网络百科新概念
提示
 正文中的蓝色文字是词条,点击蓝色文字可进入该词条页面;
 正文中的红色文字是尚待创建的词条,点击红色文字可进入创建词条页面;
 欢迎参与词条创建或编辑修改!人人为我,我为人人。共同建设中文百科在线,共创知识文明!
zwbkorg
关注微信,获取更多信息
阅读 36045 次 历史版本 1个 创建者:haiyan (2011/5/12 15:44:54)  最新编辑:haiyan (2011/6/9 16:15:18)
柠檬酸
拼音:Níngméng Suān (Ningmeng Suan)
英文:Citric Acid
同义词条:枸橼酸
柠檬酸
                柠檬酸
 
  柠檬酸是一种有机弱酸,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。常用作天然防腐剂,也用于向食物和软饮料中加入酸味。在生物化学中,它是三羧酸循环的重要中间产物,因此在几乎所有生物的代谢中起到重要作用。此外,它也是一种对环境无害的清洁剂。
 
 
 
 

基本信息

 
枸橼酸
             枸橼酸
  名称:柠檬酸
  别名:枸橼酸、2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸 
  分子式: C6H8O7
  分子量: 192.14
  外观与性状: 白色结晶粉末,无臭
  熔点(℃):153
  沸点:175 °C分解
  相对密度(水=1): 1.6650
  闪点(℃): 100
  引燃温度(℃): 1010(粉末)
  爆炸上限%(V/V): 8.0(65℃)
  离解常数(25℃):Ka1=7.4×10^-4,Ka2=1.7×10^-5,Ka3=4.0×10^-7
  溶解性:溶于水、乙醇、丙酮,不溶于乙醚、苯,微溶于氯仿。水溶液显酸性。

分子结构数据


  摩尔折射率:36.04
  摩尔体积(m3/mol):109.0
  等张比容(90.2K):348.0
  表面张力(dyne/cm):103.9
  极化率(10-24cm3):14.28

柠檬酸性质


  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摄氏度时,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C6H8O7也有含结晶水的柠檬酸2C6H8O7.H2O、C6H8O7.H2O或C6H8O7.2H2O。

  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。

自然界分布


  柠檬酸在自然界中分布广泛,存在于植物如柠檬、柑橘、菠萝、醋栗、覆盆子葡萄汁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。从热的浓水溶液中得到的半透明无色晶体是无水物,熔点153℃。从冷水溶液中得到的半透明无色晶体是一水物,密度1.542。75℃软化,约100℃熔化。一水物在干燥空气中可失水。是强有机酸。溶于水、乙醇乙醚。用于制造药物、汽水、糖果等,也用作金属清洁剂,媒染剂等。

  很多种水果蔬菜,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——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0.005 mol/L和柠檬和青柠的0.30 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。

发现历史


柠檬酸结构式
          柠檬酸结构式
  柠檬酸的发现始于8世纪伊朗炼金术士贾比尔。1784年舍勒首先从柠檬汁中结晶分离出柠檬酸。他是通过在水果榨汁中加入石灰乳以形成柠檬酸钙沉淀的方法制取柠檬酸的。天然柠檬酸最初产于美国加利福尼亚州意大利和西印度群岛。意大利的产量居首位。到1922年,世界柠檬酸的总销售额的90%由美国英国法国等垄断。发酵法制取柠檬酸始于19世纪末。1893年韦默尔发现青霉菌可以以糖类为原料制造柠檬酸。然而,直到第一次世界大战阻碍了意大利的柠檬出口之前,在工业上利用微生物制造柠檬酸都没有被提上日程。1913年B.扎霍斯基报道黑曲霉能生成柠檬酸。1916年汤姆和柯里以曲霉属菌进行试验,证实大多数曲霉菌如泡盛曲霉、米曲霉、温氏曲霉、绿色木霉和黑曲霉都具有产柠檬酸的能力,而黑曲霉的产酸能力更强。如柯里以黑曲霉为供试菌株,在15%蔗糖培养液中发酵,对糖的吸收率达55%。1923年美国菲泽公司建造了世界上第一家以黑曲霉浅盘发酵法生产柠檬酸的工厂。随后比利时、英国、 德国、苏联等相继研究成功发酵法生产柠檬酸。这样,依靠从柑橘中提取天然柠檬酸的方法逐渐为发酵柠檬酸所取代。1950年前,柠檬酸采用浅盘发酵法生产。1952年美国迈尔斯试验室采用深层发酵法大规模生产柠檬酸。此后,深层发酵法逐渐建立起来。深层发酵周期短,产率高,节省劳动力,占地面积小,便于实现仪表控制和连续化,这一制造技术仍是目前最主要的制造方法。在这个技术中,黑曲霉被放入含有蔗糖葡萄糖的培养基中进行培养,以生产柠檬酸。糖类的来源包括玉米浆、糖蜜发酵液、玉米粉的水解产物或其他廉价的糖类溶液。在去除霉菌之后,向剩余的溶液中加入氢氧化钙,使柠檬酸反应生成柠檬酸钙沉淀,分离出沉淀之后再加入硫酸就可以得到柠檬酸。

