77-92-9 / 檸檬酸的制備

【背景及概述】^[1][2]

檸檬酸別名2-羥基-1，2，3-丙三羧酸、β-羥基丙三羧酸、枸櫞酸。有無水物和一水物之不同。為無色透明結(jié)晶或白色顆粒與結(jié)晶性粉末，無臭，有強酸味。熔點153℃(無水物)和135℃(一水物)。水合物在干燥空氣中易風(fēng)化。1g本品分別約溶于0.5mL水、2mL乙醇和30mL乙醚。1% 水溶液的pH為2.31。用途：酸度調(diào)節(jié)劑、酸化劑、螯合劑、抗氧化增效劑、分散劑、香料。使用注意事項：本品酸味圓潤、滋美，入口即可達最強味感，但后味持續(xù)較短。與其他酸(如酒石酸、蘋果酸等) 作用，可使產(chǎn)品風(fēng)味豐滿。

本品通過釋放氫離子，可降低食品的pH，尚有抑制微生物的作用，可增強殺菌效果。因本品具螯合作用，可作油炸食品等的抗氧化增效劑及防止果蔬等的變色。本品與蔗糖并用，加熱時可促使蔗糖轉(zhuǎn)化，即可防止食品中蔗糖結(jié)晶、發(fā)砂，又易使食品吸濕。本品不應(yīng)與防腐劑山梨酸鉀、苯甲酸鈉等溶液同時添加，必要時可分別先后添加，以防止形成難溶于水的山梨酸-苯甲酸結(jié)晶，影響食品的防腐效果。使用范圍及使用量：本品可在各類食品中按生產(chǎn)需要適量使用。實際使用參考：用于果醬和果凍，以保持制品的pH為2.8～3.5較合適。添加在果醬中除有利于改進果醬的風(fēng)味和防腐外，還可促進蔗糖轉(zhuǎn)化。若同時還需在果醬中添加山梨酸鉀防腐時，則兩者不能同時添加。用于以谷物為基料的嬰幼兒食品，按干基計用量為25g/kg。

【產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)】^[2]

【功能與特點】^[2]

(1)檸檬酸既含有羧基，又含有羥基，故其具有酸和醇的雙重性質(zhì)；檸檬酸既是α-羥基酸，又是β-羥基酸，故它又兼具α-和β-羥基酸的特性。

(2)檸檬酸對無機鞣具有良好的蒙囿作用。

【用途和用法】^[2]

(1)檸檬酸在鋯鞣中用作蒙囿劑，用量為1molZrO₂不超過0.25mol蒙囿劑。

(2)檸檬酸配制檸檬酸鈉用于鋁鞣。

(3)檸檬酸配制高堿度的氧化鋁鞣液時加入適量檸檬酸可以在高達75%的堿度下保持鞣液穩(wěn)定。

(4) 檸檬酸用于鈦鞣作蒙囿劑，用量0.2mol比1molTiO₂，沉淀點pH4.2～4.4，其效果好于酒石酸、蘋果酸。

(5)檸檬酸作為成鹽親水物質(zhì)用于陰離子型聚氨酯乳液的制備。

(6)檸檬酸可用作鍋爐清洗劑、管道清潔劑、無公害洗滌劑等。

【制備】^[3][4]

方法1：一種檸檬酸或檸檬酸鈉的制備方法：原料全部采用玉米粉，直接發(fā)酵提取檸檬酸或制備檸檬酸鈉，改變“由于玉米粉蛋白質(zhì)含量高、營養(yǎng)成份過于豐富，現(xiàn)有檸檬酸生產(chǎn)菌株無法利用這種高營養(yǎng)的培養(yǎng)基進行代謝積累檸檬酸，無法用玉米粉為原料發(fā)酵直接提取檸檬酸。”這一傳統(tǒng)觀念，同時，降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)酸率、縮短發(fā)酵周期；還可以制備檸檬酸鈉。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：經(jīng)電子顯微鏡掃描可見玉米粉顆排列緊密，呈深穴狀結(jié)構(gòu)，按常規(guī)的液化工藝是無法達到液化效果的，因而將玉米粉和水按重量比1∶4-1∶5調(diào)漿后在液化罐內(nèi)加熱，溫度至65℃時按每克玉米粉加入6-12單位的高溫淀粉酶，溫度至90℃時再按每克玉米粉加入4-8單位的高溫淀粉酶，溫度至95℃時維持至完全液化；采用快速過濾將含過剩蛋白質(zhì)及不可發(fā)酵固形物的玉米渣與液化液分離，將液化液投入發(fā)酵罐；經(jīng)過濾后的液化液絕大部分是7-8DP的短鏈糊精，基本不含蛋白質(zhì)及其他營養(yǎng)成份，因此必須加入部份蛋白質(zhì)及營養(yǎng)物質(zhì)，檸檬酸生長菌才能正常地生長繁殖并代謝積累檸檬酸，所以加入上步所得的玉米渣至發(fā)酵罐，加入量為玉米渣總重量的5-25%.

當(dāng)然，也可加入滿足上述需要的其他等同營養(yǎng)物質(zhì)；加溫消毒，加溫至85℃時停止加溫并開始快速降溫，降至37℃時將種子罐接入發(fā)酵罐；將發(fā)酵后所得含檸檬酸的液體用鈣鹽法提取檸檬酸，或在用鈣鹽法過程中產(chǎn)生檸檬酸鈣時加入碳酸鈉，利用復(fù)分解法提取檸檬酸鈉。上述方法所用玉米粉原料也可采用山芋粉。

方法2：利用小麥粉來生產(chǎn)檸檬酸，并從小麥粉內(nèi)提取出有較大經(jīng)濟價值的谷朊粉作為副產(chǎn)品。由于小麥面粉生產(chǎn)檸檬酸時由于蛋白質(zhì)含量高(占可食部分的9.9％)，而檸檬酸發(fā)酵培養(yǎng)其蛋白質(zhì)含量要 求在0.5-0.6％，因此小麥粉必須除去大量的蛋白質(zhì)，并調(diào)整蛋白質(zhì)含量在0.5-0.6％之間。本發(fā)明所提出的利用小麥面粉生產(chǎn)檸檬酸的方法中，所制產(chǎn)品除檸檬酸外還可以生產(chǎn)出具有較高經(jīng)濟價值地谷朊粉，使檸檬酸的生產(chǎn)成本得到降低。同時由于小麥面粉內(nèi)蛋元的含量較高，利用小麥面粉生產(chǎn)檸檬酸時無須象利用薯類生產(chǎn)檸檬酸時需加大量的麩皮 以增加蛋元成分，成本又得以降低。所以利用小麥面粉生產(chǎn)檸檬酸是一條可取的途徑。

【主要參考資料】

[1] 中華烘焙食品大辭典·原輔料及食品添加劑分冊

[2] 皮革化學(xué)品手冊

[3] 薛培儉；金其榮；李榮杰.一種檸檬酸或檸檬酸鈉的制備方法.CN95111000.4，申請日1995-04-08

[4] 孫維國；焦旭東；李忠興；白漢云；劉寶清.利用小麥粉生產(chǎn)檸檬酸的方法. CN92110021.3，申請日1992-08-28