檸檬酸（CA），又名枸櫞酸，分子式為C?H?O?，是一種重要的有機(jī)弱酸，為無色晶體，無臭，易溶于水，溶液顯酸性。在生物化學(xué)中，它是檸檬酸循環(huán)（三羧酸循環(huán)）的中間體，檸檬酸循環(huán)發(fā)生在所有需氧生物的新陳代謝中。檸檬酸被廣泛用作酸度調(diào)節(jié)劑（GB2760—2014）、調(diào)味劑和螯合劑。

化合物簡介

基本信息

化學(xué)式：C6H8O7

CAS號：77-92-9

EINECS號：201-069-1

理化性質(zhì)

基本特性

熔點(diǎn)：153-159 oC

沸點(diǎn)：309.6±42.0 oC （760 mmHg）

蒸氣密度：7.26 （vs 空氣）

蒸氣壓：<0.1 hPa（20 oC）

折射率：1.493~1.509

閃點(diǎn)：155.2±24.4 oC

溶解性：溶于水、乙醇、乙醚，不溶于苯，微溶于氯仿

pH值：3.24(1 mM 水溶液)；2.62 (10 mM 水溶液)；2.08 (100mM水溶液)

其他特性

存在形式：

檸檬酸可以以無水或一水形式存在。檸檬酸結(jié)晶形態(tài)因結(jié)晶條件不同而存在差異，在干燥空氣中微有風(fēng)化性，在潮濕空氣中有吸濕性，加熱可以分解成多種產(chǎn)物，可與酸、堿、甘油等發(fā)生反應(yīng)。無水檸檬酸是從熱水中結(jié)晶出來的，而一水檸檬酸是從冷水中結(jié)晶出來的。一水檸檬酸可在78°C左右脫去結(jié)合水轉(zhuǎn)化為無水檸檬酸。檸檬酸還能在15°C時溶解于無水乙醇（每100份乙醇含76份檸檬酸），并可與乙醇反應(yīng)，生成檸檬酸乙酯。溫度超過約175°C時，檸檬酸會分解并釋放二氧化碳。

電離情況：

檸檬酸是一種三元酸，其在25°C時的電離常數(shù)為：pK1=3.13；pK2=4.76；pK3=6.40。在pH值為7左右的生物體系中，存在的兩種物質(zhì)是檸檬酸根離子和檸檬酸單氫根離子。

絡(luò)合作用：

檸檬酸根離子會與金屬陽離子形成絡(luò)合物。由于螯合作用，形成這些絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)相當(dāng)大。因此，它甚至能與堿金屬陽離子形成絡(luò)合物。然而，當(dāng)使用全部三個羧基形成螯合絡(luò)合物時，會形成7元或8元螯合環(huán)，在熱力學(xué)上通常不如較小的螯合環(huán)穩(wěn)定。因此，羥基可以去質(zhì)子化，形成更穩(wěn)定的五元環(huán)的一部分，如檸檬酸鐵銨（NH4）5Fe(C6H4O7)2·2H2O。

酯化反應(yīng)：

檸檬酸可在其三個羧酸基團(tuán)中的一個或多個基團(tuán)上進(jìn)行酯化，形成各種單酯、二酯、三酯和混合酯中的任何一種。

歷史

1784年，化學(xué)家Carl Wilhelm Scheele首次從檸檬汁中分離出檸檬酸，并將其結(jié)晶化。

1890年，在意大利柑橘類水果產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)上，首次開始了工業(yè)規(guī)模的檸檬酸生產(chǎn)，用熟石灰（氫氧化鈣）處理果汁以沉淀檸檬酸鈣，然后分離檸檬酸鈣并用稀硫酸將其轉(zhuǎn)化為檸檬酸。

