檸檬酸
中文名稱(chēng): 檸檬酸
英文名稱(chēng): citric acid
中文名稱(chēng)2: 2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸
英文名稱(chēng)2: 2-hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylic acid
CAS No.: 77-92-9
分子式: C6H8O7
分子量: 192.14
外觀與性狀: 白色結(jié)晶粉末,無(wú)臭。
熔點(diǎn)(℃): 153
沸點(diǎn)(℃): (分解)
相對(duì)密度(水=1): 1.6650
熔點(diǎn)(℃): 100
引燃溫度(℃): 1010(粉末)
爆炸上限%(V/V): 8.0(65℃)
離解常數(shù)(25℃):Ka1=7.4×10^-4,Ka2=1.7×10^-5,Ka3=4.0×10^-7
溶解性:溶于水、乙醇、乙醚,不溶于苯,微溶于氯仿。水溶液顯酸性。
物理性質(zhì) :在室溫下,檸檬酸為無(wú)色半透明晶體或白色顆?;虬咨Y(jié)晶性粉末,無(wú)臭、味極酸,在潮濕的空氣中微有潮解性。它可以以無(wú)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(shí),生成無(wú)水合物;在冷水中結(jié)晶則生成一水合物。加熱到78 °C時(shí)一水合物會(huì)分解得到無(wú)水合物。在15攝氏度時(shí),檸檬酸也可在無(wú)水乙醇中溶解。
檸檬酸結(jié)晶形態(tài)因結(jié)晶條件不同而不同,有無(wú)水檸檬酸C6H8O7也有含結(jié)晶水的檸檬酸2C6H8O7.H2O、C6H8O7.H2O或C6H8O7.2H2O。
化學(xué)性質(zhì):從結(jié)構(gòu)上講檸檬酸是一種三羧酸類(lèi)化合物,并因此而與其他羧酸有相似的物理和化學(xué)性質(zhì)。加熱至175 °C時(shí)它會(huì)分解產(chǎn)生二氧化碳和水,剩余一些白色晶體。檸檬酸是一種較強(qiáng)的有機(jī)酸,有3個(gè)H+可以電離; 加熱可以分解成多種產(chǎn)物,與酸、堿、甘油等發(fā)生反應(yīng)。
天然存在
天然檸檬酸在自然界中分布很廣,天然的檸檬酸存在于植物如檸檬、柑橘、菠蘿等果實(shí)和動(dòng)物的骨骼、肌肉、血液中。人工合成的檸檬酸是用砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物質(zhì)發(fā)酵而制得的,可分為無(wú)水和水合物兩種。純品檸檬酸為無(wú)色透明結(jié)晶或白色粉末,無(wú)臭,有一種誘人的酸味。
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47 g/L[3])。在柑橘屬水果中,檸檬酸的含量介于橙和葡萄的0.005 mol/L和檸檬和青檸的0.30 mol/L之間。這個(gè)含量隨著不同的栽培種和植物的生長(zhǎng)情況而有所變化。檸檬酸循環(huán)
又名:三羧酸循環(huán)
檸檬酸是生理學(xué)中將脂肪、蛋白質(zhì)和糖轉(zhuǎn)化為二氧化碳的過(guò)程中的重要化合物。
這些化學(xué)反應(yīng)是幾乎所有代謝的核心反應(yīng),并且為高等生物提供能量。漢斯·阿道夫·克雷布斯因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)這一系列反應(yīng)獲得了1953年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。這一系列反應(yīng)稱(chēng)作“檸檬酸循環(huán)”、“三羧酸循環(huán)”或“克氏循環(huán)”。生產(chǎn)簡(jiǎn)史
