琥珀酸发酵研究进展

为人

琥珀酸是一种二羧酸，是三羧酸循环的中间产物，同时也是厌氧代谢的发酵产物之一(Gottschalk
1986)，很多微生物生产琥珀酸盐做为它们能量代谢的主要终产物。琥珀酸已被美国FDA认定为GRAS
(一般认为安全)，这使得它可以用于多种用途。当前，工业级琥珀酸的销售量超过1．5万t，大体上是通过石化法，从丁烷通过顺式丁烯二酐生产。目前，只有食品市场的琥珀酸是发酵法生产的。新的发酵工艺能使琥珀酸的销售价格降为2．20美元／kg(年产5000t)， 当年产量为7．5万t时，其销售价格将低于0．55美元／kg，这种价格可使琥珀酸打开新的商品化化学制品市场(J．G．Zeikus，999)。美国能源部现已投入700万美元用于琥珀酸发酵法生产工业化的研究， 目前已完成中试，将于近期投入生产。琥珀酸存在四种主要的市场：最大的市场是作为表面活性剂、清洁剂添加剂和起泡剂；第二个市场是作为离子鳌合剂，用于在电镀行业防止金属的溶蚀和点蚀；第三个市场是在食品行业中作为酸化剂、pH改良剂、风味物质和抗菌剂；第四个市场是和健康有关的产品，包括医药、抗生素、氨基酸和维生素的生产。琥珀酸的这四个市场总量每年超过四亿美元(J．G．Zeikus，1999)。发酵法生产的琥珀酸有潜力为大量生产化学制品提供可能，它可以作为很多重要的中间产物和专业化学制品。作为一种商品化的化学制品，它可以取代很多基于苯和石化中间产物的商品，这可减少在超过250种苯基化学制品的生产和消费过程中所产生的污染。

为人

磷酸烯醇式丙酮酸是琥珀酸发酵的一个非常重要的中间体，在厌氧条件下，磷酸烯醇式丙酮酸可被两种不同的酶催化，它们是磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶和丙酮酸激酶。磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶是一种固定二氧化碳的酶，在有二氧化碳存在的情况下，它可以将磷酸烯醇式丙酮酸转化为草酰乙酸，进而被后续的苹果酸脱氢酶、延胡索酸酶和延胡索酸脱氢酶转化而生成琥珀酸；而丙酮激酶不能固定二氧化碳，它可将磷酸烯醇式丙酮酸转化为丙酮酸，进而生成乙酰辅酶A，由此进入了典型的混合酸发酵而产生乳酸，乙酸等产物。

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磷酸烯醇式丙酮酸是琥珀酸发酵的一个非常重要的中间体，在厌氧条件下，磷酸烯醇式丙酮酸可被两种不同的酶催化，它们是磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶和丙酮酸激酶。磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶是一种固定二氧化碳的酶，在有二氧化碳存在的情况下，它可以将磷酸烯醇式丙酮酸转化为草酰乙酸，进而被后续的苹果酸脱氢酶、延胡索酸酶和延胡索酸脱氢酶转化而生成琥珀酸；而丙酮激酶不能固定二氧化碳，它可将磷酸烯醇式丙酮酸转化为丙酮酸，进而生成乙酰辅酶A，由此进入了典型的混合酸发酵而产生乳酸，乙酸等产物。