檸檬酸又稱枸櫞酸,是一種有機(jī)化合物,外觀為白色到無(wú)色晶體。無(wú)臭,有清涼咸辣味。常溫及空氣中穩(wěn)定,在濕空氣中微有溶解性,在熱空氣中產(chǎn)生風(fēng)化現(xiàn)象。加熱至150度失去結(jié)晶水。易溶于水、可溶于甘油、難溶于醇類及其他有機(jī)溶劑,過(guò)熱分解,在潮濕的環(huán)境中微有潮解,在熱空氣中微有風(fēng)化,其溶液ph值約為8。
由于制備檸檬酸鈉的原料基本來(lái)源于糧食,因而安全可靠,對(duì)人類健康不會(huì)產(chǎn)生危害。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)與世界衛(wèi)生組織對(duì)其每日攝人量不作任何限制,可認(rèn)為該品屬于品。不過(guò),枸櫞酸根與血中鈣離子形成難解離的絡(luò)合物,鈣離子是凝血過(guò)程中所需的物質(zhì)之一,血液中鈣離子減少,而使血液凝固受阻。在臨床上采取新鮮血液時(shí),檸檬酸鈉就作為抗凝血?jiǎng)?br/>
檸檬酸作為酸味劑廣泛應(yīng)用于各種飲料和以及果汁的生產(chǎn),使產(chǎn)品的酸味清爽可口,并有果味的香甜。檸檬酸本身是果汁的天然成分之一,不僅賦予飲料水果風(fēng)味,而且具有增溶和緩沖以及抗氧化等作用。檸檬酸作pH值的調(diào)整劑,可使其pH值降低,抑制腐敗微生物的繁殖。一般當(dāng)pH值小于5.5時(shí),大部分腐敗細(xì)菌可被抑制。如當(dāng)葡萄或其他釀酒原料成熟過(guò)度而酸度不足時(shí),可以用檸檬酸調(diào)節(jié),以防止所釀造的酒口味單薄,同時(shí)還有抗氧化和保護(hù)色素的作用,以保護(hù)果汁的新鮮感和防止變色。
此外檸檬酸作抗氧化劑的增效劑,如在切去皮后的果蔬原料中加入濃度為0.1%的抗壞血酸溶液可防止原料氧化褐變。通常以檸檬酸作為增效劑,以控制酚酶的活力,防止酶褐變。如添加檸檬酸可以改善冰激凌的口味,增加乳化穩(wěn)定性,防止氧化作用。在果醬和果凍中同樣可以增進(jìn)風(fēng)味,并有抗氧化作用。如各種肉類和蔬菜在腌制加工時(shí),加入或涂上檸檬酸可以改善風(fēng)味,除腥去臭,抗氧化。檸檬酸還可作為香料穩(wěn)定劑添加到許多食品包裝材料中去,起到保鮮除異味作用,如將添加1%檸檬酸等聚乙烯制成的膜用于包裝魚(yú)及其腌制品,三天后能明顯降低異味。
貯藏條件
檸檬酸一水化合物在干燥空氣中或加熱至約40度時(shí),失去結(jié)晶水,在濕空氣中有輕微潮解,稀的檸檬酸水溶液可在靜置時(shí)發(fā)酵。所以固體一水化合物或無(wú)水物,應(yīng)貯藏于氣密容器內(nèi),置陰涼干燥處保存。
菌種的培養(yǎng)
在檸檬酸的工業(yè)生產(chǎn)中都采用微生物發(fā)酵法,而有的只有幾種曲霉菌和酵母菌,其中黑曲霉菌是工業(yè)中具有競(jìng)爭(zhēng)力的菌種,酵母中競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的有解脂假絲酵母和季也蒙赤酵母等。
黑曲霉是在瓊脂上培養(yǎng)的,在瓊脂上成局限菌落,在室溫下培養(yǎng)10~14天,成為豐富密集的孢子梗,菌落為黑色,有時(shí)也為深褐黑色??紤]到檸檬酸生產(chǎn)菌應(yīng)具有產(chǎn)酸能力強(qiáng)和耐檸檬酸濃度高的特點(diǎn),可采用酸性濾紙法、變色圈法和單孢子移植法將黑曲霉分離出來(lái),以避免其他雜菌干擾,使其成為生產(chǎn)檸檬酸用黑曲霉。