1917年，美國食品化學(xué)家詹姆斯-庫里（James Currie）發(fā)現(xiàn)，黑曲霉的某些菌株可以高效地生產(chǎn)檸檬酸，兩年后，輝瑞制藥公司開始使用這種技術(shù)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。1929年，Citrique Belge公司也開始使用這種技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。這種生產(chǎn)技術(shù)至今仍是檸檬酸的主要工業(yè)化生產(chǎn)途徑，在這種技術(shù)中，黑曲霉培養(yǎng)物在含蔗糖或葡萄糖的培養(yǎng)基上進(jìn)行喂養(yǎng)，以生產(chǎn)檸檬酸。糖的來源是玉米浸液、糖蜜、水解玉米淀粉或其他廉價的含糖溶液。從生成的溶液中過濾出霉菌后，用氫氧化鈣沉淀檸檬酸，生成檸檬酸鈣鹽，再用硫酸處理，從中再生檸檬酸，就像直接從柑橘果汁中提取檸檬酸一樣。

1977年，Lever Brothers公司獲得了在高壓條件下從烏頭鈣鹽或異檸檬酸鈣鹽（又稱異檸檬酸鈣鹽）開始化學(xué)合成檸檬酸的專利。這似乎是一種逆向的、非酶的三羧酸循環(huán)反應(yīng)，可產(chǎn)生接近定量的檸檬酸。

2018年，全球產(chǎn)量超過200萬噸。其中50%以上產(chǎn)自中國。50%以上用作飲料中的酸度調(diào)節(jié)劑，約20%用于其他食品應(yīng)用，20%用于洗滌劑應(yīng)用，10%用于食品以外的應(yīng)用，如化妝品、藥品和化工行業(yè)。

天然存在

自然界

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。

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47g/L）。在柑橘屬水果中，檸檬酸的含量介于橙和葡萄的0.005mol/L和檸檬和青檸的0.30mol/L之間。這個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)（三羧酸循環(huán)）

檸檬酸是檸檬酸循環(huán)（又稱TCA（三羧酸）循環(huán)）的中間產(chǎn)物，是動物、植物和細(xì)菌的核心代謝途徑。檸檬酸合成酶催化草酰乙酸（OAA）與乙酰輔酶A縮合形成含有3個羧基的檸檬酸。然后，檸檬酸鹽作為烏頭酸酶的底物，轉(zhuǎn)化為烏頭酸。這個循環(huán)以草酰乙酸的再生而結(jié)束。這一系列化學(xué)反應(yīng)是高等生物三分之二的食物能量來源。漢斯-阿道夫-克雷布斯因這一發(fā)現(xiàn)獲得了1953年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。

一些細(xì)菌（特別是大腸桿菌）可以在體內(nèi)產(chǎn)生和消耗檸檬酸鹽，作為其TCA循環(huán)的一部分，但無法將其用作食物，因?yàn)樗鼈內(nèi)狈幟仕猁}輸入細(xì)胞所需的酶。在理查德-倫斯基（Richard Lenski）的“長期進(jìn)化實(shí)驗(yàn)”（Long-Term Evolution Experiment）中，大腸桿菌在同樣含有檸檬酸鹽的極少量葡萄糖培養(yǎng)基中經(jīng)過數(shù)萬次進(jìn)化后，進(jìn)化出了一種變種大腸桿菌，能夠在檸檬酸鹽條件下有氧生長。倫斯基的學(xué)生扎卡里-布朗特及其同事研究了這些“檸檬酸 ”大腸桿菌，將其作為新性狀進(jìn)化的模型。他們發(fā)現(xiàn)有證據(jù)表明，在這種情況下，創(chuàng)新是由一種罕見的重復(fù)突變引起的，而這種突變是由之前的幾種“增效”突變累積而成的，這些突變的特征和影響仍在研究之中。