克氏循环


  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量。汉斯·阿道夫·克雷布斯因为发现这一系列反应获得了1953年诺贝尔生理学或医学奖。这一系列反应称作“柠檬酸循环”、“三羧酸循环”或“克氏循环”。

生产方法


  柠檬酸是食品加工业中一类重要的食品添加剂,同时也广泛应用于医药、染料及其他工业领域。柠檬酸的生产方法可分为水果提取法、化学合成法和生物发酵法三种。

  一、水果提取法

  柠檬酸可以从柠檬、橙、橘子苹果等柠檬酸含量较高的水果中提取。现在水果的生产已经实现产业化,水果产量也随之增加,并且比较集中,在考虑生态果园和综合利用时,可以利用这种方法来提取柠檬酸。但此法成本较高,不利于投入工业化生产。

  二、化学合成法

  化学合成法的原料有丙酮二氯丙酮乙烯酮。由于化学合成法工艺复杂, 成本高,安全性较低,很少使用。

  三、生物发酵法

  生物发酵法又包括浅层发酵法、固体表面发酵法、深层发酵法以及石油烃发酵法。浅层发酵法,又称表面发酵法,多以甜菜糖蜜为原料。固体表面发酵法,多以海藻酸钙为载体,也有采用聚丙烯酰胺。深层发酵法,采用定向培养,紫外线诱变以及NTG处理等的配合作用对出发株进行选育,使其适应以糖蜜为原料的深层发酵,可提高菌种的产酸率和转化率。石油烃( 正构烷烃) 发酵法是采用解脂覆膜孢酵母为菌种,以石油为原料发酵生产柠檬酸是基于分解长链烷烃的能力,先通过一端氧化产生长链脂肪酸,诱发子链打开,通过氧化作用成为短链脂肪酸,然后进入三羧酸循环产生柠檬酸。

生产工艺


  一、发酵工艺

  柠檬酸发酵工艺在国际上被认为是较难的工艺。我国的以薯干等为原料的深层发酵技术具有独创性,发酵指数居世界前列。不同的发酵工艺需制备不同原料的培养基, 然后再进行蒸料。

  浅层发酵周期为6~11天, 所需能耗小,但劳动力多;深层发酵周期为4~7天,所需能耗大,但劳动力少。对于大规模生产多倾向于选择深层发酵。在发酵过程中,有的菌种不需加入引发剂,有的则采用甲醇作为引发剂,采用棕榈油或其他植物油作为发酵用消泡剂,通入的空气中不允许含油。目前发酵过程多为间歇生产,但每个发酵罐的容积增大了,采用电子计算机程序控制,连续进出料发酵,采用新型发酵法生产。

  二、钙盐法提取工艺

柠檬酸生产
             柠檬酸生产
  1、原料澄清过滤

  橘汁、梅汁等原料中含有不少果胶及杂质,需进行澄清,促进杂质沉淀,然后用压滤机压滤。

  2、中和

  可用碳酸钙或石灰中和,要预先调成浆状进行,最好加入15%碳酸钙中和。具体做法是:把橘汁、梅汁等咸酸水加热至75摄氏度时,逐渐加入碳酸钙乳浆,继续加热2小时,初温控制在5摄氏度左右,最后可升高到100摄氏度,至溶液呈青绿色时,即表示已完成中和反应。然后静置沉淀,此沉淀即为果酸钙(以柠檬酸钙为主)。

  3、除盐

  所得柠檬酸钙含有盐分,可用清水洗涤,加热至70~80摄氏度,反复多次,直至盐分除净为止,干燥备用。

  4、酸解脱色

  柠檬酸钙浆液加热至60~70摄氏度,加入浓度为35 %的硫酸,沸腾3小时左右,待柠檬酸钙分解完成,即静置沉淀,上层清液为柠檬酸溶液。将暗红色的柠檬酸用1%~2%活性炭脱色半小时,则得无色清液。

  5、浓缩、晶析

  将无色柠檬酸液进行浓缩,至固形物含量75%时,于结晶缸内静置结晶。4~5天可完成晶析。

  6、离心、干燥

  柠檬酸结晶还含有一定水分和杂质,需用离心机除去。然后在75摄氏度下干燥到含水量达1%以下,最后通过过筛、分级、包装即为成品。

  钙盐法因为工艺成熟、设备简单、原材料易得和产品质量稳定等特点而在国内外被广泛使用。但也存在一些不足: 一是得到的提取液中柠檬酸质量分数较低;二是单元操作损失多,总收率低;三是在提取过程中化工原料消耗多,固液分离量大,能耗高;四是环境污染严重,产生大量的固体废弃物CaSO4 和废水。另外还有提取工艺长、工人劳动强度大、工作环境恶劣、提取设备腐蚀严重等缺点。

  三、工艺流程的改进

  柠檬酸工艺主要包括预处理、过滤、中和沉淀、酸解、脱色、离子交换、浓缩和结晶等步骤。有研究提出对此工艺进行两种改进: 一种是将离子交换在浓缩步骤之后进行;另一种是在浓缩步骤之后,还有一个过滤步骤。这样, 在浓缩过程中析出的CaSO4 微粒可以通过过滤而除去。此外,由于CaSO4的去除,可减轻后步的离子交换操作的负担,相应地, 使离子交换树脂的利用率也得到提高。

