
檸檬酸為食用酸類,可增強體內正常代謝,適當的劑量對人體無害。但是不能多吃。
簡介:檸檬酸是一種重要的有機酸,又名枸櫞酸,無色晶體,常含一分子結晶水,無臭,有很強的酸味,易溶于水。其鈣鹽在冷水中比熱水中易溶解,此性質常用來鑒定和分離檸檬酸。結晶時控制適宜的溫度可獲得無水檸檬酸。在工業,食品業,化妝業等具有極多的用途。
檸檬酸又稱枸緣酸,化學名稱2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸。根據其含水量的不同,分為一水檸檬酸和無水檸檬酸。檸檬酸的用途非常廣泛,用于食品工業占生產量的75%以上,可做為食品的酸味劑,抗氧化劑,pH調節劑,用于清涼飲料、果醬、水果和糕點等食品中。用于醫工業占10%左右,主要用作抗凝血劑、解酸、矯味劑、化妝品等。用于化學工業等占15%左右,用作緩沖劑、絡合劑、金屬清洗劑、媒染劑、膠凝劑、調色劑等。在電子、紡織、石油、皮革、建筑、攝影、塑料、鑄造和陶瓷等工業領域中都有十分廣闊。
檸檬酸是食品加工業中很重要的食品添加劑,也廣泛應用于醫和染料及其他工業。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:可用或石灰中和,要預先調成漿狀進行,加入15%中和。具體做法是:把橘汁、梅汁等咸酸水加熱至75攝氏度時,逐漸加入乳漿,繼續加熱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。
檸檬酸用途
7、用于醫
在凝血酶原激活物的形成及以后的凝血過程中,必須有鈣離子參加。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。該品在輸血或化驗室血樣抗凝時,用作體外抗凝。
8、檸檬酸的化學加工或深加工
檸檬酸另一個主要用途是深加工,這是一個豐富的產業鏈。
9、用價值
(1)檸檬酸具有防止和消除皮膚色素沉著的作用。認為,檸檬性溫、味苦、無,具有止渴生津、祛暑安胎、疏滯、健胃、止痛等功能,調劑血管通透性。吸煙者要多吃檸檬,因為他們需要的維生素C是不吸煙者的2倍。檸檬熱量低,且具有很強的收縮性,因此有利于減少脂肪,是減肥良。檸檬能防止心血管動脈硬化并減少血液粘稠度。熱檸檬汁加蜂蜜對和鼻咽炎十分有效。甘地潤肺、酸地消渴、開胃解酒、美白、潤膚、降低膽固醇。沖泡剩余,可涂在面部面斑,粉剌。
(2)袪痰:更鮮為人知的,是檸檬也能袪痰,且袪痰比橙和柑還要強。將檸檬汁加暖水和鹽,飲之可將喉嚨積聚的濃痰順利咳出,十分靈驗。初起時,不妨用檸檬加蜜糖沖水飲,可以紓緩喉痛、減少喉嚨干涸不適。
10、高等生物體內轉化
檸檬酸是生理學中將脂肪、蛋白質和糖轉化為二氧化碳的過程中的重要化合物。這些化學反應是幾乎所有代謝的核心反應,并且為高等生物提供能量。這一系列反應稱作“檸檬酸循環”、“三羧酸循環”或“克氏循環”。
11、保養身體
每天早上在還沒有進任何食物前喝一杯檸檬水,可以加強蠕動、、排出體內素、達到美容的,也可以去除口腔異味,消除口臭。每早一杯熱檸水,還可以使眼睛更有神、皮膚更紅潤。如果在水中多加一些檸檬汁,還會起到清除體內垃圾的作用。
八、發酵過程
檸檬酸生產分發酵和提取兩部分。
1、發酵
發酵有固態發酵、液態淺盤發酵和深層發酵 3種方法。固態發酵是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的農副產品為原料,配好培養基后,在常壓下蒸煮,冷卻至接種溫度,接入種曲,裝入曲盤,在一定溫度和濕度條件下發酵。采用固態發酵生產檸檬酸,設備簡單,操作容易。液態淺盤發酵多以糖蜜為原料,其生產方法是將的培養液通過管道轉入一個個發酵盤中,接入,待菌體繁殖形成菌膜后添加糖液發酵。發酵時要求在發酵室內通入無菌空氣。深層發酵生產檸檬酸的主體設備是發酵罐。微生物在這個密閉容器內繁殖與發酵。現多采用通用發酵罐。它的主要部件包括罐體、攪拌器、冷卻裝置、空氣分布裝置、消泡器,軸封及其他附屬裝置。發酵罐徑高比例一般是1:2.5,應能承受一定的壓力,并有良好的密封性。除通用式發酵罐外,還可采用帶升式發酵罐、塔式發酵罐和噴射自吸式發酵罐等。
為了得到產檸檬酸的優良,通常是從不同地區采集的土壤或從腐爛的水果中分離篩選,然后通過物理和化學方法進行選育。例如薯干粉深層發酵檸檬酸的就是通過不斷變異和選育得到的。適合在高濃度下發酵,產酸水平較高。
