发酵简史和柠檬酸性质
柠檬酸发酵的原理
柠檬酸发酵的原理柠檬酸是一种有机酸，化学式为C6H8O7。
它常见于柠檬、橙、柚子等柑橘类水果中，具有酸味和鲜味。
柠檬酸的发酵是指通过微生物在适宜环境条件下对柠檬酸底物进行代谢分解，产生新的化合物、气体或能量的过程。
柠檬酸发酵的过程可以分为两个阶段：引入柠檬酸菌和发酵反应。
首先，柠檬酸发酵的关键是引入柠檬酸菌。
柠檬酸菌是一类嗜酸性细菌，它们广泛存在于自然界中，常见于各种水果、土壤、植物等环境中。
这些细菌具有代谢柠檬酸的能力，并能分解柠檬酸为其他代谢产物。
在适宜的生长条件下，柠檬酸菌会在培养基中生长和繁殖。
柠檬酸菌需要一定的温度、pH值以及营养物质供应，如碳源、氮源、矿物盐等。
这些条件对于维持菌体生长和代谢活性都非常重要。
当柠檬酸菌引入培养基后，它们会开始与柠檬酸底物进行代谢，进而引发柠檬酸的发酵。
柠檬酸发酵可产生以下代谢产物。
首先，柠檬酸菌代谢柠檬酸的初始酶是柠檬酸酶，将柠檬酸分解为顺式-脱氢异柠檬酸。
柠檬酸酶存在于柠檬酸菌的细胞内。
随后，顺式-脱氢异柠檬酸经过酶促反应被还原为'顺式'脱氢酶异柠檬酸，再被脱氢酶反应转化为柠檬酸。
接下来，由于柠檬酸发酵过程中柠檬酸的分解和合成是相互竞争的，此时代谢产物多取决于柠檬酸菌生长条件的调节。
在有氧条件下（即有足够的氧气供应），柠檬酸将被完全代谢为二氧化碳和水，释放能量。
此时发酵的产物主要是气体，如二氧化碳。
这种情况下，柠檬酸发酵可以在其它微生物中应用。
然而，当在缺氧条件下进行柠檬酸发酵时（如在发酵罐中），由于氧气供应不足，柠檬酸菌会进一步代谢柠檬酸。
在此情况下，发酵的产物主要是有机酸，如乳酸、丙酸等。
这种发酵过程称为无氧呼吸。
结合柠檬酸菌自身特点和提供的环境条件，可以选择调控发酵过程中柠檬酸的转化路径，实现不同发酵产品的生产。
总结起来，柠檬酸发酵的原理是通过引入柠檬酸菌并在适宜条件下提供营养物质，利用柠檬酸菌的代谢能力，将柠檬酸转化为新的化合物。
第六章 糖蜜发酵生产柠檬酸
预处理的目的： 降低培养液中微量元素的含量，主 要是指金属离子的含量（否则直接影响 到产酸 ），使其达到较为理想的浓度。 生产上对糖蜜预处理较多的是采用 添加黄血盐的方法来除去重金属离子， 特别是Fe2+、Zn2+、Mn2+等
2．氮源和磷源 氮源和磷源菌体生长所必需的 。基 质中氮和磷的含量对菌体的生长期和产酸 期都有明显的影响。 氮源： 过多会使菌体生长旺盛而导致生长 期延长。产酸期过量则形成草酸。 现在一般是用NH4NO3，浓度不宜超 过0.25％。
1．钙盐中和法 钙盐中和法提净的工艺流程图解如下：
一、提 净
流程说明： （1）过滤分离菌丝体等 发酵结束后，醪液先送去过滤，分 离除去菌丝体和其他杂质。滤液中柠檬 酸含量约占总酸量90％（其余为葡萄糖 酸、草酸等），还有部分残糖分。滤渣 主要是菌丝体，可供综合利用或作饲料。
（2）中和 滤 液 送入中 和罐 ， 加入纯 碳酸钙 粉未 （或氢氧化钙乳）中和，生成柠檬酸钙 、 草酸钙、葡萄糖酸钙的混合物。 中和完毕，用离心分离机分离，便可得 到柠檬酸钙和草酸钙沉淀的混合物。葡萄 糖酸钙因溶解度较大，仍留在滤液中。 中和时温度应控制在80～90℃。
第四节
柠檬酸发酵
一、发酵的方法