1784年C.W.舍勒首先從柑橘中提取檸檬酸。他是通過(guò)在水果榨汁中加入石灰乳以形成檸檬酸鈣沉淀的方法制取檸檬酸的。天然檸檬酸最初產(chǎn)于美國(guó)加利福尼亞州、意大利和西印度群島。意大利的產(chǎn)量居首位。到1922年,世界檸檬酸的總銷(xiāo)售額的90%由美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等壟斷。發(fā)酵法制取檸檬酸始于19世紀(jì)末。1893年C.韋默爾發(fā)現(xiàn)青霉(屬)菌能積累檸檬酸。1913年B.扎霍斯基報(bào)道黑曲霉能生成檸檬酸。1916年湯姆和柯里以曲霉屬菌進(jìn)行試驗(yàn),證實(shí)大多數(shù)曲霉菌如泡盛曲霉、米曲霉、溫氏曲霉、綠色木霉和黑曲霉都具有產(chǎn)檸檬酸的能力,而黑曲霉的產(chǎn)酸能力更強(qiáng)。如柯里以黑曲霉為供試菌株,在15%蔗糖培養(yǎng)液中發(fā)酵,對(duì)糖的吸收率達(dá)55%。1923年美國(guó)菲澤公司建造了世界上第一家以黑曲霉淺盤(pán)發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸的工廠。隨后比利時(shí)、英國(guó)、 德國(guó)、蘇聯(lián)等相繼研究成功發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸。這樣,依靠從柑橘中提取天然檸檬酸的方法逐漸為發(fā)酵檸檬酸所取代。1950年前,檸檬酸采用淺盤(pán)發(fā)酵法生產(chǎn)。 1952年美國(guó)邁爾斯試驗(yàn)室采用深層發(fā)酵法大規(guī)模生產(chǎn)檸檬酸。此后,深層發(fā)酵法逐漸建立起來(lái)。深層發(fā)酵周期短,產(chǎn)率高,節(jié)省勞動(dòng)力,占地面積小,便于實(shí)現(xiàn)儀表控制和連續(xù)化,現(xiàn)已成為檸檬酸生產(chǎn)的主要方法。
中國(guó)用發(fā)酵法制取檸檬酸以1942年湯騰漢等報(bào)告為最早。1952年陳聲等開(kāi)始用黑曲霉淺盤(pán)發(fā)酵制取檸檬酸。輕工業(yè)部發(fā)酵工業(yè)科學(xué)研究所于1959年完成了200l規(guī)模深層發(fā)酵制檸檬酸試驗(yàn),1965年進(jìn)行了生產(chǎn)100t甜菜糖蜜原料淺盤(pán)發(fā)酵制取檸檬酸的中間試驗(yàn),并于1968年投入生產(chǎn)。1966年后,天津市工業(yè)微生物研究所、上海市工業(yè)微生物研究所相繼開(kāi)展用黑曲霉進(jìn)行薯干粉原料深層發(fā)酵檸檬酸的試驗(yàn)研究,并獲得成功,從而確定了中國(guó)檸檬酸生產(chǎn)的這一主要工藝路線(xiàn)。薯干粉深層發(fā)酵檸檬酸,原料豐富,工藝簡(jiǎn)單,不需添加營(yíng)養(yǎng)鹽,產(chǎn)率高,是中國(guó)獨(dú)特的先進(jìn)工藝。
中國(guó)石油發(fā)酵檸檬酸的研究起步較早。1970年,天津、上海、沈陽(yáng)、常州等地研究單位利用解脂假絲酵母(candida lipolytica)進(jìn)行石蠟油(正構(gòu)烷烴)發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的試驗(yàn)。1979年徐子淵等篩選出一株對(duì)氟乙酸敏感的變異株解脂假絲酵母,其烏頭酸水合酶的活性很低,檸檬酸的生成比例從原來(lái)的50%提高至80%,從而提高了石油發(fā)酵檸檬酸的產(chǎn)率。
隨著生物技術(shù)的進(jìn)步,檸檬酸工業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,全世界檸檬酸產(chǎn)量已達(dá)0.4Mt。在檸檬酸發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域,由于高產(chǎn)菌株的應(yīng)用和新技術(shù)的不斷開(kāi)拓,檸檬酸發(fā)酵和提取收率都有明顯提高,每生產(chǎn)1t檸檬酸分別消耗2.5~2.8t糖蜜,2.2~2.3t薯干粉或1.2~1.3t蔗糖。人們正在大力開(kāi)發(fā)固定化細(xì)胞循環(huán)生物反應(yīng)器發(fā)酵技術(shù)發(fā)酵機(jī)理
1940年H.A.克雷伯斯提出三羧酸循環(huán)學(xué)說(shuō)以來(lái),檸檬酸的發(fā)酵機(jī)理逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。已經(jīng)證明,糖質(zhì)原料生成檸檬酸的生化過(guò)程中,由糖變成丙酮酸的過(guò)程與酒精發(fā)酵相同,亦即通過(guò)E-M途徑(雙磷酸己糖途徑)進(jìn)行酵解,然后丙酮酸進(jìn)一步氧化脫羧生成乙酰輔酶A,乙酰輔酶A和丙酮酸羧化所生成的草酰乙酸縮合成為檸檬酸并進(jìn)入三羧酸循環(huán)途徑。
