柠檬酸广泛分布于自然界，存在于植物的果实中，如柠檬、柑橘、菠萝、醋栗、覆盆子、葡萄汁以及动物的骨骼、肌肉和血液。合成柠檬酸是用糖、糖蜜、淀粉、葡萄和其他含糖物质发酵而成的，这些物质可分为无水物质和水合物。纯柠檬酸为无色透明晶体或白色粉末，无嗅，有诱人的酸味。从热浓水溶液中获得的半透明无色晶体是无水的，熔点为153。从冷水溶液中获得的半透明无色晶体是密度为1.542的水合物。75软化，100左右熔化。一水合物在干燥的空气中会失水。是一种强有机酸。溶于水、乙醇和乙醚。它被用来制造药品、汽水、糖果等。它也用作金属清洁剂和媒染剂等。许多种类的水果和蔬菜，尤其是柑橘类水果，含有大量的柠檬酸，特别是柠檬和酸橙——，干燥后可达8%(果汁中的含量约为47克/升)。在柑橘类水果中，柠檬酸的含量在0.005摩尔/升的橙子和葡萄和0.30摩尔/升的柠檬和酸橙之间。这一含量随着不同栽培物种和植物的生长而变化。柠檬酸是动植物中的天然成分，也是生理代谢的中间产物。它也是食品、医药、化工等领域应用最广泛的有机酸之一。无色、透明或半透明的晶体，或颗粒状或颗粒状粉末，无嗅，有强烈的酸味，但有愉快的微涩味。在温暖的空气中逐渐风化，在潮湿的空气中稍易潮解。图1显示了柠檬酸的结构式。柠檬酸具有多元酸的性质，能生成酯、盐和酰胺，但不能生成酸酐；其羧基和羟基也能与金属离子形成络合物或螯合物；柠檬酸是一种强酸，对碳钢有很强的腐蚀作用，但对不锈钢没有腐蚀作用。在强氧化剂(如高锰酸钾)的情况下，它可以被氧化生成草酸；当用氢氧化钾熔化时，该产物分解成草酸和乙酸；它受热时会分解。大鼠经皮给药剂量为50975毫克/千克。(1)柠檬酸与酸反应，在常温下与发烟硫酸混合生成乌头酸，稍加加热即可生成3-酮戊二酸。当柠檬酸与浓硫酸混合时，在40产生丙酮、CO2和一氧化碳。乌头酸酐在加热到150时产生。当加热到200时，会产生二羧酸(C9H10O6)、一氧化碳和二氧化碳。当硫酸浓度低于94%时，在低温下生成3-酮戊二酸；当硫酸浓度低于60%时，加热会产生乌头酸。无水柠檬酸与1份硝酸和2份硫酸反应生成硝酸盐C3H5(ONO2)(COOH)3，它不溶于乙醚，与钡和铅结合形成不溶性盐。(2)柠檬酸与碱反应，与K2CO3或KOH或硝酸熔融，得到草酸、乙酸或其他盐。柠檬酸和钠盐(如氯化钠)用石灰进行干馏，得到丙酮。当柠檬酸在碱液中煮沸时，得到丙烯酸(C3H4O2)。柠檬酸的常规酸碱中和反应可以产生各种盐。(3)柠檬酸与甘油反应，与甘油混合进行干馏，得到丙酮、一氧化碳、二氧化碳和甘油醚丙酮酸。将柠檬酸和甘油混合，加热至100，生成柠檬酸甘油酯，这是一种玻璃状物质。如果甘油的量很大，当加热到170时，可以得到柠檬酸二甘油酯(C12H18O11)。柠檬酸三甘油酯可以通过加热摩尔比为13的柠檬酸和甘油来获得。可以用不同的摩尔比获得具有不同性质的树脂样物质，其中一些是胶体或固体，一些不溶于水，一些溶于水。如果用桐油或硬脂酸加热到100，它会凝结成树脂状物质，可用作油漆和塑料的添加剂或特殊溶剂。柠檬酸的发现始于8世纪伊朗炼金术士贾比尔。1784年，舍勒首次将柠檬酸从柠檬汁中结晶分离出来。其制备方法是在果汁中加入石灰乳形成柠檬酸钙沉淀。天然柠檬酸广泛分布于自然界，存在于植物的果实中，如柠檬、柑橘和菠萝，动物的骨骼、肌肉和血液。最初产于加利福尼亚、意大利和西印度群岛。 