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，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度而酸度不足時，可以用檸檬酸調(diào)節(jié)，以防止所釀造的酒口味單薄，同時還有抗氧化和保護(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，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及其腌制品，三天后能明顯降低異味。
檸檬酸是食品加工業(yè)中很重要的食品添加劑，也廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和染料及其他工業(yè)。檸檬酸生產(chǎn)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??；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(jìn)行綜合利用如制梅胚后排出的咸酸汁液，其含酸量可達(dá)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(zhì)，需進(jìn)行澄清，促進(jìn)雜質(zhì)沉淀，然后用壓濾機(jī)壓濾。
中和：可用碳酸鈣或石灰中和，要預(yù)先調(diào)成漿狀進(jìn)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(yīng)。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(fù)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(jìn)行濃縮，至固形物含量75%時，于結(jié)晶缸內(nèi)靜置結(jié)晶。4—5天可完成晶析。
離心和干燥：檸檬酸結(jié)晶還含有一定水分和雜質(zhì)，需用離心機(jī)除去。然后在75攝氏度下干燥到含水量達(dá)1%以下，后通過過篩分級以及包裝即為成品。
在室溫下，檸檬酸為白色結(jié)晶性粉末，無臭、味酸 ，密度1.542g/cm3，熔點(diǎn)153-159℃，175℃以解釋放出水及二氧化碳。檸檬酸易溶于水，20℃時溶解度為59%，其2%水溶液的pH為2.1。檸檬酸結(jié)晶形態(tài)因結(jié)晶條件不同而存在差異，在干燥空氣中微有風(fēng)化性，在潮濕空氣中有吸濕性，加熱可以分解成多種產(chǎn)物，可與酸、堿、甘油等發(fā)生反應(yīng)。檸檬酸溶于時與反應(yīng)，生成檸檬酸乙酯
在室溫下，檸檬酸為無色半透明晶體或白色顆?；虬咨Y(jié)晶性粉末，無臭、味極酸 ，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(jié)晶時，生成無水合物；在冷水中結(jié)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，檸檬酸也可在無水中溶解。
檸檬酸是代謝過程中的中間產(chǎn)物。在發(fā)酵過程中，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，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，裝盤發(fā)酵，發(fā)酵終點(diǎn)以酸度來決定，定期測定酸度，在酸度時出料，以免檸檬酸被分解。
檸檬酸鈣用酸解，按溶液中檸檬酸含量確定的用量，一般過量不超過0.2%。酸解后，酸液進(jìn)行過濾。檸檬酸溶液的凈化通過吸附脫色和離子交換除去溶液中的色素、膠體和鐵離子、鈣離子、銅離子、鎂離子等金屬陽離子以及根離子等陰離子雜質(zhì)。
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。這個含量隨著不同的栽培種和植物的生長情況而有所變化。
檸檬酸是世界上用生物化學(xué)方法生產(chǎn)的產(chǎn)量的有機(jī)酸， 檸檬酸及鹽類是發(fā)酵行業(yè)的支柱產(chǎn)品，主要用于食品工業(yè)，如酸味劑、增溶劑、緩沖劑、抗氧化劑、除腥脫臭劑、風(fēng)味增進(jìn)劑、膠凝劑、調(diào)色劑等。
處理檸檬酸生產(chǎn)廢水比較常見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。
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