檸檬酸是代謝過(guò)程中的中間產(chǎn)物。在發(fā)酵過(guò)程中,當(dāng)微生物的烏頭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(shí),才有利于檸檬酸的大量積累。發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程
檸檬酸生產(chǎn)分發(fā)酵和提取兩部分。
發(fā)酵有固態(tài)發(fā)酵、液態(tài)淺盤(pán)發(fā)酵和深層發(fā)酵 3種方法。固態(tài)發(fā)酵是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的農(nóng)副產(chǎn)品為原料,配好培養(yǎng)基后,在常壓下蒸煮,冷卻至接種溫度,接入種曲,裝入曲盤(pán),在一定溫度和濕度條件下發(fā)酵。采用固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸,設(shè)備簡(jiǎn)單,操作容易。液態(tài)淺盤(pán)發(fā)酵多以糖蜜為原料,其生產(chǎn)方法是將滅菌的培養(yǎng)液通過(guò)管道轉(zhuǎn)入一個(gè)個(gè)發(fā)酵盤(pán)中,接入菌種,待菌體繁殖形成菌膜后添加糖液發(fā)酵。發(fā)酵時(shí)要求在發(fā)酵室內(nèi)通入無(wú)菌空氣。深層發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的主體設(shè)備是發(fā)酵罐。微生物在這個(gè)密閉容器內(nèi)繁殖與發(fā)酵。現(xiàn)多采用通用發(fā)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(fā)酵罐徑高比例一般是1:2.5,應(yīng)能承受一定的壓力,并有良好的密封性。除通用式發(fā)酵罐外,還可采用帶升式發(fā)酵罐、塔式發(fā)酵罐和噴射自吸式發(fā)酵罐等。
為了得到產(chǎn)檸檬酸的優(yōu)良菌種,通常是從不同地區(qū)采集的土壤或從腐爛的水果中分離篩選,然后通過(guò)物理和化學(xué)方法進(jìn)行菌種選育。例如薯干粉深層發(fā)酵檸檬酸的菌種就是通過(guò)不斷變異和選育得到的。菌種適合在高濃度下發(fā)酵,產(chǎn)酸水平較高。
檸檬酸的發(fā)酵因菌種、工藝、原料而異,但在發(fā)酵過(guò)程中還需要掌握一定的溫度、通風(fēng)量及pH值等條件。一般認(rèn)為,黑曲霉適合在28~30℃時(shí)產(chǎn)酸。溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致菌體大量繁殖,糖被大量消耗以致產(chǎn)酸降低,同時(shí)還生成較多的草酸和葡萄糖酸;溫度過(guò)低則發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)。微生物生成檸檬酸要求低pH,最適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(shí)可避免雜菌的污染。檸檬酸發(fā)酵要求較強(qiáng)的通風(fēng)條件,有利于在發(fā)酵液中維持一定的溶解氧量。通風(fēng)和攪拌是增加培養(yǎng)基內(nèi)溶解氧的主要方法。隨著菌體生成,發(fā)酵液中的溶解氧會(huì)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(yǎng)液中溶解氧達(dá)到60%飽和度對(duì)產(chǎn)酸有利。檸檬酸生成和菌體形態(tài)有密切關(guān)系,若發(fā)酵后期形成正常的菌球體,有利于降低發(fā)酵液粘度而增加溶解氧,因而產(chǎn)酸就高;若出現(xiàn)異狀菌絲體,而且菌體大量繁殖,造成溶解氧降低,使產(chǎn)酸迅速下降。發(fā)酵液中金屬離子的含量對(duì)檸檬酸的合成有非常重要的作用,過(guò)量的金屬離子引起產(chǎn)酸率的降低, 由于鐵離子能刺激烏頭酸水合酶的活性,從而影響檸檬酸的積累。檸檬酸發(fā)酵用的糖蜜原料,因含有大量金屬離子,必須應(yīng)用離子交換法或添加亞鐵氰化鉀脫鐵方能使用。然而微量的鋅、銅離子又可以促進(jìn)產(chǎn)酸。