意大利的产量居首位。柠檬酸是在19世纪末通过发酵制备的。1893年，威尔默发现青霉可以从糖中生产柠檬酸。然而，直到第一次世界大战阻碍了柠檬在意大利的出口，利用微生物工业化生产柠檬酸才被提上日程。1913年，b扎霍尔斯基报道说黑曲霉可以生产柠檬酸。1916年，Tom和Curry用曲霉进行了实验，证实大多数曲霉如泡盛曲霉、米曲霉、石闻曲霉、绿色木霉和黑曲霉都有产柠檬酸的能力，而黑曲霉产酸能力较强。例如，科里以黑曲霉为试验菌株，在15%蔗糖培养基中发酵，糖的吸收率达到55%。1923年，美国菲茨公司建造了世界上第一座利用黑曲霉浅板发酵生产柠檬酸的工厂。随后，比利时、英国、德国、苏联等。先后研究并成功发酵生产柠檬酸。因此，从柑橘中提取天然柠檬酸的方法逐渐被发酵所取代。1950年以前，柠檬酸是通过浅盘发酵生产的。1952年，美国迈尔斯实验室采用深层发酵法大规模生产柠檬酸。此后，深层发酵逐渐建立。深层发酵具有周期短、产量高、省力、占地面积小、便于实现仪表控制和连续性的优点。这种制造技术仍然是目前最重要的制造方法。在该技术中，黑曲霉在含有蔗糖或葡萄糖的培养基中培养以产生柠檬酸。糖类的来源包括玉米浆、糖蜜发酵液、玉米粉水解物或其他廉价的糖类溶液。脱模后，向剩余溶液中加入氢氧化钙，使柠檬酸反应生成柠檬酸钙沉淀，然后加入硫酸得到柠檬酸。柠檬酸被称为第一种食用酸味剂，我国GB2760—1996规定柠檬酸是食品中允许使用的酸度调节剂。在食品工业中广泛用作酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂、除臭剂和螯合剂，其具体用途不胜枚举。1.饮料据国内外统计，饮料行业柠檬酸的消费量占柠檬酸总产量的75% ~ 80%。柠檬酸是果汁的天然成分之一，它不仅能赋予水果风味，还具有增溶、缓冲、抗氧化等功能，使饮料中的糖、香精、色素等成分交融协调，形成和谐的口感和香气，从而增加抗菌防腐效果。因此，它被广泛用于制备各种水果基软饮料。例如，水果基软饮料一般添加0.10% ~ 0.25%的酸。对于不含二氧化碳的饮料，如水、果汁、糖、酸、色素和香精，用柠檬酸调节酸碱度至一定的酸度，使产品的滴定酸度在0.25%至0.40%之间。对于浆型固体饮料粉，柠檬酸的添加量可提高到1.5% ~ 5.0%。近年来，随着城乡人民生活水平的不断提高，对各种饮料的需求大幅增加，可以预测，未来饮料行业柠檬酸的消费量将大幅增加。2.果酱和果冻柠檬酸在果酱和果冻中的作用与在饮料中相似。它主要是调节产品的酸碱度，给它酸味。必须将酸碱度调节到最适合果胶凝结的窄范围内。根据所用果胶的不同类型，酸碱度可限制在3.0至3.4之间。在果酱生产中，可以改善风味，防止蔗糖结晶起砂的缺陷。3.糖果柠檬酸可以增加糖果的酸味，防止各种成分的氧化和蔗糖的结晶。一般来说，酸糖果可以含有2%的柠檬酸。糖、柠檬酸、色素、香精等煮沸后。在糊状物的冷却过程中加入。在果胶软糖的生产中，柠檬酸可以调节酸度，增强凝胶强度。无水柠檬酸用于口香糖和粉状食品。4.冷冻食品中的柠檬酸具有螯合和调节酸碱度的特性，能够增强抗氧化功能和灭酶，并能可靠地保证冷冻食品的稳定性。柠檬酸单独使用或与抗坏血酸联合使用有助于延长冷冻鱼和贝类的货架期 海产品在冷冻前一般用0.25%的柠檬酸和0.2%的抗坏血酸溶液浸泡，有利于保存和冷藏。