以糖蜜发酵生产柠檬酸的方法共有三种： 表面发酵（又称浅盘发酵） 深层发酵（适宜大规模生产厂采用 ） 固体发酵。
二、发酵工艺条件
1．糖液浓度和糖蜜原料的预处理 用黑曲霉生产柠檬的产量与培养基 液中的初糖浓度有直接关系。一般来说， 初糖浓度在15％～18％较为合适： 如果高于18％，会使发酵液中残糖 增加，增大了成本，且发酵液过浓会造成 发酵速度缓慢，周期延长。 如果低于15％，则生成的柠檬酸可 能会有一部分被菌体用作能源而被消耗掉， 使柠檬酸产量减少而草酸生成量增加。
柠檬酸发酵机理
通过调整发酵温度和pH值，找到最适 宜的发酵条件，以提高柠檬酸的产量 和降低能耗。
产物的分离与纯化技术改进
分离技术
采用新型的分离技术，如超滤、纳滤、反渗透等，实现柠檬酸的高效分离和纯 化，降低分离成本。
纯化技术
采用结晶、离子交换、吸附等纯化技术，进一步提高柠檬酸的纯度，满足不同 应用需求。
细菌
某些细菌如柠檬酸杆菌、 氧化杆菌等也可以进行柠 檬酸发酵。
微生物的代谢途径
葡萄糖代谢
微生物将葡萄糖通过糖酵解途径 转化为丙酮酸，这是柠檬酸发酵 的起始步骤。
丙酮酸代谢
丙酮酸在丙酮酸羧化酶的作用下 转化为草酰乙酸，再经过三羧酸 循环转化为柠檬酸。
乙酰CoA的合成
在柠檬酸发酵过程中，乙酰CoA 是重要的中间代谢产物，可以用 于合成脂肪酸等物质。
厌氧发酵
微生物在厌氧条件下，将葡萄糖或其他糖类转化 为丙酮酸，再经过一系列反应生成柠檬酸。
3
好氧发酵
微生物在好氧条件下，通过糖酵解途径将葡萄糖 转化为丙酮酸，再经过氧化脱羧等反应生成柠檬 酸。
柠檬酸发酵的分类
黑曲霉发酵
黑曲霉在好氧条件下进行发酵，通过糖酵解途径将葡萄糖转化为 丙酮酸，再经过氧化脱羧等反应生成柠檬酸。
产物提取与精制
过滤分离
将发酵液进行过滤，分 离出菌体和未消耗的原
料。
离子交换
利用离子交换剂吸附柠 檬酸离子，与其他离子 进行交换，实现柠檬酸
的分离。
浓缩结晶
将分离出的柠檬酸溶液 进行浓缩和冷却，促使
柠檬酸结晶析出。
干燥与包装
将结晶的柠檬酸进行干 燥和包装，得到符合标
准的柠檬酸产品。
05 柠檬酸发酵的优化与改进
综合实验1：柠檬酸发酵及产物提取
综合实验1：柠檬酸发酵及产物提取（一）柠檬酸发酵一、实验原理柠檬酸发酵为典型的有机酸发酵，淀粉质原料经淀粉酶作用水解为葡萄糖，葡萄糖经EMP途径氧化为丙酮酸，丙酮酸进一步被氧化脱羧生成乙酰CoA，就一般能量代谢过程而言，生成的乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸后进入三羟酸循环，通过三羟酸循环进行有氧呼吸的能量代谢。
但就柠檬酸产生菌而言，由于其顺乌头酸水合酶和异柠檬酸脱氢酶活性很低，而柠檬酸合成酶的活性很高，因而大量积累柠檬酸，草酰乙酸的提供则仍通过丙酮酸羧化而成，柠檬酸的生成途径如下式：2 C6H12O6 +3 O2→2 C6H8O7 +4 H2O国内目前柠檬酸发酵所采用的原料主要是山芋干及废糖蜜。
二、实验器材（一）材料1．菌种：黑曲霉2．蔗糖、硫酸铵等（二）主要仪器设备1．旋转式摇床、超净工作台、15L发酵罐等三、操作步骤1．种子培养基制备：马铃薯培养基配方:(1000ml)马铃薯（去皮）200g葡萄糖（或蔗糖）20g琼脂15~25g水1000ml自然pH2．种子液培养：将已灭菌的种子培养基接入一环斜面孢子于35℃±1℃、250r.p.m条件下培养24~36h。