在檸檬酸發(fā)酵液中,除了主要產(chǎn)物外,還含有其他代謝產(chǎn)物和一些雜質(zhì),如草酸、葡萄糖酸、蛋白質(zhì)、膠體物質(zhì)等,成分十分復(fù)雜,必須通過(guò)物理和化學(xué)方法將檸檬酸提取出來(lái)。大多數(shù)工廠仍是采用碳酸鈣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。環(huán)境措施
我國(guó)是世界上最大的檸檬酸產(chǎn)品生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó),在國(guó)際市場(chǎng)上占有重要的地位。但是,有些企業(yè)不惜以破壞環(huán)境為代價(jià)謀求自身利益,不僅造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染,而且擾亂市場(chǎng)價(jià)格,給全行業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)帶來(lái)很大沖擊。為規(guī)范市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)秩序,保護(hù)公平競(jìng)爭(zhēng),根據(jù)《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國(guó)對(duì)外貿(mào)易法》和《中華人民共和國(guó)清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》,對(duì)檸檬酸產(chǎn)品的生產(chǎn)、出口采取了一些管理措施:
凡在中國(guó)境內(nèi)從事檸檬酸生產(chǎn)的企業(yè),必須建設(shè)與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)的環(huán)保治理設(shè)施,主要污染物排放必須達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn),對(duì)不達(dá)標(biāo)的企業(yè)按照有關(guān)環(huán)境保護(hù)法律進(jìn)行停產(chǎn)或限產(chǎn)治理并予處罰。檸檬酸行業(yè)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》和《大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)目前實(shí)際情況,要求企業(yè)排放的主要污染物(即水中的COD和廢氣中的煙塵、二氧化硫)達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。高濃度檸檬酸廢水經(jīng)過(guò)厭氧處理后,與低濃度有機(jī)廢水混合進(jìn)入接觸氧化池,再進(jìn)入氣浮系統(tǒng),最終出水 COD 要滿(mǎn)足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中新擴(kuò)改企業(yè)發(fā)酵行業(yè)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)( COD ≤300 mg/ L 、S S ≤200 mg/ L 、pH = 6~9)主要用途
檸檬酸是有機(jī)酸中第一大酸,由于物理性能、化學(xué)性能、衍生物的性能,是廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、日化等行業(yè)最重要的有機(jī)酸。
1.用于食品工業(yè)