它还能有效保持新鲜和防止新鲜猪肉腐败。柠檬酸还可以抑制冷冻水果的颜色和香味的恶化，这也是抑制水果中的酶和防止微量元素氧化的表现。例如，0.1% ~ 0.3%柠檬酸和0.001% ~ 0.002%异抗坏血酸的组合是有效的。泡腾是一种流行的口服药物成分释放系统。柠檬酸与碳酸钠或碳酸氢钠水溶液反应，产生大量CO2(即泡腾剂)和柠檬酸钠，能快速溶解药物中的活性成分，增强口感。例如，泻药和止痛剂可以溶解。柠檬酸糖浆是发烧患者的清凉饮料，具有矫味、清凉和解毒的功效。柠檬酸广泛用于各种营养口服液等。缓冲酸碱度3.5 ~ 4.5，保持活性成分的稳定性，增强防腐剂的作用。柠檬酸与水果精华相结合，给人一种喜爱的甜味来掩盖药物的苦味，尤其是中药制剂。在液体成分中加入0.02%的柠檬酸可以形成微量铁和铜的复合物，延缓活性成分的降解。在咀嚼片中加入0.1% ~ 0.2%的柠檬酸可以改善片剂的风味，使其具有柠檬风味。这些信息是由化学书的萧楠编辑的。1.金属净化基于柠檬酸的金属净化配方可有效去除黑色金属和有色金属表面形成的氧化物。作为一种弱有机酸，它能对金属表面层造成轻微损伤，但作为一种金属离子螯合剂，它能加速金属氧化物的迁移。在许多钢铁酸洗系统中，为了消除金属氧化物的应力裂纹，最大限度地降低高强度钢的腐蚀脆化，柠檬酸被用来代替无机强酸除锈。在锅炉、加热器、过热器管、不洁反应器和不锈钢设备中，柠檬酸通常用于预洗涤和净化，以去除铁和铜的氧化物，特别是在不允许使用氯化物的地方。柠檬酸溶液的纯化反应应在温度高于37.8时进行，温度低于37.8时应延长纯化时间。柠檬酸的量和作用条件应通过增加或减少估计的沉淀量来调节。柠檬酸是一种高效螯合清洗剂，对钙、镁、铁、铬、铜等污垢有效。广泛用于各种金属表面的清洗，清洗后的废水可生物降解，不污染环境。近年来，柠檬酸适用于金属提纯的化学处理和废溶剂的无污染灰化。在灰烬中，柠檬酸分子燃烧成二氧化碳和水蒸气，有价值的金属可以从灰烬中回收。有毒或放射性元素可以完全封闭进行化学处理。2.洗涤剂柠檬酸钠能改善去污性能，加速许多家用洗涤剂产品的生物降解，并可作为磷酸盐的替代品，广泛应用于洗衣粉和洗涤剂中。柠檬酸钠和铝硅酸盐能有效增强清洁剂的清洁效果。此类产品采用工业级50%柠檬酸溶液为原料。在非合成洗涤剂溶液中，柠檬酸对痕量金属具有缓冲作用和螯合能力，因此它也可用于地毯清洁剂的热水提取、泡泡浴和纺织品柔软剂。3.无土栽培农艺在国外使用微量元素植物营养液已经非常普遍，在中国也开始发展。为了去除土壤中过量的铜、锌、锰、铬等元素，通常用柠檬酸螯合这些元素。用柠檬酸代替磷酸盐可以获得满意的增产效果。4.柠檬酸在矿物和颜料中的应用具有分散效率，可以降低一些重要浆料原料的粘度。在采矿中，如磷矿粉在水力输送中的粘度，它往往是粘土膨胀的主要原因。柠檬酸处理可以控制膨胀，使浆状生料便于运输。柠檬酸还可以减少二氧化钛浓缩生料的沉淀，使其易于处理和运输 柠檬酸是生理上脂肪、蛋白质和糖转化为二氧化碳过程中的重要化合物。这些化学反应是几乎所有新陈代谢的核心反应，为高等生物提供能量。汉斯阿道夫克雷布斯因发现这一系列反应而获得1953年诺贝尔生理医学奖。这一系列反应被称为“柠檬酸循环”、“三羧酸循环”或“氪星循环”。