檸檬酸的發酵因、工藝、原料而異,但在發酵過程中還需要掌握一定的溫度、通風量及pH值等條件。一般認為,黑曲霉適合在28~30℃時產酸。溫度過高會導致菌體大量繁殖,糖被大量消耗以致產酸降低,同時還生成較多的草酸和葡萄糖酸;溫度過低則發酵時間延長。微生物生成檸檬酸要求低pH,適pH為2~4,這不僅有利于生成檸檬酸,減少草酸等雜酸的形成,同時可避免雜菌的污染。檸檬酸發酵要求較強的通風條件,有利于在發酵液中維持一定的溶解氧量。通風和攪拌是增加培養基內溶解氧的主要方法。隨著菌體生成,發酵液中的溶解氧會逐漸降低,從而抑制了檸檬酸的合成。采用增加空氣流速及攪拌速度的方法,使培養液中溶解氧達到60%飽和度對產酸有利。檸檬酸生成和菌體形態有密切關系,若發酵后期形成正常的菌球體,有利于降低發酵液粘度而增加溶解氧,因而產酸就高;若出現異狀菌絲體,而且菌體大量繁殖,造成溶解氧降低,使產酸迅速下降。發酵液中金屬離子的含量對檸檬酸的合成有非常重要的作用,過量的金屬離子引起產酸率的降低,由于鐵離子能烏頭酸水合酶的活性,從而影響檸檬酸的積累。檸檬酸發酵用的糖蜜原料,因含有大量金屬離子,必須應用離子交換法或添加亞鐵脫鐵方能使用。然而微量的鋅、銅離子又可以促進產酸。
2、提取
在檸檬酸發酵液中,除了主要產物外,還含有其他代謝產物和一些雜質,如草酸、葡萄糖酸、蛋白質、膠體物質等,成分十分復雜,必須通過物理和化學方法將檸檬酸提取出來。大多數工廠仍是采用中和及硫酸酸解的工藝提取檸檬酸。除此之外,還研究成功用萃取法、電滲析法和離子交換法提取檸檬酸。
檸檬酸
1、物理性質
在室溫下,檸檬酸為無色半透明晶體或白色顆粒或白色結晶性粉末,無臭、味極酸,在潮濕的空氣中微有潮解性。它可以以無水合物或者一水合物的形式存在:檸檬酸從熱水中結晶時,生成無水合物;在冷水中結晶則生成一水合物。加熱到78 ℃時一水合物會分解得到無水合物。在15 ℃時,檸檬酸也可在無水乙醇中溶解。
檸檬酸結晶形態因結晶條件不同而不同,有無水檸檬酸C6H8O7也有含結晶水的檸檬酸2C6H8O7.H2O、C6H8O7.H2O或C6H8O7.2H2O。
2、化學性質
從結構上講檸檬酸是一種三羧酸類化合物,并因此而與其他羧酸有相似的物理和化學性質。加熱至175 ℃時它會分解產生二氧化碳和水,剩余一些白色晶體。檸檬酸是一種較強的有機酸,有3個H+可以電離; 加熱可以分解成多種產物,與酸、堿、等發生反應。
檸檬酸結構式
技術指標
指標項目 指標要求
外觀 白色結晶粉末
氣味 無味
PH值 ——
含水量 0.5-9.0%
硫酸灰分 ≤0.05%
草酸鹽 ≤0.01%
氯化物 ≤0.005%
鐵 ≤5.0ppm
砷 ≤1.0ppm
鉛 ≤.05ppm
3、水中電離情況
3-羥基丙三羧酸(檸檬酸) H3C6H5O7 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。多的是氫離子,而檸檬酸電離后主要存在形式和PH有關。以下化學式,依次為一、二、三級電離。
H3Cit==H+ + H2Cit- pk1=3.13
H2Cit-==H+ HCit2- pk2= 4.76
HCit2-==H+ + Cit3- pk3= 6.40
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。(見圖)
檸檬酸又稱枸櫞酸,是一種有機化合物,外觀為白色到無色晶體。無臭,有清涼咸辣味。常溫及空氣中穩定,在濕空氣中微有溶解性,在熱空氣中產生風化現象。加熱至150度失去結晶水。易溶于水、可溶于、難溶于醇類及其他有機溶劑,過熱分解,在潮濕的環境中微有潮解,在熱空氣中微有風化,其溶液ph值約為8。
由于制備檸檬酸鈉的原料基本來源于糧食,因而安全可靠,對人類健康不會產生危害。糧農與世界衛生組織對其每日攝人量不作任何限制,可認為該品屬于無。不過,枸櫞酸根與血中鈣離子形成難解離的絡合物,鈣離子是凝血過程中所需的物質之一,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,檸檬酸鈉就作為抗凝血劑。
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