因?yàn)闄幟仕嵊袦睾退斓乃嵛?,普遍用于各種飲料、汽水、葡萄酒、糖果、點(diǎn)心、餅干、罐頭果汁、乳制品等食品的制造。在所有有機(jī)酸的市場(chǎng)中,檸檬酸市場(chǎng)占有率 70%以上,到目前還沒(méi)有一種可以取代檸檬酸的酸味劑。 一分子結(jié)晶水檸檬酸主要用作清涼飲料、果汁、果醬、水果糖和罐頭等的酸性調(diào)味劑,也可用作食用油的抗氧化劑。同時(shí)改善食品的感官性狀,增強(qiáng)食欲和促進(jìn)體內(nèi)鈣、磷物質(zhì)的消化吸收。無(wú)水檸檬酸大量用于固體飲料。檸檬酸的鹽類(lèi)如檸檬酸鈣和檸檬酸鐵是某些食品中需要添加鈣離子和鐵離子的強(qiáng)化劑。檸檬酸的酯類(lèi)如檸檬酸三乙酯可作無(wú)毒增塑劑,制造食品包裝用塑料薄膜,是飲料和食品行業(yè)的酸味劑
2.用于化工、制藥和紡織業(yè)。
檸檬酸在化學(xué)技術(shù)上可作化學(xué)分析用試劑,用作實(shí)驗(yàn)試劑、色譜分析試劑及生化試劑;用作絡(luò)合劑,掩蔽劑;用以配制緩沖溶液。采用檸檬酸或檸檬酸鹽類(lèi)作助洗劑,可改善洗滌產(chǎn)品的性能,可以迅速沉淀金屬離子,防止污染物重新附著在織物上,保持洗滌必要的堿性;使污垢和灰分散和懸?。惶岣弑砻婊钚詣┑男阅?,是一種優(yōu)良的鰲合劑;可用作測(cè)試建筑陶瓷瓷磚的耐酸性的試劑。
服裝的甲醛污染已是很敏感的問(wèn)題,檸檬酸和改性檸檬酸可制成一種無(wú)甲醛防皺整頓劑,用于純棉織物的防皺整理。不僅防皺效果好,而且成本低。
3.用于環(huán)保
檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液用于煙氣脫硫。我國(guó)煤炭資源豐富,是構(gòu)成能源的主要部分,然而一直缺乏有效的煙氣脫硫工藝,導(dǎo)致大氣SO2污染嚴(yán)重。目前,我國(guó)SO2年排放量已近4000萬(wàn)噸,研究有效的脫硫工藝,實(shí)為當(dāng)務(wù)之急。檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液由于其蒸氣壓低、無(wú)毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、對(duì)SO2吸收率高等原因,是極具開(kāi)發(fā)價(jià)值的脫硫吸收劑。
4.用于禽畜生產(chǎn)
在仔豬飼料中添加檸檬酸,可以提早斷奶,提高飼料利用率5%~10%,增加母豬產(chǎn)仔量。在生長(zhǎng)育肥豬日糧中添加1%~2%檸檬酸,可提高日增重,降低料肉比,提高蛋白質(zhì)消化率,降低背脂厚度,改善肉質(zhì)和胴體特性。檸檬酸稀土是一種新型高效飼料添加劑,適用于豬、雞、魚(yú)、蝦、牛、羊、兔、蠶等各種動(dòng)物,具有促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng),改善產(chǎn)品品質(zhì),提高抗病能力及成活率,提高飼料轉(zhuǎn)化率,縮短飼喂周期等特點(diǎn)。
5.用于化妝品
檸檬酸屬于果酸的一種,主要作用是加快角質(zhì)更新,常用于乳液、乳霜、洗發(fā)精、美白用品、抗老化用品、青春痘用品等。 角質(zhì)的更新有助于皮膚的中黑色素的剝落,毛孔的收細(xì),黑頭的溶解等。例如碧歐泉活泉舒敏潔面摩絲,令皮膚柔軟、舒適,膚色清新、純凈。
6.用于殺菌
檸檬酸與80℃溫度聯(lián)合作用具有良好殺滅細(xì)菌芽孢的作用,并可有效殺滅血液透析機(jī)管路中污染的細(xì)菌芽孢。享有“西餐之王”美譽(yù)的檸檬具有很強(qiáng)的殺菌作用,對(duì)食品衛(wèi)生很有好處,再加上檸檬的清香氣味,人們歷來(lái)喜歡用其制作涼菜,不僅美味爽口,也能增進(jìn)食欲。
7.用于醫(yī)藥
在凝血酶原激活物的形成及以后的凝血過(guò)程中,必須有鈣離于參加。枸櫞酸根離子與鈣離子能形成一種難于解離的可溶性絡(luò)合物,因而降低了血中鈣離子濃度,使血液凝固受阻。本品在輸血或化驗(yàn)室血樣抗凝時(shí),用作體外抗凝藥。使用注意事項(xiàng)
食用危險(xiǎn)
檸檬酸為食用酸類(lèi),可增強(qiáng)體內(nèi)正常代謝,適當(dāng)?shù)膭┝繉?duì)人體無(wú)害。在某些食品中加入檸檬酸后口感好,并可促進(jìn)食欲,在我國(guó)允許果醬、飲料、罐頭和糖果中使用檸檬酸。雖然檸檬酸對(duì)人體無(wú)直接危害,但它可以促進(jìn)體內(nèi)鈣的排泄和沉積,如長(zhǎng)期食用含檸檬酸的食品,有可能導(dǎo)致低鈣血癥,并且會(huì)增加患十二指腸癌的幾率。兒童表現(xiàn)有神經(jīng)系統(tǒng)不穩(wěn)定、易興奮、植物神經(jīng)紊亂;大人則為手足抽搐、肌肉痙攣,感覺(jué)異常,瘙癢及消化道癥狀等。