其他生物作用

檸檬酸鹽可被運(yùn)出線粒體并進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，然后分解為乙酰-CoA（用于脂肪酸合成）和草酰乙酸。檸檬酸鹽是這種轉(zhuǎn)化的正向調(diào)節(jié)劑，并對乙酰-CoA羧化酶進(jìn)行異構(gòu)調(diào)節(jié)，而乙酰-CoA羧化酶是乙酰-CoA轉(zhuǎn)化為丙二酰-CoA（脂肪酸合成的第一步）的調(diào)節(jié)酶。簡而言之，檸檬酸鹽被運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)中，轉(zhuǎn)化為乙酰-CoA，然后由乙酰-CoA羧化酶轉(zhuǎn)化為丙二酰-CoA，而乙酰-CoA羧化酶受檸檬酸鹽的異構(gòu)調(diào)節(jié)。

除此之外，檸檬酸鹽是骨骼的重要組成部分，有助于調(diào)節(jié)磷灰石晶體的大小。

藥物制劑中的作用機(jī)理

增強(qiáng)酸疼

檸檬酸鹽能增強(qiáng)酸疼，但不引起酸疼。藥物制劑中的檸檬酸通過增強(qiáng)酸感覺離子通道1（ASIC1）引起疼痛。數(shù)據(jù)表明，ASIC 1和是皮下酸灌注引起的傷害性反應(yīng)所必需的，中性檸檬酸鹽盡管不誘導(dǎo)ASIC 1電流或傷害性行為本身，通過去除細(xì)胞外鈣離子對ASIC 1的抑制作用，也可以增強(qiáng)酸傷害性感受。實(shí)驗(yàn)確定了ASIC 1作為用于檢測酸引起的注射部位疼痛的關(guān)鍵受體，中性檸檬酸鹽不刺激ASIC 1。此外，實(shí)驗(yàn)證明了檸檬酸通過去除鈣對受體胞外側(cè)的抑制作用來增強(qiáng)ASIC 1。

注意事項(xiàng)

食用危險

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θ梭w無害。在某些食品中加入檸檬酸后口感好，并可促進(jìn)食欲，在中國允許果醬、飲料、罐頭和糖果中使用檸檬酸。

基于檸檬酸對鈣的代謝可產(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，多喝牛奶、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，加入時應(yīng)快速的攪拌。

貯藏條件

應(yīng)貯藏于氣密容器內(nèi)，置陰涼干燥處保存。

生產(chǎn)工藝

菌種的培養(yǎng)

在檸檬酸的工業(yè)生產(chǎn)中都采用微生物發(fā)酵法，而有價值的只有幾種曲霉菌和酵母菌，其中黑曲霉菌是工業(yè)中具有競爭力的菌種，酵母中競爭力強(qiáng)的有解脂假絲酵母和季也蒙赤酵母等。

黑曲霉是在瓊脂上培養(yǎng)的，在瓊脂上成局限菌落，在室溫下培養(yǎng)10~14天，成為豐富密集的孢子梗，菌落為黑色，有時也為深褐黑色?？紤]到檸檬酸生產(chǎn)菌應(yīng)具有產(chǎn)酸能力強(qiáng)和耐檸檬酸濃度高的特點(diǎn)，可采用酸性濾紙法、變色圈法和單孢子移植法將黑曲霉分離出來，以避免其他雜菌干擾，使其成為生產(chǎn)檸檬酸用黑曲霉。酵母的培養(yǎng)可用于檸檬酸生產(chǎn)的酵母有解脂假絲酵母和季也蒙假絲酵母2種。前者有很強(qiáng)的分解脂肪的能力，較好的炭源是正烷烴。后者可由烷烴發(fā)酵生成檸檬酸，也可由糖類發(fā)酵生成檸檬酸，酵母發(fā)酵pH值為3.5~4.0。

發(fā)酵

1940年，H.A.克雷伯斯提出三羧循環(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。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（二磷酸己糖途徑）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)微生物體內(nèi)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，才有利于檸檬酸的大量積累。