3．种子培养液质量要求：镜检菌丝生长健壮，结成菊花形小球，球直径不超过100μm，每毫升含菌球数在1~2万之间，无异味、无杂菌污染；pH2~2.5；酸度1.5~2.0%。
4．发酵培养基制备：蔗糖15%，硫酸铵0.4%，磷酸二氢钾0.1%，7水合硫酸镁0.025%。
5. 上罐灭菌（操作同实验一）5．发酵：将培养好的种子液按发酵培养液体积的5%接入到已灭菌的发酵培养基中，于35℃±1℃、200r/min条件下发酵4天。
6.分别在0，24，48，72，96小时测定一下参数。
四、实验结果1．对种子液进行镜检，画下菌丝形态，并测定菌球直径及粗略估算每ml种子液中的菌球数。
2．测定成熟发酵液的酸度，并就发酵结束后的菌体形态作出描述。
柠檬酸
问题：产酸略低；提取比率比国际先进水平低8%-15%；生产 中的“三废”未有效治理。
二、柠檬酸发酵微生物
1、黑曲霉 ( Aspergillus niger )
目前最有竞争力的菌种，我国多数厂家采用
2、酵母
酵母的重要性在于能发酵烷烃产生柠檬酸
解脂假丝酵母( Candida lipolytica )
三、柠檬酸发酵机理
（二）柠檬酸的用途
1、在食品工业上的应用：占70% 第一食用酸味剂 2、在医药上的应用 广泛用于糖果、饮料、果酱、果胨、果酒、腌制品、罐头、糕点等 柠檬酸糖浆：发烧病人的清凉饮料，清凉、解毒、矫口味 3、在化工上的应用 赋予水果风味，抗氧化、保护色素和维生素，使产品新鲜感等 柠檬酸铁铵：温和的补铁剂，用于缺铁性贫血 常用的电镀缓冲剂和络合剂 柠檬酸钾：治疗膀胱炎和糖尿病所致的酸中毒 多年来，世界柠檬酸消费增长速度始终维持在5%-7%，用途也 许多化学反应的催化剂：如环氧树脂的交联、聚尿烷泡沫塑料 在不断扩大中。 柠檬酸钠：抗凝血剂，用于输血、血液和血浆的保存 用于制造高效无公害洗涤剂 柠檬酸铜：消毒杀菌剂并有收敛作用，用于配制眼膏 用于生产牙膏、洗面乳、洗发剂 柠檬酸镁：温和的泻药，用于X光透视前的清肠
Sweet potato
cassava
2、制种
我国普遍采用麸曲生产工艺 流程： 原种 斜面 茄瓶 麸曲 种子罐
麸皮培养基；三角瓶或可拆卸铝盒 使孢子发育成菌丝球；缩短发酵罐的发酵时间； 茄瓶孢子接种； 30～32℃，4 d 薯干粉培养基；麸曲接种； 34～35℃，18～28h
3、发酵
设备类似酱油厚层制曲池。
糖质原料生物合成柠檬酸的途径
1 2 3
柠檬酸虽在TCA循环中是一个中间产物，但在正常情况下，柠 檬酸在细胞内不会积累，且柠檬酸是黑曲霉的良好碳源。
6. 柠檬酸发酵
2.柠檬酸生物合成途径
柠檬酸位于三 羧酸循环的起 始点，几乎所 有微生物都能 合成柠檬酸。
柠檬酸
3.柠檬酸产生菌
菌 种
假单胞菌 节杆菌 棒杆菌 短杆菌 诺卡氏菌 放线菌
柠檬酸
4.柠檬酸发酵生产菌
我国选育柠檬酸高产菌株
字佐米曲霉N558(产酸6％-7％)； 黑曲霉r144(产酸9％)； D353(产酸9％-10％)； N05016(产酸14％-17％)；
米曲霉 黑曲霉
5. 柠檬酸生物合成途径
l 在正常生长情况下．柠 檬酸在细胞内不会积累。 因为柠檬酸不是代谢途 径的终产物，而且是黑 曲霉的良好碳源.
