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1、、简介柠檬酸是一种重要的有机酸，又名枸橼酸，无色晶体，常含一分子结晶水，无臭，有很强的酸 味，易溶于水。其钙盐在冷水中比热水中易溶解，此性质常用来鉴定和分离柠檬酸，在室温下，柠檬酸 为无色半透明晶体或白色颗粒或白色结晶性粉末，无臭、味极酸，在潮湿的空气中微有潮解性。它可以 以无水合物或者一水合物的形式存在：柠檬酸从热水中结晶时，生成无水合物；在冷水中结晶则生成一 水合物。加热到78 C时一水合物会分解得到无水合物。在15C时，柠檬酸也可在无水乙醇中溶解。中文名柠檬酸沸占175 C分解英文名Citric Acid7、 水溶性溶于水别壬f称枸橼酸|密度化学式GHO|外观白色结晶粉末分子量、-占闪八
2、、100占熔八、153化学名称3-羟基-1,3,5-戊三酸引燃温度1010 （粉末）性状无臭1爆炸上限（65C）二、理化性；质1、物理性质在室温下，柠檬酸为无色半透明晶体或白色颗粒或白色结晶性粉末，无臭、味极酸， 在潮湿的空气中微有潮解性。它可以以无水合物或者一水合物的形式存在：柠檬酸从热水 中结晶时，生成无水合物；在冷水中结晶则生成一水合物。加热到78 C时一水合物会分解得到无水合物。在15 C时，柠檬酸也可在无水乙醇中溶解。柠檬酸结晶形态因结晶条件不同而不同，有无水柠檬酸GHO也有含结晶水的柠檬酸、或。2、化学性质从结构上讲柠檬酸是一种三羧酸类化合物，并因此而与其他羧酸有相似的物理和化学性
3、质。加热 至175 C时它会分解产生二氧化碳和水，剩余一些白色晶体。柠檬酸是一种较强的有机酸，有3个H+ 可以电离；加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应。柠檬酸结构式技术指标指标项目指标要求外观白色结晶粉末气味无味PH值|含水量硫酸灰分W%草酸盐W%氯化物W% .05ppm3、水中电离情况3-羟基丙三羧酸（柠檬酸）H 3GH5O7的电离常数为：pk=; pk2= ; pk3=,从电离常数来看，柠檬PH有关。以酸酸性比较强。最多的是氢离子，而柠檬酸电离后主要存在形式和 下化学式，依次为一、二、三级电离。HCit=H+ + H 2Cit- pk 1 =HCit-=H+ HCit 2-
4、pk 2=HCit 2-=H+ + Cit 3- pk 3=在化学镀镍操作的 pH值条件下，绝大部分柠檬酸都已电离成三价的柠檬酸根离子。（见图）三、作用柠檬酸主要用作酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂、除腥脱臭剂、风味增进剂、胶凝剂、调色 剂等。此外，柠檬酸还有抑制细菌、护色、改进风味、促进蔗糖转化等作用。柠檬酸还具有螯合作 用，能够清除某些有害金属。柠檬酸能够防止因酶催化和金属催化引起的氧化作用，从而阻止速冻水 果变色变味。四、存在天然柠檬酸在自然界中分布很广，天然的柠檬酸存在于植物如柠檬、柑橘、菠萝等果实和动物的 骨骼、肌肉、血液中。人工合成的柠檬酸是用砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物质发酵而
5、制得的，可 分为无水和水合物两种。纯品柠檬酸为无色透明结晶或白色粉末，无臭，有一种诱人的酸味。很多种水果和蔬菜，尤其是柑橘属的水果中都含有较多的柠檬酸，特别是柠檬和青柠一一它们含有大量柠檬酸，在干燥之后，含量可达8% （在果汁中的含量大约为47 g/L ）。在柑橘属水果中，柠檬酸的含量介于橙和葡萄的mol/L和柠檬和青柠的mol/L之间。这个含量随着不同的栽培种和植物的生长情况而有所变化。五、应用在食品添加剂方面主要用于碳酸饮料、果汁饮料、乳酸饮料等清凉饮料和腌制品，其 需求量受季节气候的变化而有所变化。柠檬酸约占酸味剂总消耗量的2/3。在水果罐头中添加柠檬酸可保持或改进馆藏水果的风味，提高某