發(fā)酵工藝分表面發(fā)酵和固體發(fā)酵，按不同工藝制備不同原料的培養(yǎng)基，然后進(jìn)行蒸料。蒸料的目的是將淀粉糊化，并進(jìn)行滅菌。蒸料時要使物料受熱均勻，蒸汽通暢，邊蒸邊加料，把料加在冒汽的地方，逐層加入。蒸好的物料要揚(yáng)散攤涼，當(dāng)溫度降至37℃以下，即可補(bǔ)水接種，裝盤發(fā)酵，發(fā)酵終點(diǎn)以酸度來決定，定期測定酸度，保證在酸度最高時出料，以免檸檬酸被細(xì)菌分解。

提取

發(fā)酵結(jié)束后，要對發(fā)酵醛進(jìn)行處理。表面發(fā)酵要即時把菌蓋和發(fā)酵液分開，再用少量水洗滌菌蓋和淺盤，發(fā)酵液和洗水合并；固體發(fā)酵中的檸檬酸要用水浸出，水溫80℃，浸出2~3次，浸水合并。發(fā)酵酸用壓濾機(jī)過濾，濾液和洗水合并，打入濾液槽。檸檬酸與鈣鹽和鈣堿反應(yīng)生成檸檬酸鈣從液相中沉淀出來，與可溶性雜質(zhì)分開。酸液中若含草酸多，則可在熱的中和液中，于pH值3以下沉淀析出，從而使草酸鹽先分離出來。中和終點(diǎn)用精密試紙測試，保持pH值在6.0~6.8。在85℃左右攪拌30分鐘，使硫酸鈣充分析出，過濾。檸檬酸鈣用硫酸酸解，按溶液中檸檬酸含量確定硫酸的用量，一般硫酸過量不超過0.2%。酸解后，酸液進(jìn)行過濾。檸檬酸溶液的凈化通過吸附脫色和離子交換除去溶液中的色素、膠體和鐵離子、鈣離子、銅離子、鎂離子等金屬陽離子以及硫酸根離子等陰離子雜質(zhì)。

凈化多在色譜柱上進(jìn)行，脫色炭是GH-15顆粒炭，離子樹脂是陰、陽樹脂。檸檬酸凈化液的濃度僅20%~25%，只有濃縮到70%以上才能進(jìn)行結(jié)晶。濃縮時溫度不能過高，以免檸檬酸分解，凈化液的濃縮可在負(fù)壓下進(jìn)行，為了節(jié)能，可采用雙效或三效蒸發(fā)器。濃縮分2段進(jìn)行，第1次濃縮后，放入沉降槽中保溫沉降，再除去大部分石膏；第2次濃縮液含檸檬酸約80%，及時放料結(jié)晶。第2次濃縮可用升降式或括板式蒸發(fā)器，以減少料液和熱媒的接觸時間，可提高產(chǎn)品質(zhì)量。結(jié)晶方式不同可得不同產(chǎn)品，一水檸檬酸的結(jié)晶是將80%溶液，溫度在55℃時，在結(jié)晶器中攪拌下自然冷卻，當(dāng)溫度降至40℃時，加入晶種，開始結(jié)晶，控制溫度不超過36℃，此時產(chǎn)品為一水檸檬酸；如果溶液在60℃條件下濃縮到83%，冷卻至46℃加入晶種，維持溫度在40~60℃慢慢結(jié)晶，最終降到38℃，產(chǎn)品為無水檸檬酸。晶膏分密離心得結(jié)晶狀的商品檸檬酸。

應(yīng)用領(lǐng)域

食品工業(yè)

檸檬酸是世界上用生物化學(xué)方法生產(chǎn)的產(chǎn)量最大的有機(jī)酸，檸檬酸及鹽類是發(fā)酵行業(yè)的支柱產(chǎn)品之一，主要用于食品工業(yè)，如酸味劑、增溶劑、緩沖劑、抗氧化劑、除腥脫臭劑、風(fēng)味增進(jìn)劑、膠凝劑、調(diào)色劑等。

