自然界中檸檬酸廣泛存在于檸檬和橙以及桔子等水果中。工業(yè)生產主要采用合成法和發(fā)酵法,而工業(yè)上使用的檸檬酸多由黑曲霉發(fā)酵法生產。其主要性狀特點有以下幾點:
1、溶解性好,檸檬酸易溶于水和乙醇以及乙醚。檸檬酸在水中的溶解度很大,此外,檸檬酸和其衍生物的丙二醇溶液還可溶于油脂。由于水溶性和脂溶性較好,檸檬酸易于均勻地分散于各類食品中。
2、酸味,溫和芳香,在所有有機酸中是可口的,并能與多種香料混合產生清爽的酸味,故事用于許多食品。同時由于檸檬酸的弱酸性,在一定pH范圍內能抑制細菌繁殖,起到防腐作用。
3、螯合力強,檸檬酸由于含有三個羧基故可形成三種形式的鹽,但除堿金屬鹽外,其他鹽大多不溶或難溶于水。它還有一種奇特的性質,就是在冷水中比在熱水中易溶。
4、能與堿或鹽組成緩沖劑,如與磷酸氫二鈉以不同比例混合,可得到多種緩沖液。
5、毒性小,在人體內檸檬酸為三羧酸循環(huán)的重要中間體,對人體不會造成傷害。
檸檬酸是食品加工業(yè)中很重要的食品添加劑,也廣泛應用于醫(yī)藥和染料及其他工業(yè)。檸檬酸生產有兩條途徑,一條是以淀粉及糖類為原料,用微生物發(fā)酵方法來制取;另一條是從含酸分豐富的原料中提取,特別是在果品加工中進行綜合利用如制梅胚后排出的咸酸汁液,其含酸量可達4至5%,制柑橘胚后排出的咸酸汁液都是提取檸檬酸很好原料。其主要提取工藝有以下幾步:
原料澄清過濾:橘汁和梅汁中含有不少果膠及雜質,需進行澄清,促進雜質沉淀,然后用壓濾機壓濾。
中和:可用碳酸鈣或石灰中和,要預先調成漿狀進行,好加入15%碳酸鈣中和。具體做法是:把橘汁、梅汁等咸酸水加熱至75攝氏度時,逐漸加入碳酸鈣乳漿,繼續(xù)加熱2小時,初溫控制在5攝氏度左右,后可升高到100攝氏度,至溶液呈青綠色時,即表示已完成中和反應。然后靜置沉淀,此沉淀即為果酸鈣。
除鹽:所得檸檬酸鈣含有鹽分,可用清水洗滌,加熱至70—80攝氏度,反復多次,直至鹽分除凈為止,干燥備用。
酸解脫色:檸檬酸鈣漿液加熱至60至70攝氏度,加入濃度為35%的硫酸,沸騰3小時左右,待檸檬酸鈣分解完成,即靜置沉淀,上層清液為檸檬酸溶液。將暗紅色的檸檬酸用1—2%活性炭脫色半小時,則得無色清液。
濃縮和晶析:將無色檸檬酸液進行濃縮,至固形物含量75%時,于結晶缸內靜置結晶。4—5天可完成晶析。
離心和干燥:檸檬酸結晶還含有一定水分和雜質,需用離心機除去。然后在75攝氏度下干燥到含水量達1%以下,后通過過篩分級以及包裝即為成品。
檸檬酸的電離常數為:pk1=3.13;pk2=4.76;pk3=6.40,從電離常數來看,檸檬酸酸性比較強。檸檬酸電離后主要存在形式和pH有關。在化學鍍鎳操作的pH值條件下,絕大部分檸檬酸都已電離成三價的檸檬酸根離子。
檸檬酸在自然界中分布很廣,的檸檬酸存在于植物如檸檬、柑橘、菠蘿等果實和動物的骨骼、肌肉、血液中。人工合成的檸檬酸是用砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物質發(fā)酵而制得的,可分為無水和水合物兩種。純品檸檬酸為無色透明結晶或白色粉末,無臭,有一種誘人的酸味。
殺菌及過程
檸檬酸與80℃溫度聯(lián)合作用具有良好殺滅芽孢的作用,并可有效殺滅血液透析機管路中污染的芽孢。在酶原激活物的形成及以后的過程中,有鈣離子參加。枸櫞酸根離子與鈣離子能形成一種難于解離的可溶性絡合物,因而降低了血中鈣離子濃度,使血液凝固受阻。
檸檬酸屬于果酸的一種,主要作用是加快角質更新,常用于乳液、乳霜、洗發(fā)精、用品、用品、青春痘用品等。檸檬酸在化學技術上可作化學分析用試劑,用作實驗試劑、色譜分析試劑及生化試劑;用作絡合劑,掩蔽劑;用以配制緩沖溶液。采用檸檬酸或檸檬酸鹽類作助洗劑,可改善洗滌產品的性能,可以迅速沉淀金屬離子,防止污染物重新附著在織物上,保持洗滌必要的堿性;使污垢和灰分散和懸??;提高表面活性劑的性能,是一種優(yōu)良的鰲合劑;可用作測試建筑陶瓷瓷磚的耐酸性的試劑。檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液用于煙氣脫硫。我國煤炭資源豐富,是構成能源的主要部分,然而一直缺乏有效的煙氣脫硫工藝,導致大氣SO2污染嚴重。檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液由于其蒸氣壓低、、化學性質穩(wěn)定、對SO2吸收率高等原因,是開發(fā)的脫硫吸收劑。
在傳統(tǒng)的染色整理工藝中, 整理通常是在染色之后進行的。由于整理中的交聯(lián)處理,常常會導致色牢度和色差的問題,特別是選用還原牲催化劑時,這種現象更加明顯。用1步法對織物進行處理,不僅可以降低成本、縮短生產時間,而目可以避免色牢度及色差問題。目前染色整理同步進行主要用于棉、棉的混紡織物、絲、毛和粘膠纖維。 這些纖維共同的特征是需要通過整理來提高其服用性能; 染色整理1步法和兩步法均獲得了較好的整理效果,但一步法更能節(jié)省能源、工藝簡單,污染小,因此具有好的發(fā)展前景。