6、些酸度较低的水果罐藏时的酸度（降低pH值），减 弱微生物的抗热性和抑制其生长，防止酸度较低的水果罐头常发生的细菌性胀罐和破坏。在糖果中加 入柠檬酸作为酸味剂易于和果味协调。在凝胶食品如果酱、果冻中使用柠檬酸能有效降低果胶负电 荷，从而使果胶分子间氢键结合而凝胶。在加工蔬菜罐头时，一些蔬菜呈碱性反应，用柠檬酸作pH调 整剂，不但可以起到调味作用，还可保持其品质。柠檬酸所具有螯合作用和调节 pH值得特性使其在速冻食品的加工中能增加抗氧剂的性 能，抑制酶活性，延长食品保存期。六、发酵机理1940年克雷伯斯提出三羧循环学说以来，柠檬酸的发酵机理逐渐被人们所认识。已经证明，糖 质原料生成柠檬酸的生化过程
7、中，由糖变成丙酮酸的过程与酒精发酵相同，亦即通过E-M途径（二磷 酸己糖途径）进行酵解。然后丙酮酸进一步氧化脱羧生成乙酰辅酶A,乙酰辅酶A和丙酮酸羧化所生成 的草酰乙酸缩合成为柠檬酸并进入三羧循环途径。柠檬酸是代谢过程中的中间产物。在发酵过程中， 当微生物体内的乌头酸水合酶和异柠檬酸脱氢酶活性很低、而柠檬酸合成酶活性很高时，才有利于柠 檬酸的大量积累。七、主要用途1、用于食品工业因为柠檬酸有温和爽快的酸味，普遍用于各种饮料、汽水、葡萄酒、糖果、点心、饼干、罐头果汁、乳制品等食品的制造。在所有有机酸的市场中，柠檬酸市场占有率70%以上，调味剂，也可用作食用油的抗氧化剂。同时改善食品的感官性状，增
8、强食欲和促进体内钙、磷物 质的消化吸收。无水柠檬酸大量用于固体饮料。柠檬酸的盐类如柠檬酸钙和柠檬酸铁是某些食品中需 要添加钙离子和铁离子的强化剂。柠檬酸的酯类如柠檬酸三乙酯可作无毒增塑剂，制造食品包装用塑 料薄膜，是饮料和食品行业的酸味剂，防腐剂。2、用于化工和纺织业柠檬酸在化学技术上可作化学分析用试剂，用作实验试剂、色谱分析试剂及生化试剂；用作络合 剂，掩蔽剂；用以配制缓冲溶液。采用柠檬酸或柠檬酸盐类作助洗剂，可改善洗涤产品的性能，可以 迅速沉淀金属离子，防止污染物重新附着在织物上，保持洗涤必要的碱性；使污垢和灰分散和悬浮； 提高表面活性剂的性能，是一种优良的鳌合剂；可用作测试建筑陶瓷瓷砖的
9、耐酸性的试剂。服装的甲 醛污染已是很敏感的问题，柠檬酸和改性 柠檬酸可制成一种无甲醛防皱整理剂，用于纯棉织物的防皱整理。不仅防皱效果好，而且成本低。3、用于环保柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液用于烟气脱硫。中国煤炭资源丰富，是构成能源的主要部 分，然而一直缺乏有效的烟气脱硫工艺，导致大气SQ污染严重。研究有效的脱硫工艺，实为当务之急。柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液由于其蒸气压低、无毒、化学性质稳定、对SQ吸收率高等原因，是极具开发价值的脱硫吸收剂。4、用于禽畜生产在仔猪饲料中添加柠檬酸，可以提早断奶，提高饲料利用率5%- 10%增加母猪产仔量。在生长育肥猪日粮中添加1%- 2%宁檬酸，可提高日增重，降低料肉比
10、，提高蛋白质消化率，降低背脂厚度，改善肉质和胴体特性。柠檬酸稀土是一种新型高效饲料添加剂，适用于猪、鸡、 鱼、虾、牛、羊、兔、蚕等各种动物，具有促进动物生长，改善产品品质，提高抗病能力及成活率，提 高饲料转化率，缩短饲喂周期等特点。5、用于化妆品柠檬酸属于果酸的一种，主要作用是加快角质更新，常用于乳液、乳霜、洗发精、美白用品、抗 老化用品、青舂痘用品等。角质的更新有助于皮肤的中黑色素的剥落，毛孔的收细，黑头的溶解等。6、用于杀菌柠檬酸与80c温度联合作用具有良好杀灭细菌芽孢的作用，并可有效杀灭血液透析机 管路中污染的细菌芽孢。享有“西餐之王”美誉的柠檬具有很强的杀菌作用，对食品卫生很有好处，再
