柠檬酸

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 概念编辑本段回目录收起 柠檬酸是一种重要的有机酸，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。其钙盐在冷水中比热水中易溶解，此性质常用来鉴定和分离柠檬酸。结晶时控制适宜的温度可获得无水柠檬酸。在工业，食品业，化妆业等具有极多的用途。

　　英文名称： citric acid
　　中文名称2： 2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸
　　英文名称2： 2-hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylic acid
　　CAS No.： 77-92-9
　　分子式： C6H8O7
用途

柠檬酸是有机酸中第一大酸，由于物理性能、化学性能、衍生物的性能，是广泛应用于食品、医药、日化等行业最重要的有机酸。
　　1.用于食品工业
　　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
　　2.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；可用作测试建筑陶瓷瓷砖的耐酸性的试剂。
　　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。
　　3.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。
　　4.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。
　　5.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。
　　6.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。
　　7.用于医药
　　在凝血酶原激活物的形成及以后的凝血过程中，必须有钙离于参加。枸橼酸根离子与钙离子能形成一种难于解离的可溶性络合物，因而降低了血中钙离子浓度，使血液凝固受阻。本品在输血或化验室血样抗凝时，用作体外抗凝药。

市场情况

我国的柠檬酸产业，较早地进入了国际市场，经过多年的努力和奋斗已成为世界第一的生产和出口大国。特别是经历了近几年的竞争与整合，全行业的面貌大为改观。尽管市场形势严峻，效益滑坡，但行业同仁知难而进，骨干企业砥柱中流，仍然呈现了持续健康的发展态势。
　　一、柠檬酸行业及其科技进步概况
　　1.总产量稳定增加，品种不断延伸，集约化程度大幅提高。据不完全统计，2002年全国柠檬酸总产量突破40万吨。
　　2.技术水平不断提高，消耗一降再降，生产成本压缩到新的水平，全面提升了中国柠檬酸的竞争力。
　　3.产品品质越来越为企业所重视，较几年前有了很大改善，中国柠檬酸产品的形象逐渐好转。安徽丰原生物化学股份有限公司经过几年的培育，BBCA的品牌逐步被国际市场认可，享有很好的信誉。不少新建企业，从开工之日起，就坚持很高的质量标准和以自己独立的品牌进入市场，这是富有远见的战略决策。
　　4.新技术、新材料、新设备的应用有了很多新的收获。不少相关行业的成果，如酶技术、膜技术、微机技术和先进装置等越来越多地被采用。特别是提取技术的重大突破和新提取生产线的建成投产，在柠檬酸工业史上，具有划时代的意义。
　　5.三废治理技术日渐完善，大多数企业建设了有效的废水处理装置，正常运行并注重实效。自去年三部委92号公告发布后，更促进了业内企业对环境保护工作的高度重视。已有18家柠檬酸生产企业为省级环保部门验收，被国家环保总局正式公布为达标企业。今年3月，国家环保总局、中国发酵工业协会组织有关专家对部分达标企业进行了首次调 研检查，结果基本满意，有的企业做得很好。可以说，全行业已从建立处理设施进入有效治理阶段。