在食品添加劑方面主要用于碳酸飲料、果汁飲料、乳酸飲料等清涼飲料和腌制品，其需求量受季節(jié)氣候的變化而有所變化。檸檬酸約占酸味劑總消耗量的2/3。在水果罐頭中添加檸檬酸可保持或改進(jìn)水果的風(fēng)味，提高某些酸度較低的水果罐藏時的酸度（降低pH值），減弱微生物的抗熱性和抑制其生長，防止酸度較低的水果罐頭常發(fā)生的細(xì)菌性脹罐和破壞。在糖果中加入檸檬酸作為酸味劑易于和果味協(xié)調(diào)。在凝膠食品如果醬、果凍中使用檸檬酸能有效降低果膠負(fù)電荷，從而使果膠分子間氫鍵結(jié)合而凝膠。在加工蔬菜罐頭時，一些蔬菜呈堿性反應(yīng)，用檸檬酸作pH調(diào)整劑，不但可以起到調(diào)味作用，還可保持其品質(zhì)。檸檬酸所具有螯合作用和調(diào)節(jié)pH值得特性使其在速凍食品的加工中能增加抗氧劑的性能，抑制酶活性，延長食品保存期 。

金屬清洗

檸檬酸是通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)的有機(jī)酸，在洗滌劑生產(chǎn)當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用比較廣泛，其自身的特異性以及螯合作用發(fā)揮起到了積極作用。檸檬酸在實(shí)際的使用過程中，有著良好的性能體現(xiàn)，主要就是在安全性方面比較突出，制備檸檬酸的原料都是來源于糧食，這是安全的食品級微生物。檸檬酸的使用對環(huán)境不會造成影響，在微生物以及熱等作用下比較容易降解，其自身的螯合能力也比較強(qiáng)，主要及時檸檬酸鹽對錳離子以及鐵離子等有著比較強(qiáng)的螯合能力，使用效果也比較突出。洗滌劑中的檸檬酸使用性能中的緩蝕性也比較突出，酸洗作為化學(xué)清洗中的一個比較重要的環(huán)節(jié)，和無機(jī)酸相比較而言，檸檬酸的酸性相對比較弱，所以對設(shè)備所產(chǎn)生的腐蝕性也比較小，檸檬酸清洗的安全可靠性比較強(qiáng)，廢液也比較容易處理，對人體不會造成危害。

（1）檸檬酸清洗機(jī)理

檸檬酸對金屬腐蝕小，是一種安全清洗劑，由于檸檬酸不含有Cl-，故不會引起設(shè)備的應(yīng)力腐蝕，它能夠絡(luò)合Fe3 ，削弱Fe3 對腐蝕的促進(jìn)作用。

檸檬酸可溶解氧化鐵和氧化銅，生成檸檬鐵、銅的絡(luò)合物，如果采用氨化的檸檬酸溶液，能生成溶解度很大的檸檬酸亞鐵氨和檸檬酸高鐵絡(luò)合物，清洗效果非常好，檸檬酸以除鐵銹為主，所以主要用于清洗新建的鍋爐，檸檬酸與氨基磺酸、羥基乙酸或甲酸混用，可用來清洗鍋爐中的鈣鎂垢和鐵銹，檸檬酸與乙二胺四乙酸（EDTA）混用，可用來清洗過熱器。

檸檬酸及其衍生物以其特殊的理化性能，在化學(xué)清洗等許多領(lǐng)域都有很廣闊的用途。

（2）檸檬酸清洗管道

這是針對高雜質(zhì)硬水質(zhì)的最新清洗技術(shù)，利用食品級檸檬酸軟化頑固水垢，再以微電腦控制水流與氣動，產(chǎn)生水流震蕩，使水管內(nèi)的陳年積垢剝離脫落，讓水管暢通清潔。