10-54.0%；20-59.2%；30-64.3%；40-68.6%；50-70.9%；60-73.5%；70-76.2%；80-78.8%；90-81.4%；100-84.0%白色半透明晶体或粉末。溶于水和乙醇，溶于乙醚。它主要用作食品的酸味剂，也用于制备药物冷却剂、洗涤剂添加剂等。用作实验试剂、色谱分析试剂和生化试剂，也用于制备缓冲液。用于食品工业，特别是作为酸化剂、酸碱度缓冲剂、防腐剂和其他化合物。在洗涤剂工业中，它是磷酸盐的理想替代品。锅炉化学清洗用酸性清洗剂，锅炉化学清洗用清洗剂。它主要用作食品的酸味剂，也用于制备药品冷却剂和洗涤剂？柠檬酸是用途最广泛的酸剂。它具有高溶解度和对金属离子的强螯合能力，可根据生产需要适量用于各种食品中。此外，本产品还可用作复合马铃薯淀粉漂白剂的抗氧化增效剂、增效剂和防腐剂。广泛用作食品和饮料的酸味剂和药物添加剂。它还可用作化妆品、金属清洁剂、媒染剂、无毒增塑剂和锅炉阻垢剂的原料和添加剂。其主要盐产品有柠檬酸钠、钙和铵盐等。柠檬酸钠是血液抗凝剂，柠檬酸铁铵可用作补血剂。与柠檬酸一起用作分析试剂。本产品主要通过发酵生产，其原料可以是糖类如糖蜜、蔗糖、甘薯和石油烃。通常，真菌用于发酵生产，根据发酵方法可分为表面发酵和深层发酵。表面发酵是一种早期的生产方法，一些青霉菌或黑曲霉被用作菌株；在深层发酵中，黑曲霉也被用作菌株。在发酵过程中，产生小的球形丝状聚集体，这应该避免薄丝状细菌的生长。发酵条件为pH 1.5-2.8，应在搅拌下引入无菌空气。发酵后，过滤除去丝状菌和残留的固体残渣。滤液用碳酸钙中和得到柠檬酸钙，然后用浓硫酸中和得到柠檬酸粗品，再用离子交换树脂精制、浓缩、结晶得到成品。深层发酵是主要方法，约占发酵法产量的80%。柠檬酸是从柠檬、柑橘等水果中提取的，由草酰乙酸和乙烯酮合成，但国内外采用的工业化生产方法是发酵法。发酵方法包括固体发酵、浅盘发酵和深层发酵。我国80%以上的柠檬酸是由干马铃薯粉经黑曲霉深层发酵、碳酸钙中和、硫酸酸解、精制、浓缩、结晶和干燥制得。(1)发酵：将马铃薯干粉制成18% ~ 22%的浆液，送入蒸汽灭菌的发酵罐(0.2兆帕，40 ~ 60分钟)。用蒸汽加热至110，灭菌20分钟，用0.05%淀粉酶液化。冷却至35后，接种黑曲霉进行发酵。发酵温度前期为36 ~ 38，后期为34 ~ 36。通风量为1:(0.1 ~ 0.2)；酸碱度不低于2.5；发酵周期为96小时。产酸水平为10% ~ 14%，转化率为95%。(2)中和发酵结束后，将发酵液加热至80杀菌，然后送至板框压滤，得清液。 滤液在80下加入碳酸钙粉中和至5.0 ~ 5.5，保温0.5h，真空过滤后，用80热水洗涤得到柠檬酸钙。(3)酸解精制：在不断搅拌下，将柠檬酸钙加入到水中或稀酸中，然后缓慢加入硫酸至酸碱度为1.8，加热至90，用双管法测量终点。然后加入占柠檬酸1% ~ 3%的活性炭，保温0.5h，放入抽滤桶中，沥干水分，用90的热水洗酸，直至残酸低于0.5%，洗涤水(即稀酸)用于下一次酸解。最后，732阳离子交换树脂用于离子交换，以去除各种阳离子。(4)离子交换后的清液浓缩、结晶、干燥，含柠檬酸约15% ~ 20%。55 ~ 600真空浓缩至相对密度为1.335 ~ 1.340，放入结晶罐中。用冷却盐水冷却至36.6以下，以沉淀水晶体。晶体分离后，用少量蒸馏水洗涤至硫酸含量低于20010”，最后用35热风干燥，即得成品。