柠檬酸用途
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,必须有钙离子参加。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。该品在输血或化验室血样抗凝时,用作体外抗凝药。
8、柠檬酸的化学加工或深加工
柠檬酸另一个主要用途是深加工,这是一个丰富的产业链。
9、药用价值
(1)柠檬酸具有防止和消除皮肤色素沉着的作用。中国中医认为,柠檬性温、味苦、无毒,具有止渴生津、祛暑安胎、疏滞、健胃、止痛等功能利尿,调剂血管通透性。吸烟者要多吃柠檬,因为他们需要的维生素C是不吸烟者的2倍。柠檬热量低,且具有很强的收缩性,因此有利于减少脂肪,是减肥良药。柠檬能防止心血管动脉硬化并减少血液粘稠度。热柠檬汁加蜂蜜对**支气管炎和鼻咽炎十分有效。甘地润肺、酸地消渴、开胃解酒毒、美白、润肤、降低胆固醇。冲泡剩余,可涂在面部**面斑,粉剌。
(2)袪痰:更鲜为人知的,是柠檬也能袪痰,且袪痰功效比橙和柑还要强。将柠檬汁加暖水和盐,饮之可将喉咙积聚的浓痰顺利咳出,十分灵验。感冒初起时,不妨用柠檬加蜜糖冲水饮,可以纾缓喉痛、减少喉咙干涸不适。
10、高等生物体内转化
柠檬酸是生理学中将脂肪、蛋白质和糖转化为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。这一系列反应称作“柠檬酸循环”、“三羧酸循环”或“克氏循环”。
11、保养身体
每天早上在还没有进任何食物前喝一杯柠檬水,可以加强肠胃蠕动、**便秘、排出体内毒素、达到美容的功效,也可以去除口腔异味,消除口臭。每早一杯热柠水,还可以使眼睛更有神、皮肤更红润。如果在水中多加一些柠檬汁,还会起到清除体内垃圾的作用。
八、发酵过程
柠檬酸生产分发酵和提取两部分。
1、发酵
发酵有固态发酵、液态浅盘发酵和深层发酵 3种方法。固态发酵是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的农副产品为原料,配好培养基后,在常压下蒸煮,冷却至接种温度,接入种曲,装入曲盘,在一定温度和湿度条件下发酵。采用固态发酵生产柠檬酸,设备简单,操作容易。液态浅盘发酵多以糖蜜为原料,其生产方法是将灭菌的培养液通过管道转入一个个发酵盘中,接入菌种,待菌体繁殖形成菌膜后添加糖液发酵。发酵时要求在发酵室内通入无菌空气。深层发酵生产柠檬酸的主体设备是发酵罐。微生物在这个密闭容器内繁殖与发酵。现多采用通用发酵罐。它的主要部件包括罐体、搅拌器、冷却装置、空气分布装置、消泡器,轴封及其他附属装置。发酵罐径高比例一般是1:2.5,应能承受一定的压力,并有良好的密封性。除通用式发酵罐外,还可采用带升式发酵罐、塔式发酵罐和喷射自吸式发酵罐等。
为了得到产柠檬酸的优良菌种,通常是从不同地区采集的土壤或从腐烂的水果中分离筛选,然后通过物理和化学方法进行菌种选育。例如薯干粉深层发酵柠檬酸的菌种就是通过不断变异和选育得到的。菌种适合在高浓度下发酵,产酸水平较高。
柠檬酸的发酵因菌种、工艺、原料而异,但在发酵过程中还需要掌握一定的温度、通风量及pH值等条件。一般认为,黑曲霉适合在28~30℃时产酸。温度过高会导致菌体大量繁殖,糖被大量消耗以致产酸降低,同时还生成较多的草酸和葡萄糖酸;温度过低则发酵时间延长。微生物生成柠檬酸要求低pH,较适pH为2~4,这不仅有利于生成柠檬酸,减少草酸等杂酸的形成,同时可避免杂菌的污染。柠檬酸发酵要求较强的通风条件,有利于在发酵液中维持一定的溶解氧量。通风和搅拌是增加培养基内溶解氧的主要方法。随着菌体生成,发酵液中的溶解氧会逐渐降低,从而抑制了柠檬酸的合成。采用增加空气流速及搅拌速度的方法,使培养液中溶解氧达到60%饱和度对产酸有利。柠檬酸生成和菌体形态有密切关系,若发酵后期形成正常的菌球体,有利于降低发酵液粘度而增加溶解氧,因而产酸就高;若出现异状菌丝体,而且菌体大量繁殖,造成溶解氧降低,使产酸迅速下降。发酵液中金属离子的含量对柠檬酸的合成有非常重要的作用,过量的金属离子引起产酸率的降低,由于铁离子能刺激乌头酸水合酶的活性,从而影响柠檬酸的积累。柠檬酸发酵用的糖蜜原料,因含有大量金属离子,必须应用离子交换法或添加亚铁脱铁方能使用。然而微量的锌、铜离子又可以促进产酸。
2、提取
在柠檬酸发酵液中,除了主要产物外,还含有其他代谢产物和一些杂质,如草酸、葡萄糖酸、蛋白质、胶体物质等,成分十分复杂,必须通过物理和化学方法将柠檬酸提取出来。大多数工厂仍是采用碳酸钙中和及酸酸解的工艺提取柠檬酸。除此之外,还研究成功用萃取法、电渗析法和离子交换法提取柠檬酸。
柠檬酸
1、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、味较酸,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 ℃时一水合物会分解得到无水合物。在15 ℃时,柠檬酸也可在无水中溶解。
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。
2、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 ℃时它会分解产生和水,剩余一些白色晶体。柠檬酸是一种较强的**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。
柠檬酸结构式
技术指标
指标项目 指标要求
外观 白色结晶粉末
气味 无味
PH值 ——
含水量 0.5-9.0%
酸灰分 ≤0.05%
草酸盐 ≤0.01%
氯化物 ≤0.005%
铁 ≤5.0ppm
砷 ≤1.0ppm
铅 ≤.05ppm
3、水中电离情况
3-羟基丙三羧酸(柠檬酸) H3C6H5O7 的电离常数为:pk1=3.13;pk2= 4.76;pk3= 6.40,从电离常数来看,柠檬酸酸性比较强。较多的是离子,而柠檬酸电离后主要存在形式和PH有关。以下化学式,依次为一、二、三级电离。
H3Cit==H+ + H2Cit- pk1=3.13
H2Cit-==H+ HCit2- pk2= 4.76
HCit2-==H+ + Cit3- pk3= 6.40
在化学镀镍操作的pH值条件下,绝大部分柠檬酸都已电离成三价的柠檬酸根离子。(见图)