（3）復(fù)配表面活性劑清洗燃?xì)鉄崴?/p>

檸檬酸、AES和苯并三氮唑配制的化學(xué)清洗劑清洗已使用多年的燃?xì)鉄崴?，將清洗劑注入倒置的熱水器中，浸?h后，倒出清洗液，用清水沖洗干凈，重新使用熱水器，在相同流量下，出水溫度提高5℃～8℃。

（4）清洗飲水機(jī)

用食用檸檬酸（粉末狀）用水稀釋，注入飲水機(jī)加熱內(nèi)膽中，浸泡20min左右。最后用清水反復(fù)沖洗內(nèi)膽，直至干凈為止，無毒且效果好。

精細(xì)化工領(lǐng)域

檸檬酸屬于果酸的一種，可加快角質(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。檸檬酸在化學(xué)技術(shù)上可用作實(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浮；提高表面活性劑的性能，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。檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液用于煙氣脫硫。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SO2吸收率高等原因，是極具開發(fā)價值的脫硫吸收劑。

檸檬酸可作為無甲醛染色整理劑，提高織物的服用性能或使織物具有拒水、拒油等特性。

檸檬酸酯類，已經(jīng)美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)，作為食品包裝用的聚氯乙烯及纖維素塑料薄膜的無毒增塑劑。乙?；?、丁酰化檸檬酸酯可用于甲基丙烯酸甲酯聚合物的發(fā)泡劑、丙烯酰胺的穩(wěn)定劑、聚酰胺黏合劑的引發(fā)劑、聚氯乙烯的增塑劑等。特別是檸檬酸丁酯和乙?；瘷幟仕崛□ィ桥e世公認(rèn)的無毒增塑劑。本身除無毒外，在相容性，耐抽出性，低揮發(fā)性等方面性能更為優(yōu)越。如乙?；瘷幟仕崛乎ァ⒍□；瘷幟仕崛□タ捎糜谏a(chǎn)衛(wèi)生要求高的成分輸血管與導(dǎo)管等。

殺菌及凝血過程

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。在凝血酶原激活物的形成及以后的凝血過程中，必須有鈣離子參加。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。

動物養(yǎng)殖

檸檬酸在機(jī)體三羧酸循環(huán)中由乙酰輔酶A和草酰乙酸羧合而成，參與體內(nèi)糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝。天然的檸檬酸存在于植物（如檸檬、柑橘、菠蘿等）果實(shí)和動物的骨骼、肌肉、血液中，人工合成則通過砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物質(zhì)發(fā)酵制得。在配合飼料中添加檸檬酸可消毒，預(yù)防霉變，防止沙門氏菌等感染動物飼料。動物采食檸檬酸可減少病原體的增殖和抑制有毒代謝產(chǎn)物產(chǎn)生，提高動物應(yīng)激力。

（1）提高采食量促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收

牲畜日糧中添加檸檬酸，可以直接刺激口腔內(nèi)的味蕾細(xì)胞，使唾液分泌增多，起到調(diào)味劑的作用，增強(qiáng)動物食欲，從而提高動物的采食量。日糧中添加檸檬酸可使飼料pH降低，動物采食后，胃內(nèi)酸度升高，無活性的胃蛋白酶原轉(zhuǎn)化為有活性的胃蛋白酶，或直接刺激消化酶的分泌；另外，酸性食糜進(jìn)入小腸后，刺激小腸分泌腸抑胃素，使之反射性抑制胃蠕動，延緩胃排空的時間，使食糜通過腸道的時間增長，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化。

（2）促進(jìn)腸道菌群健康

有機(jī)酸可以進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞壁，使細(xì)菌內(nèi)部和外部出現(xiàn)pH梯度變化，抑制細(xì)菌生長。常見的幾種病原菌生長的適宜pH均是中性偏堿，如大腸桿菌適宜的pH為6.0～8.0，鏈球菌為6.0～7.5，而乳酸菌等益生菌宜于酸性環(huán)境繁殖。檸檬酸使胃腸道內(nèi)pH下降，腸道內(nèi)乳酸菌等益生菌得到良好的生長條件，從而維持畜禽消化道中微生物菌群的正常平衡。