基于檸檬酸對(duì)鈣的代謝可產(chǎn)生的影響,經(jīng)常食用罐頭、飲料、果醬、酸味糖果的人們,特別是孩子,要注意補(bǔ)鈣,多喝生奶、魚(yú)頭、魚(yú)骨湯、吃些小蝦皮等,以免導(dǎo)致血鈣不足而影響健康,胃潰瘍、胃酸過(guò)多、齲齒和糖尿病患者不宜經(jīng)常食用檸檬酸。檸檬酸不能加在純奶里, 否則會(huì)引起純奶凝固。乳制品行業(yè)常把檸檬酸配成10%左右的溶液加入低濃度的牛奶溶液中,加入時(shí)應(yīng)快速的攪拌。
工業(yè)危險(xiǎn)
檸檬酸具刺激作用。在工業(yè)使用中,接觸者可能引起濕疹。
燃爆危險(xiǎn): 檸檬酸可燃。粉體與空氣可形成爆炸性混合物,遇明火、高熱或與氧化劑接觸,有引起燃燒爆炸的危險(xiǎn)。檸檬酸食用小貼士
常飲酸牛奶:酸奶中含有的乳酸及其它一些有機(jī)酸如檸檬酸、葡配合酸等,其稀釋液還具有明顯的殺菌和防腐作用,被譽(yù)為粘膜組織的“清洗劑”,它有助于軟化皮膚的粘性表層,去掉死去的舊細(xì)胞,在此過(guò)程中,皺紋也隨之消除了。
吃水果減肥,是不少女性最喜歡使用的方法之一。每100克檸檬中只含24卡路里熱量。檸檬中的檸檬酸能促進(jìn)熱量代謝,而且它的維生素C含量是水果中的佼佼者,美白效果好,熱量又低,愛(ài)美想瘦的女性可適量食用,但避免空腹吃。其它如荔枝,桔子,葡萄等都是富含檸檬酸的佳品。
白癲風(fēng)患者不能服用含檸檬酸一類(lèi)的酸的東西。
在我國(guó),規(guī)定允許使用的酸化劑有醋酸、檸檬酸、檸檬酸鉀、乳酸、酒石酸等17種。其中檸檬酸是使用較為廣泛的一種酸化劑。作為酸化劑及添加劑,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中并沒(méi)對(duì)其進(jìn)行限量使用,世界糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)通告的每日允許食用量(ADI)也未對(duì)其加以限量使用。由上可見(jiàn),人們對(duì)用檸檬酸處理過(guò)的食品無(wú)須過(guò)分擔(dān)心。市場(chǎng)情況
我國(guó)的檸檬酸產(chǎn)業(yè),較早地進(jìn)入了國(guó)際市場(chǎng),經(jīng)過(guò)多年的努力和奮斗已成為世界第一的生產(chǎn)和出口大國(guó)。特別是經(jīng)歷了近幾年的競(jìng)爭(zhēng)與整合,全行業(yè)的面貌大為改觀。盡管市場(chǎng)形勢(shì)嚴(yán)峻,效益滑坡,但行業(yè)同仁知難而進(jìn),骨干企業(yè)砥柱中流,仍然呈現(xiàn)了持續(xù)健康的發(fā)展態(tài)勢(shì)。
一、檸檬酸行業(yè)及其科技進(jìn)步概況
1.總產(chǎn)量穩(wěn)定增加,品種不斷延伸,集約化程度大幅提高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2002年全國(guó)檸檬酸總產(chǎn)量突破40萬(wàn)噸。
2.技術(shù)水平不斷提高,消耗一降再降,生產(chǎn)成本壓縮到新的水平,全面提升了中國(guó)檸檬酸的競(jìng)爭(zhēng)力。
3.產(chǎn)品品質(zhì)越來(lái)越為企業(yè)所重視,較幾年前有了很大改善,中國(guó)檸檬酸產(chǎn)品的形象逐漸好轉(zhuǎn)。安徽豐原生物化學(xué)股份有限公司經(jīng)過(guò)幾年的培育,BBCA的品牌逐步被國(guó)際市場(chǎng)認(rèn)可,享有很好的信譽(yù)。不少新建企業(yè),從開(kāi)工之日起,就堅(jiān)持很高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和以自己獨(dú)立的品牌進(jìn)入市場(chǎng),這是富有遠(yuǎn)見(jiàn)的戰(zhàn)略決策。
