸 | malic acid | 6915-15-7 | C4H6O5 | 134.089 |
D-酒石酸 | D-tartaric acid | 147-71-7 | C4H6O6 | 150.088 |
(2S)-2,4-二羟基-丁酸 | (L)-2,4-dihydroxybutyrate | 62445-25-4 | C4H8O4 | 120.105 |
3,4-二羟基丁酸 | (S)-3,4-dihydroxybutanoic acid | 51267-44-8 | C4H8O4 | 120.105 |
DL-3-羟基丁酸 | 3-Hydroxybutyric acid | 300-85-6 | C4H8O3 | 104.106 |
(2S)-4-氨基-2-羟基-4-氧代丁酸 | (S)-2-hydroxysuccinamic acid | 57229-74-0 | C4H7NO4 | 133.104 |
中文名称 | 英文名称 | CAS号 | 化学式 | 分子量 |
---|---|---|---|---|
苹果酸 | malic acid | 6915-15-7 | C4H6O5 | 134.089 |
L-酒石酸 | L-Tartaric acid | 87-69-4 | C4H6O6 | 150.088 |
(2S)-2,4-二羟基-丁酸 | (L)-2,4-dihydroxybutyrate | 62445-25-4 | C4H8O4 | 120.105 |
3,4-二羟基丁酸 | (S)-3,4-dihydroxybutanoic acid | 51267-44-8 | C4H8O4 | 120.105 |
苹果酸 4-甲酯 | malic acid monomethyl ester | 66178-02-7 | C5H8O5 | 148.116 |
(S)-2-羟基琥珀酸甲酯 | (3S)-3-hydroxy-4-methoxy-4-oxobutanoic acid | 66212-45-1 | C5H8O5 | 148.116 |
—— | (S)-Methoxy-bernsteinsaeure | 4839-06-9 | C5H8O5 | 148.116 |
L-苹果酸二甲酯 | dimethyl (S)-malate | 617-55-0 | C6H10O5 | 162.142 |
DL-苹果酸二甲酯 | Dimethyl malate | 1587-15-1 | C6H10O5 | 162.142 |
—— | (S)-4-ethoxy-2-hydroxy-4-oxobutanoic acid | 225933-67-5 | C6H10O5 | 162.142 |
苹果酸乙酯(S)-2-羟基丁二酸1-乙酯(苹果酸杂质S) | (S)-diethyl 2-hydroxysuccinate | 83540-95-8 | C6H10O5 | 162.142 |
(S)-3,4-二羟基丁酸甲酯 | methyl (3S)-3,4-dihydroxybutyrate | 90414-36-1 | C5H10O4 | 134.132 |
L-苹果酸二乙酯 | Diethyl (S)-malate | 691-84-9 | C8H14O5 | 190.196 |
—— | (S)-(-)-di-n-propyl 2-hydroxybutandioate | 145678-47-3 | C10H18O5 | 218.25 |