（3）增強(qiáng)機(jī)體抗應(yīng)激和免疫能力

免疫活性細(xì)胞，即T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞，對機(jī)體起著免疫監(jiān)視作用。研究表明，肉雞飼喂檸檬酸可使免疫活性細(xì)胞具有較高的密度，使雞處于較好免疫狀態(tài)，可抑制腸道致病菌繁殖和預(yù)防傳染病的發(fā)生。

（4）作防霉劑和抗氧化劑

檸檬酸是一種天然防腐劑。由于檸檬酸可降低飼料的pH，有害微生物的增殖及毒素的產(chǎn)生受到抑制，有明顯的防霉作用。作抗氧化劑的增效劑，將檸檬酸與抗氧化劑混合使用，可提高抗氧化效果，阻止或延緩飼料氧化，提高配合飼料的穩(wěn)定性并延長貯存期。

化工生產(chǎn)

檸檬酸是許多其他有機(jī)化合物的多功能前體。檸康酸可通過檸康酸酐的熱異構(gòu)化反應(yīng)制得，所需的檸康酸酐可通過檸檬酸的干餾獲得。利用硫酸對檸檬酸進(jìn)行脫水可合成烏頭酸：

在發(fā)煙硫酸中對檸檬酸進(jìn)行脫羰基反應(yīng)也可以制備丙酮二羧酸。

主要來源

通常情況下，淀粉類物質(zhì)為檸檬酸的主要來源。首先將淀粉質(zhì)的原料粉碎，然后給粉碎的原料加入適量的水并攪拌，將拌合料進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵之后通過過濾得到濾液，在濾液中加入碳酸鈣發(fā)生中和反應(yīng)，過濾出檸檬酸鈣，使用硫酸對檸檬酸鈣進(jìn)行酸解并過濾，對濾液進(jìn)行離子交換脫色，之后濃縮、結(jié)晶，再干燥就得到了白色粉末狀的檸檬酸。

檸檬酸生產(chǎn)廢物主要來自發(fā)酵和提取工序中產(chǎn)生的廢中和液、濃糖水、洗糖水、洗罐水和洗濾布水，洗罐水的濃度最高，但相對于濃糖水，其水量較小，濃糖水的水量最大，且濃度較高，剩余各項(xiàng)廢水的濃度以及水量都較低。

生物法

處理檸檬酸生產(chǎn)廢水比較常見的處理方法為生物法。生物法又分為厭氧生物法和好氧生物法在國外處理檸檬酸生產(chǎn)廢水的主要方法為上流式厭氧污泥床，其處理廢水的步驟如下。首先，使廢水在經(jīng)過反應(yīng)器底部之后進(jìn)入到內(nèi)筒；然后，廢水不斷上升直至達(dá)到反應(yīng)器最頂端的水分布器，再利用虹吸管將廢水導(dǎo)入馴化好的污泥中，不斷進(jìn)行混合，厭氧菌將廢水里的有機(jī)物分解成沼氣，利用三相分離器將沼氣、污泥與水分離并各自排出。此種方法的優(yōu)點(diǎn)為處理效果好、操作比較簡單以及剩余的污泥較少等。

好氧生物法主要為活性污泥法，此方法利用好氧類的微生物來分解有機(jī)廢水，而這種好氧微生物就稱為活性污泥?；钚晕勰嘀械奈⑸镎加斜壤^大，其中細(xì)菌在分解過程中發(fā)揮凈化作用，其主要通過降解有機(jī)廢水中的可降解成分，從而達(dá)到凈化廢水的目的。活性污泥分解廢水中有機(jī)物的步驟：（1）將有機(jī)物吸附于污泥表面，完成初步凈化；（2）利用活性污泥中的微生物分解吸附于污泥表面的有機(jī)物；（3）將分解的廢水進(jìn)行凝聚并經(jīng)過沉淀作用，從而達(dá)到分解有機(jī)廢水的目的。