4.新技術(shù)、新材料、新設(shè)備的應(yīng)用有了很多新的收獲。不少相關(guān)行業(yè)的成果,如酶技術(shù)、膜技術(shù)、微機(jī)技術(shù)和先進(jìn)裝置等越來(lái)越多地被采用。特別是提取技術(shù)的重大突破和新提取生產(chǎn)線(xiàn)的建成投產(chǎn),在檸檬酸工業(yè)史上,具有劃時(shí)代的意義。
5.三廢治理技術(shù)日漸完善,大多數(shù)企業(yè)建設(shè)了有效的廢水處理裝置,正常運(yùn)行并注重實(shí)效。自去年三部委92號(hào)公告發(fā)布后,更促進(jìn)了業(yè)內(nèi)企業(yè)對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的高度重視。已有18家檸檬酸生產(chǎn)企業(yè)為省級(jí)環(huán)保部門(mén)驗(yàn)收,被國(guó)家環(huán)保總局正式公布為達(dá)標(biāo)企業(yè)。今年3月,國(guó)家環(huán)??偩?、中國(guó)發(fā)酵工業(yè)協(xié)會(huì)組織有關(guān)專(zhuān)家對(duì)部分達(dá)標(biāo)企業(yè)進(jìn)行了首次調(diào) 研檢查,結(jié)果基本滿(mǎn)意,有的企業(yè)做得很好。可以說(shuō),全行業(yè)已從建立處理設(shè)施進(jìn)入有效治理階段。
6. 對(duì)于新建、擴(kuò)建項(xiàng)目,逐漸走出盲目發(fā)展、重復(fù)建設(shè)、大起大落的誤區(qū)。西部大開(kāi)發(fā)以來(lái),我們?cè)?jīng)十分擔(dān)心,不少地方為解決糧食出路,發(fā)展出口商品,會(huì)利用政策傾斜,置生態(tài)環(huán)境于不顧,一哄而起大上檸檬酸,然而由于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系走向成熟,檸檬酸市場(chǎng)長(zhǎng)期低迷,國(guó)內(nèi)投資體制漸趨完善,地方政府較為理智,過(guò)去所謂的形象工程逐漸淡化,這種局面并未出現(xiàn)?,F(xiàn)在雖然有一些新建、擴(kuò)建工程在進(jìn)行,大都經(jīng)過(guò)認(rèn)真的評(píng)估和論證,具有很強(qiáng)的比較優(yōu)勢(shì)。
我國(guó)加入WTO后,檸檬酸工業(yè)繼續(xù)發(fā)展壯大,2002年,檸檬酸出口量為26萬(wàn)噸,檸檬酸鈉出口量為2.58萬(wàn)噸,出口總量比上年仍增長(zhǎng)3%。我國(guó)檸檬酸行業(yè)開(kāi)始走上了持續(xù)健康的發(fā)展道路。
二、檸檬酸行業(yè)亟待解決的課題
1 .原料,至今仍是一個(gè)重要的課題。我們目前主要的原料是木薯和玉米。前者仍是粗料發(fā)酵,它帶來(lái)了一系列固有的缺陷,如培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分的波動(dòng);大量不參與生化反應(yīng)的雜質(zhì)空耗能源,并給提取增加諸多負(fù)擔(dān);發(fā)酵液總糖濃度偏低,影響了發(fā)酵指數(shù)和設(shè)備利用率;發(fā)酵液濾渣價(jià)值很低,難以綜合利用等等。玉米原料也只能算是半精料發(fā)酵,為了調(diào)整氮源,還要將一定比例的玉米粉直接進(jìn)罐。由于要追求盡可能高的液化收率,總糖濃度也無(wú)法調(diào)高,致使我們的發(fā)酵產(chǎn)酸,至今停留在12%~13%的水平。玉米原料的綜合利用也是個(gè)大問(wèn)題,我們除利用了淀粉之外,將其余部分都制成了廉價(jià)的飼料,太可惜了。所以,根據(jù)各廠實(shí)際,選用更適合的原料,提高資源利用率,是很迫切的問(wèn)題。