  此外,还有离子交换树脂法、电渗析、色谱法、膜分离等新的工艺对柠檬酸的提取进行改进完善,使柠檬酸的提取进度、回收率和产品质量都有不同程度提高,而且还有降低成本、保护环境等优点。

柠檬酸的作用


  柠檬酸是一种重要的有机酸,柠檬酸市场调研显示,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。柠檬酸的作用很多,是广泛应用于食品、医药、日化等行业最重要的有机酸。下面详细介绍柠檬酸的作用:

  一、用于食品工业
柠檬酸用于
柠檬酸有温和爽快的酸味,是饮料和食品行业的酸味剂

  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,到目前还没有一种可以取代柠檬酸的酸味剂。 一分子结晶水柠檬酸主要用作清凉饮料、果汁、果酱、水果糖和罐头等的酸性调味剂,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。

  二、用于化工、制药和纺织业

  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,可以迅速和沉淀金属离子,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。

  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顿剂,用于纯棉织物的防皱整理。不仅防皱效果好,而且成本低。

  三、用于环保

  柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液用于烟气脱硫。我国煤炭资源丰富,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so2污染严重。目前,我国so2年排放量已近4000万吨,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so2吸收率高等原因,是极具开发价值的脱硫吸收剂。

  四、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%柠檬酸,可提高日增重,降低料肉比,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。

  五、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、青春痘用品等。 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。例如碧欧泉活泉舒敏洁面摩丝,令皮肤柔软、舒适,肤色清新、纯净。

  六、用于杀菌

  柠檬酸与80℃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。

  七、用于医药

  柠檬酸具有收缩、增固毛细血管并降低其通透性的作用,还能提高凝血功能及血小板数量,缩短凝血时间和出血时间,具有一定的止血作用制药工业用作医药清凉剂,测血钾。

使用注意事项


用于化妆品
柠檬酸用于化妆品,可加快角质更新
  一、食用危险

  柠檬酸为食用酸类,可增强体内正常代谢,适当的剂量对人体无害。在某些食品中加入柠檬酸后口感好,并可促进食欲,在我国允许果酱、饮料、罐头和糖果中使用柠檬酸。虽然柠檬酸对人体无直接危害,但它可以促进体内钙的排泄和沉积,如长期食用含柠檬酸的食品,有可能导致低钙血症,并且会增加患十二指肠癌的几率。儿童表现有神经系统不稳定、易兴奋、植物神经紊乱;大人则为手足抽搐、肌肉痉挛,感觉异常,瘙痒及消化道症状等。

  基于柠檬酸对钙的代谢可产生的影响,经常食用罐头、饮料、果酱、酸味糖果的人们,特别是孩子,要注意补钙,多喝生奶、鱼头、鱼骨汤、吃些小虾皮等,以免导致血钙不足而影响健康,胃溃疡、胃酸过多、龋齿和糖尿病患者不宜经常食用柠檬酸。柠檬酸不能加在纯奶里, 否则会引起纯奶凝固。乳制品行业常把柠檬酸配成10%左右的溶液加入低浓度的牛奶溶液中,加入时应快速的搅拌。

  二、工业危险

  柠檬酸具刺激作用。在工业使用中,接触者可能引起湿疹。

  燃爆危险: 柠檬酸可燃。粉体与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热或与氧化剂接触,有引起燃烧爆炸的危险。

    7
    2
    申明:1.中文百科在线的词条资料来自网友(一些人是某学科领域的专家)贡献,供您查阅参考。一些和您切身相关的具体问题(特别是健康、经济、法律相关问题),出于审慎起见,建议咨询专业人士以获得更有针对性的答案。2.中文百科的词条(含所附图片)系由网友上传,如果涉嫌侵权,请与客服联系,我们将及时给予删除。3.如需转载本页面内容,请注明来源于www.zwbk.org

    词条保护申请

  • * 如果用户不希望该词条被修改,可以申请词条保护
    * 管理员审核通过后,该词条会被设为不能修改

    注意:只有该词条的创建者才能申请词条保护

    本条目由以下用户参与贡献

  • haiyan

    评论评论内容为网友展开的讨论,与本站观点立场无关[去知识社区发起新话题]

  • 172.11.246.*在 2020/3/23 3:37:02 发表
  • 簧色网站haha02.com 复制到浏览器打开就可以看! 绝不忽悠! 簧色网站 haha02.com 复制到浏览器打开就可以看! 绝不忽悠!
  • 172.11.246.*在 2020/3/23 3:09:56 发表
  • 簧色网站haha02.com 复制到浏览器打开就可以看! 绝不忽悠! 簧色网站 haha02.com 复制到浏览器打开就可以看! 绝不忽悠!
  • 更多评论
联系我们意见反馈帮助中心免责声明
Copyright © 2010 zwbk.org 中文百科在线 All rights reserved.京ICP证090285号