　　6. 对于新建、扩建项目，逐渐走出盲目发展、重复建设、大起大落的误区。西部大开发以来，我们曾经十分担心，不少地方为解决粮食出路，发展出口商品，会利用政策倾斜，置生态环境于不顾，一哄而起大上柠檬酸，然而由于市场经济体系走向成熟，柠檬酸市场长期低迷，国内投资体制渐趋完善，地方政府较为理智，过去所谓的形象工程逐渐淡化，这种局面并未出现。现在虽然有一些新建、扩建工程在进行，大都经过认真的评估和论证，具有很强的比较优势。
　　我国加入WTO后，柠檬酸工业继续发展壮大，2002年，柠檬酸出口量为26万吨，柠檬酸钠出口量为2.58万吨，出口总量比上年仍增长3％。我国柠檬酸行业开始走上了持续健康的发展道路。
　　二、柠檬酸行业亟待解决的课题
　　1 .原料，至今仍是一个重要的课题。我们目前主要的原料是木薯和玉米。前者仍是粗料发酵，它带来了一系列固有的缺陷，如培养基营养成分的波动；大量不参与生化反应的杂质空耗能源，并给提取增加诸多负担；发酵液总糖浓度偏低，影响了发酵指数和设备利用率；发酵液滤渣价值很低，难以综合利用等等。玉米原料也只能算是半精料发酵，为了调整氮源，还要将一定比例的玉米粉直接进罐。由于要追求尽可能高的液化收率，总糖浓度也无法调高，致使我们的发酵产酸，至今停留在12％～13％的水平。玉米原料的综合利用也是个大问题，我们除利用了淀粉之外，将其余部分都制成了廉价的饲料，太可惜了。所以，根据各厂实际，选用更适合的原料，提高资源利用率，是很迫切的问题。
　　2. 菌种，近年来进展不大。随着分子生物工程的发展，为优良菌种的选育提供了更为广阔的天地，用基因重组菌种取代，改良原有的柠檬酸、青霉素菌种已见诸报道。以基因工程手段改造传统的发酵工业，已经不是遥遥无期的事，如果我们不努力攻关，今天的技术优势很可能在新一轮的竞争中失去。这次会议，天津工微所介绍了他们在高糖发酵菌种和工艺方面的新成果。随着发酵罐的日益大型化，它与手工麸曲制备的矛盾越来越突出，如何实现麸曲制备的工业化，或代之以孢子粉，是多年未能突破的难题。自然，最为理想的是制成孢子粉或采用固定化技术，只是技术难度很高。复旦大学郭杰炎教授提出，目前更为现实的，是以固态发酵改变落后的麸曲制备工艺。现在固体培养基发酵罐早已问世，已有应用生物制药、酶制剂、制曲等工业的报道。如一种立式多层固态发酵罐，投料前进行空罐灭菌。物料从顶部加料孔进入，然后进行蒸煮、灭菌，物料降温通过内蛇管、外夹套冷却，罐底进入无菌空气，从罐顶排出，达到通气、恒温要求，采用轴向搅拌翻料，发酵罐容积范围为0.5～10m。另一种华东理工大学的智能生物发酵罐，全容量为50L～5000L， 采用外罐体转动的搅拌方式，物料在罐体内边翻滚边进行蒸汽灭菌，通过进气调节罐内温度和湿度，转速为0～30rmp，均为不锈钢结构。用这类固态发酵罐来改革我们传统的麸曲制备工艺，成功的希望应该是很大的。
　　目前，大部分工厂仍沿用实罐灭菌工艺，罐外液化，连续消毒工艺已十分成熟，采用的又都是碳钢设备，投入不大。可以大大提高发酵罐的利用率，大幅度降低汽耗，值得大力推广。
　　3.提取方面，整体装置水平，特别是一水生产线的水平还不高，技术改造的任务十分繁重。如何借鉴相关行业的成功经验，广泛采用新技术、新材料、新设备，还有很多文章要做。即使不急于用色谱、吸交等全新的工艺，就是在传统的过滤、浓缩、离心、干燥、包装、储运等操作上，也有许多需要改进的地方。
　　与发达国家相比，我们单条生产线的规模还偏小，控制手段一般，自动化程度不高，劳动生产率较低，资源综合利用与清洁生产水平不够，差距是多方面的，许多课题等待着我们去研究与探索。
　　4. 应用领域的拓宽和系列产品的延伸。这一直是行业工作包括科技工作的弱项。虽然呼吁多年，进展尚不能令人满意。至今柠檬酸国内需求量有限，而对国际市场依赖度过大。据统计，我国2002年饮料总产量达2025万吨，同比增长20％，然而其中瓶装饮用水810万吨，占40％。碳酸饮料600万吨，接近30％。碳酸饮料中，可乐型不用柠檬酸，估计约占40％。加上果汁型饮料213万吨，估计全年耗用柠檬酸不过2万吨。我国人均饮料消费量约1 5升。世界平均水平54升，美国297升，西欧150～210升，我们只是人家的1／20～1／4应该说发展潜力很大。但囿于经济发展水平和饮食习惯，短期内难以大幅度上升。应用领域的开发，需要我们投入更多的力量。