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　　中文名稱： 檸檬酸
　　英文名稱： citric acid
　　中文名稱2： 2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸
　　英文名稱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，檸檬酸為無色半透明晶體或白色顆?；虬咨Y(jié)晶性粉末，無臭、味極酸，在潮濕的空氣中微有潮解性。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(shí)，生成無水合物；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)分解得到無水合物。在15攝氏度時(shí)，檸檬酸也可在無水乙醇中溶解。
　　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，可分為無水和水合物兩種。純品檸檬酸為無色透明結(jié)晶或白色粉末，無臭，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)稱作“檸檬酸循環(huán)”、“三羧酸循環(huán)”或“克氏循環(huán)”。

生產(chǎn)簡史

　　1784年C.W.舍勒首先從柑橘中提取檸檬酸。他是通過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，世界檸檬酸的總銷售額的90％由美國、英國、法國等壟斷。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年美國菲澤公司建造了世界上第一家以黑曲霉淺盤發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸的工廠。隨后比利時(shí)、英國、 德國、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，檸檬酸采用淺盤發(fā)酵法生產(chǎn)。 1952年美國邁爾斯試驗(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。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年陳聲等開始用黑曲霉淺盤發(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，從而確定了中國檸檬酸生產(chǎn)的這一主要工藝路線。薯干粉深層發(fā)酵檸檬酸，原料豐富，工藝簡單，不需添加營養(yǎng)鹽，產(chǎn)率高，是中國獨(dú)特的先進(jìn)工藝。
　　中國石油發(fā)酵檸檬酸的研究起步較早。1970年，天津、上海、沈陽、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)說以來，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程中，由糖變成丙酮酸的過程與酒精發(fā)酵相同,亦即通過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。
　　檸檬酸是代謝過程中的中間產(chǎn)物。在發(fā)酵過程中,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，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)備簡單，操作容易。液態(tài)淺盤發(fā)酵多以糖蜜為原料，其生產(chǎn)方法是將滅菌的培養(yǎng)液通過管道轉(zhuǎn)入一個(gè)個(gè)發(fā)酵盤中，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?，F(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；溫度過低則發(fā)酵時(shí)間延長。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，必須通過物理和化學(xué)方法將檸檬酸提取出來。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

　　我國是世界上最大的檸檬酸產(chǎn)品生產(chǎn)國和出口國，在國際市場上占有重要的地位。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，而且擾亂市場價(jià)格，給全行業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營帶來很大沖擊。為規(guī)范市場經(jīng)濟(jì)秩序，保護(hù)公平競爭，根據(jù)《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國對(duì)外貿(mào)易法》和《中華人民共和國清潔生產(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)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。高濃度檸檬酸廢水經(jīng)過厭氧處理后,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)酸的市場中，檸檬酸市場占有率 70%以上，到目前還沒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。無水檸檬酸大量用于固體飲料。檸檬酸的鹽類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。檸檬酸的酯類如檸檬酸三乙酯可作無毒增塑劑，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題，檸檬酸和改性檸檬酸可制成一種無甲醛防皺整頓劑，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SO2年排放量已近4000萬噸，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、無毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、對(duì)SO2吸收率高等原因，是極具開發(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、蝦、牛、羊、兔、蠶等各種動(dòng)物，具有促進(jìn)動(dòng)物生長，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，可增強(qiáng)體內(nèi)正常代謝，適當(dāng)?shù)膭┝繉?duì)人體無害。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)人體無直接危害，但它可以促進(jìn)體內(nèi)鈣的排泄和沉積，如長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、魚頭、魚骨湯、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的酸的東西。
　　在我國，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，國家標(biāo)準(zhǔn)中并沒對(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，人們對(duì)用檸檬酸處理過的食品無須過分擔(dān)心。

市場情況

　　我國的檸檬酸產(chǎn)業(yè)，較早地進(jìn)入了國際市場，經(jīng)過多年的努力和奮斗已成為世界第一的生產(chǎn)和出口大國。特別是經(jīng)歷了近幾年的競爭與整合，全行業(yè)的面貌大為改觀。盡管市場形勢嚴(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。
　　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年全國檸檬酸總產(chǎn)量突破40萬噸。
　　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，全面提升了中國檸檬酸的競爭力。
　　3.產(chǎn)品品質(zhì)越來越為企業(yè)所重視，較幾年前有了很大改善，中國檸檬酸產(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)過幾年的培育，BBCA的品牌逐步被國際市場認(rèn)可，享有很好的信譽(yù)。不少新建企業(yè)，從開工之日起，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，這是富有遠(yuǎn)見的戰(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)保部門驗(yàn)收，被國家環(huán)?？偩终焦紴檫_(dá)標(biāo)企業(yè)。今年3月，國家環(huán)?？偩?、中國發(fā)酵工業(yè)協(xié)會(huì)組織有關(guān)專家對(duì)部分達(dá)標(biāo)企業(yè)進(jìn)行了首次調(diào) 研檢查，結(jié)果基本滿意，有的企業(yè)做得很好。可以說，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)。西部大開發(fā)以來，我們曾經(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，然而由于市場經(jīng)濟(jì)體系走向成熟，檸檬酸市場長期低迷，國內(nèi)投資體制漸趨完善，地方政府較為理智，過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)過認(rèn)真的評(píng)估和論證，具有很強(qiáng)的比較優(yōu)勢。
　　我國加入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26萬噸，檸檬酸鈉出口量為2.58萬噸，出口總量比上年仍增長3％。我國檸檬酸行業(yè)開始走上了持續(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，它帶來了一系列固有的缺陷，如培養(yǎng)基營養(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，是很迫切的問題。
　　2. 菌種，近年來進(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)不是遙遙無期的事，如果我們不努力攻關(guān)，今天的技術(shù)優(yōu)勢很可能在新一輪的競爭中失去。這次會(huì)議，天津工微所介紹了他們在高糖發(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，物料降溫通過內(nèi)蛇管、外夾套冷卻，罐底進(jìn)入無菌空氣，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)。用這類固態(tài)發(fā)酵罐來改革我們傳統(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)國家相比，我們單條生產(chǎn)線的規(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)展尚不能令人滿意。至今檸檬酸國內(nèi)需求量有限，而對(duì)國際市場依賴度過大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國2002年飲料總產(chǎn)量達(dá)2025萬噸，同比增長20％，然而其中瓶裝飲用水810萬噸，占40％。碳酸飲料600萬噸，接近30％。碳酸飲料中，可樂型不用檸檬酸，估計(jì)約占40％。加上果汁型飲料213萬噸，估計(jì)全年耗用檸檬酸不過2萬噸。我國人均飲料消費(fèi)量約1 5升。世界平均水平54升，美國297升，西歐150～210升，我們只是人家的1／20～1／4應(yīng)該說發(fā)展?jié)摿艽蟆５笥诮?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)域的開發(fā)，需要我們投入更多的力量。