11、 加上柠檬的清香气味，人们历来喜欢用其制作凉菜，不仅美味爽口，也能增进食欲。7、用于医药在凝血酶原激活物的形成及以后的凝血过程中，必须有钙离子参加。枸橼酸根离子与钙离子能形 成一种难于解离的可溶性络合物，因而降低了血中钙离子浓度，使血液凝固受阻。该品在输血或化验室 血样抗凝时，用作体外抗凝药。&柠檬酸的化学加工或深加工柠檬酸另一个主要用途是深加工，这是一个丰富的产业链。9、药用价值(1 )柠檬酸具有防止和消除皮肤色素沉着的作用。中国中医认为，柠檬性温、味苦、无毒，具有 止渴生津、祛暑安胎、疏滞、健胃、止痛等功能利尿，调剂血管通透性。吸烟者要多吃柠檬，因为他们 需要的维生素C是不吸烟者的2倍。柠
12、檬热量低，且具有很强的收缩性，因此有利于减少脂肪，是减肥良药。柠檬能防止心血管动脉硬化并减少血液粘稠度。热柠 檬汁加蜂蜜对治疗支气管炎和鼻咽炎十分有效。甘地润肺、酸地消渴、开胃解酒毒、美白、润肤、降低 胆固醇。冲泡剩余，可涂在面部治疗面斑，粉剌。(2)袪痰：更鲜为人知的，是柠檬也能袪痰，且袪痰功效比橙和柑还要强。将柠檬汁加暖水和 盐，饮之可将喉咙积聚的浓痰顺利咳出，十分灵验。感冒初起时，不妨用柠檬加蜜糖冲水饮，可以纾缓 喉痛、减少喉咙干涸不适。10、高等生物体内转化柠檬酸是生理学中将脂肪、蛋白质和糖转化为二氧化碳的过程中的重要化合物。这些化学反应是 几乎所有代谢的核心反应，并且为高等生物提供能
13、量。这一系列反应称作“柠檬酸循环”、“三羧酸循 环”或“克氏循环”。11、保养身体每天早上在还没有进任何食物前喝一杯柠檬水，可以加强肠胃蠕动、治疗便秘、排出体内毒素、 达到美容的功效，也可以去除口腔异味，消除口臭。每早一杯热柠水，还可以使眼睛更有神、皮肤更红 润。如果在水中多加一些柠檬汁，还会起到清除体内垃圾的作用。八、发酵过程柠檬酸生产分发酵和提取两部分。1、发酵发酵有固态发酵、液态浅盘发酵和深层发酵3种方法。固态发酵是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的农副产品为原料，配好培养基后，在常压下蒸煮，冷却至接种温度，接入种曲，装入曲 盘，在一定温度和湿度条件下发酵。采用固态发酵生产柠檬酸，设备简单，操
14、作容易。液态浅盘发酵多 以糖蜜为原料，其生产方法是将灭菌的培养液通过管道转入一个个发酵盘中，接入菌种，待菌体繁殖形 成菌膜后添加糖液发酵。发酵时要求在发酵室内通入无菌空气。深层发酵生产柠檬酸的主体设备是发酵 罐。微生物在这个密闭容器内繁殖与发酵。现多采用通用发酵罐。它的主要部件包括罐体、搅拌器、冷 却装置、空气分布装置、消泡器，轴封及其他附属装置。发酵罐径高比例一般是1：，应能承受一定的 压力，并有良好的密封性。除通用式发酵罐外，还可采用带升式发酵罐、塔式发酵罐和喷射自吸式发酵罐等。为了得到产柠檬酸的优良菌种，通常是从不同地区采集的土壤或从腐烂的水果中分离筛选，然后通 过物理和化学方法进行菌种
15、选育。例如薯干粉深层发酵柠檬酸的菌种就是通过不断变异和选育得到的。 菌种适合在高浓度下发酵，产酸水平较高。柠檬酸的发酵因菌种、工艺、原料而异，但在发酵过程中还需要掌握一定的温度、通风量及pH值 等条件。一般认为，黑曲霉适合在28 30c时产酸。温度过高会导致菌体大量繁殖，糖被大量消耗以致产酸降低，同时还生成较多的草酸和葡萄糖酸；温度过低则发酵时间延长。 微生物生成柠檬酸要求低pH,最适pH为2 4,这不仅有利于生成柠檬酸，减少草酸等杂酸的形成，同时可避免杂菌的污染。柠檬酸发酵要求较强的通风条件，有利于在发酵液中 维持一定的溶解氧量。通风和搅拌是增加培养基内溶解氧的主要方法。随着菌体生成，发酵液中的溶解 氧会逐渐降低，从而抑制了柠檬酸的合成。采用增加空气流速及搅拌速度的方法，使培养液中溶解氧达 到60%包和度对产酸有利。柠檬酸生成和菌体形态有密切关系，若发酵后期形成正常的菌球体，有利于降低发酵液粘度而增加溶解氧，因而产酸就高； 若出现异状菌丝体，而且菌体大量繁殖，造成溶解氧降低，使产酸迅速下降。发酵液中金属离子的含量 对柠檬酸的合成有非常重要的作用，过量的金属离子