酵母的培養(yǎng)可用于檸檬酸生產(chǎn)的酵母有解脂假絲酵母和季也蒙假絲酵母2種。前者有很強(qiáng)的分解脂肪的能力,較好的炭源是正烷烴。后者可由烷烴發(fā)酵生成檸檬酸,也可由糖類發(fā)酵生成檸檬酸,酵母發(fā)酵pH值為3.5~4.0。
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(shí)和動(dòng)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(zhì)發(fā)酵而制得的,可分為無(wú)水和水合物兩種。純品檸檬酸為無(wú)色透明結(jié)晶或白色粉末,無(wú)臭,有一種誘人的酸味。
檸檬酸是代謝過(guò)程中的中間產(chǎn)物。在發(fā)酵過(guò)程中,當(dāng)微生物體內(nèi)的酸水合酶和異檸檬酸脫氫酶活性很低、而檸檬酸合成酶活性很高時(shí),才有利于檸檬酸的大量積累。
發(fā)酵工藝分表面發(fā)酵和固體發(fā)酵,按不同工藝制備不同原料的培養(yǎng)基,然后進(jìn)行蒸料。蒸料的目的是將淀粉糊化,并進(jìn)行滅菌。蒸料時(shí)要使物料受熱均勻,蒸汽通暢,邊蒸邊加料,把料加在冒汽的地方,逐層加入。蒸好的物料要揚(yáng)散攤涼,當(dāng)溫度降至37℃以下,即可補(bǔ)水接種,裝盤(pán)發(fā)酵,發(fā)酵終點(diǎn)以酸度來(lái)決定,定期測(cè)定酸度,在酸度時(shí)出料,以免檸檬酸被分解。
很多種水果和蔬菜,尤其是柑橘屬的水果中都含有較多的檸檬酸,特別是檸檬和青檸——它們含有大量檸檬酸,在干燥之后,含量可達(dá)8%(在果汁中的含量大約為47g/L)。在柑橘屬水果中,檸檬酸的含量介于橙和葡萄的0.005mol/L和檸檬和青檸的0.30mol/L之間。這個(gè)含量隨著不同的栽培種和植物的生長(zhǎng)情況而有所變化。
檸檬酸清洗機(jī)理
檸檬酸對(duì)金屬腐蝕小,是一種安全清洗劑,由于檸檬酸不含有Cl-,故不會(huì)引起設(shè)備的應(yīng)力腐蝕,它能夠絡(luò)合Fe3+,削弱Fe3+對(duì)腐蝕的促進(jìn)作用。
檸檬酸可溶解氧化鐵和氧化銅,生成檸檬鐵、銅的絡(luò)合物,如果采用氨化的檸檬酸溶液,能生成溶解度很大的檸檬酸亞鐵氨和檸檬酸高鐵絡(luò)合物,清洗效果非常好,檸檬酸以除鐵銹為主,所以主要用于清洗新建的鍋爐,檸檬酸與氨基磺酸、羥基乙酸或甲酸混用,可用來(lái)清洗鍋爐中的鈣鎂垢和鐵銹,檸檬酸與四乙酸(EDTA)混用,可用來(lái)清洗過(guò)熱器。
檸檬酸及其物以其的理化性能,在化學(xué)清洗等許多領(lǐng)域都有很廣闊的用途。
處理檸檬酸生產(chǎn)廢水比較常見(jiàn)的處理方法為生物法,生物法又分為厭氧生物法和好氧生物法在國(guó)外處理檸檬酸生產(chǎn)廢水的主要方法為式厭氧污泥床,其處理廢水的步驟如下。使廢水在經(jīng)過(guò)反應(yīng)器底部之后進(jìn)入到內(nèi)筒,然后廢水不斷上升直至達(dá)到反應(yīng)器的水分布器,再利用虹吸管將廢水導(dǎo)入馴化好的污泥中,不斷進(jìn)行混合,將廢水里的有機(jī)物分解成沼氣,利用三相分離器將沼氣、污泥與水分離并各自排出。