光合細(xì)菌法

光合細(xì)菌屬于一種微生物，在不同的水域都有分布。通常情況下，光合作用都會產(chǎn)生氧氣，而這種細(xì)菌在光合作用下能夠合成營養(yǎng)物質(zhì)以滿足自身需求，并且在光合作用的過程中不產(chǎn)生氧氣。光合細(xì)菌在水中發(fā)揮的作用較大，對于碳、硫等物質(zhì)的循環(huán)有著至關(guān)重要的作用。光合細(xì)菌體內(nèi)含有較多的蛋白質(zhì)，其體內(nèi)也包含各種維生素，葉酸與酵母相比含量高出很多。除此之外，光合細(xì)菌中還含有抗病毒物質(zhì)，所以經(jīng)常在養(yǎng)殖動物的食物中添加光合細(xì)菌，進(jìn)而提高動物的抗病能力。光合細(xì)菌處理廢水的步驟較為簡單，并且使用該方法能夠達(dá)到很好的效果，不會對水體產(chǎn)生二次污染，處理后的水不含有毒物質(zhì)，因此處理過的水可以發(fā)揮作用，從經(jīng)濟(jì)角度來看利用此種方法處理廢水產(chǎn)生的成本較低，便于管理。

乳狀液膜法

液膜分離技術(shù)在生物、重金屬工程分離中應(yīng)用較多，在進(jìn)行濃度比較高的廢水處理時此方法效率較高。液膜法處理廢水的第一步是把乳液和廢水放在一起，并進(jìn)行攪拌，使兩者充分融合，在攪拌的過程中廢水中檸檬酸通過液膜濃縮在膜內(nèi)，進(jìn)而將檸檬酸分解出來。乳狀液膜法的分離過程比較簡單，并且分離效率高，對于工業(yè)應(yīng)用比較實(shí)用，乳液可以重復(fù)使用，且分離效果不變。

綜合處理法

（1）厭氧-好氧生物組合法

上述的兩種生物法具有其相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，但單一的處理方法都難以達(dá)到國家的排放要求，所以將這兩種方法組合后再對廢水進(jìn)行處理。對于濃度為5000～50000mg/L的檸檬酸廢水進(jìn)行處理，將其混入低濃度的廢水中，再進(jìn)入生物接觸氧化池，使用以上方法處理廢水使其達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，在一定程度上增加了水資源的利用率，排放的水可以用于農(nóng)田灌溉、工業(yè)用水等。目前，厭氧-好氧生物組合法已經(jīng)應(yīng)用于檸檬酸的廢水處理中。

（2）厭氧-兼氧-好氧生物組合法

在厭氧-好氧生物組合處理廢水的過程中，好氧單元處理厭氧單元出水運(yùn)行效果較差的現(xiàn)象，使得廢水處理的效率大大降低。基于厭氧單元與好氧單元的相互影響，在兩者之間增加生物轉(zhuǎn)化器，將廢水進(jìn)行厭氧處理后，通過轉(zhuǎn)化器增加水中的含氧量，將水中的厭氧物質(zhì)除去，為好氧單元做好準(zhǔn)備，提高好氧單元的處理效率。

循環(huán)利用中和廢水技術(shù)

在檸檬酸生產(chǎn)的過程中排放的廢水種類較多，其中中和廢水的排放量最大，造成的污染也最為嚴(yán)重，因此對于中和廢水的處理至關(guān)重要，直接關(guān)系著生態(tài)環(huán)境。中和廢水技術(shù)的工藝流程為中和→催化氧化→沙濾→吸附，廢水經(jīng)過處理之后，可以用于農(nóng)田灌溉，既充分利用了工業(yè)廢水，又節(jié)約了水資源。