2. 菌種,近年來(lái)進(jìn)展不大。隨著分子生物工程的發(fā)展,為優(yōu)良菌種的選育提供了更為廣闊的天地,用基因重組菌種取代,改良原有的檸檬酸、青霉素菌種已見(jiàn)諸報(bào)道。以基因工程手段改造傳統(tǒng)的發(fā)酵工業(yè),已經(jīng)不是遙遙無(wú)期的事,如果我們不努力攻關(guān),今天的技術(shù)優(yōu)勢(shì)很可能在新一輪的競(jìng)爭(zhēng)中失去。這次會(huì)議,天津工微所介紹了他們?cè)诟咛前l(fā)酵菌種和工藝方面的新成果。隨著發(fā)酵罐的日益大型化,它與手工麩曲制備的矛盾越來(lái)越突出,如何實(shí)現(xiàn)麩曲制備的工業(yè)化,或代之以孢子粉,是多年未能突破的難題。自然,最為理想的是制成孢子粉或采用固定化技術(shù),只是技術(shù)難度很高。復(fù)旦大學(xué)郭杰炎教授提出,目前更為現(xiàn)實(shí)的,是以固態(tài)發(fā)酵改變落后的麩曲制備工藝?,F(xiàn)在固體培養(yǎng)基發(fā)酵罐早已問(wèn)世,已有應(yīng)用生物制藥、酶制劑、制曲等工業(yè)的報(bào)道。如一種立式多層固態(tài)發(fā)酵罐,投料前進(jìn)行空罐滅菌。物料從頂部加料孔進(jìn)入,然后進(jìn)行蒸煮、滅菌,物料降溫通過(guò)內(nèi)蛇管、外夾套冷卻,罐底進(jìn)入無(wú)菌空氣,從罐頂排出,達(dá)到通氣、恒溫要求,采用軸向攪拌翻料,發(fā)酵罐容積范圍為0.5~10m。另一種華東理工大學(xué)的智能生物發(fā)酵罐,全容量為50L~5000L, 采用外罐體轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌方式,物料在罐體內(nèi)邊翻滾邊進(jìn)行蒸汽滅菌,通過(guò)進(jìn)氣調(diào)節(jié)罐內(nèi)溫度和濕度,轉(zhuǎn)速為0~30rmp,均為不銹鋼結(jié)構(gòu)。用這類(lèi)固態(tài)發(fā)酵罐來(lái)改革我們傳統(tǒng)的麩曲制備工藝,成功的希望應(yīng)該是很大的。
目前,大部分工廠仍沿用實(shí)罐滅菌工藝,罐外液化,連續(xù)消毒工藝已十分成熟,采用的又都是碳鋼設(shè)備,投入不大??梢源蟠筇岣甙l(fā)酵罐的利用率,大幅度降低汽耗,值得大力推廣。
3.提取方面,整體裝置水平,特別是一水生產(chǎn)線(xiàn)的水平還不高,技術(shù)改造的任務(wù)十分繁重。如何借鑒相關(guān)行業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn),廣泛采用新技術(shù)、新材料、新設(shè)備,還有很多文章要做。即使不急于用色譜、吸交等全新的工藝,就是在傳統(tǒng)的過(guò)濾、濃縮、離心、干燥、包裝、儲(chǔ)運(yùn)等操作上,也有許多需要改進(jìn)的地方。
與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我們單條生產(chǎn)線(xiàn)的規(guī)模還偏小,控制手段一般,自動(dòng)化程度不高,勞動(dòng)生產(chǎn)率較低,資源綜合利用與清潔生產(chǎn)水平不夠,差距是多方面的,許多課題等待著我們?nèi)パ芯颗c探索。
4. 應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬和系列產(chǎn)品的延伸。這一直是行業(yè)工作包括科技工作的弱項(xiàng)。雖然呼吁多年,進(jìn)展尚不能令人滿(mǎn)意。至今檸檬酸國(guó)內(nèi)需求量有限,而對(duì)國(guó)際市場(chǎng)依賴(lài)度過(guò)大。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)2002年飲料總產(chǎn)量達(dá)2025萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)20%,然而其中瓶裝飲用水810萬(wàn)噸,占40%。碳酸飲料600萬(wàn)噸,接近30%。碳酸飲料中,可樂(lè)型不用檸檬酸,估計(jì)約占40%。加上果汁型飲料213萬(wàn)噸,估計(jì)全年耗用檸檬酸不過(guò)2萬(wàn)噸。我國(guó)人均飲料消費(fèi)量約1 5升。世界平均水平54升,美國(guó)297升,西歐150~210升,我們只是人家的1/20~1/4應(yīng)該說(shuō)發(fā)展?jié)摿艽?。但囿于?jīng)濟(jì)發(fā)展水平和飲食習(xí)慣,短期內(nèi)難以大幅度上升。應(yīng)用領(lǐng)域的開(kāi)發(fā),需要我們投入更多的力量。
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