l 柠檬酸积累是菌体代谢 失调的结果。
柠檬酸
柠檬酸积累
二、柠檬酸发酵工艺
l 柠檬酸发酵工艺的发展分为三个阶段：
1.表面发酵； 2.深层发酵； 3.固体发酵工艺。
课程名称:生物工艺学
1
柠檬酸发酵机理
2
柠檬酸培养工艺方法
一、柠檬酸发酵机理
1.柠檬酸简介
l 早期，柠檬酸主要从柑橘、菠 萝和柠檬等水果中提取。
l 1893年，wehmer发现青霉可以 生成柠檬酸。
l 19l7年Currie使用黑霉菌的浅 盘发酵生产柠檬酸，为柠檬酸 的发酵奠定基础。
黑曲霉
浅盘发酵
1.表面发酵
2.深层发酵
3.固体发酵
1.表面发酵工艺
l 发酵室为不锈钢金属制大型发酵 盘，具有保温、保湿。
l 原料：糖蜜原料。
l 发酵条件：采用间歇培养；孢子 需1-2天发芽，30℃，发酵6-8d， pH降至2。
l 生产力：柠檬酸0.2-0.4kg/m3.h
糖蜜原料 发酵控制室
2.固体发酵法
柠檬酸发酵及产物提取
综合实验：柠檬酸发酵及产物提取（一）柠檬酸发酵一、实验原理柠檬酸发酵为典型的有机酸发酵，淀粉质原料经淀粉酶作用水解为葡萄糖，葡萄糖经EMP途径氧化为丙酮酸，丙酮酸进一步被氧化脱羟生成乙酰CoA，就一般能量代谢过程而言，生成的乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸后进入三羟酸循环，通过三羟酸循环进行有氧呼吸的能量代谢。
但就柠檬酸产生菌而言，由于其乌头酸流水作业事酶和异柠檬酸脱氢酶活性很低，而柠檬酸合成酶的活性很高，因而大量积累柠檬酸，草酰乙酸的提供则仍通过丙酮酸羧化而成，柠檬酸的生成途径如下式：2 C6H12O6 +3 O2→2 C6H8O7 +4 H2O国内目前柠檬酸发酵所采用的原料主要是山芋干及废糖蜜。
二、实验器材（一）材料1．菌种：黑曲霉2．蔗糖、硫酸铵等（二）主要仪器设备1．旋转式摇床、超净工作台、15L发酵罐等三、操作步骤1．种子培养基制备：马铃薯培养基配方:(1000ml)马铃薯（去皮）200g葡萄糖（或蔗糖）20g琼脂15~25g水1000ml自然pH2．种子液培养：将已灭菌的种子培养基接入一环斜面孢子于35℃±1℃、250r.p.m条件下培养24~36h。
3．种子培养液质量要求：镜检菌丝生长健壮，结成菊花形小球，球直径不超过100μm，每毫升含菌球数在1~2万之间，无异味、无杂菌污染；pH2~2.5；酸度1.5~2.0%。
4．发酵培养基制备：蔗糖15%，硫酸铵0.4%，磷酸二氢钾0.1%，硫酸镁7水0.025%。
5. 上罐灭菌（操作同实验一）5．发酵：将培养好的种子液按发酵培养液体积的5%接入到已灭菌的发酵培养基中，于35℃±1℃、500转条件下发酵4天。
6.分别在0,24,48,72,96小时测定一下参数。
四、实验结果1．对种子液进行镜检，画下菌丝形态，并测定菌球直径及粗略估算每ml种子液中的菌球数。
2．测定成熟发酵液的酸度，并就发酵结束后的菌体形态作出描述。
3．计算柠檬酸发酵的转化率，即每100克葡萄糖经转化所能生成的柠檬酸克数，柠檬酸酵的理论转化率按下列反应计算应为106.7%。
《柠檬酸发酵》课件
柠檬酸发酵的未来发展
生物技术进步
随着生物技术的不断发展，未来有望通过基因编辑和合成 生物学手段进一步提高柠檬酸发酵的产量和效率。
环保要求
随着环保意识的增强，开发低污染或无污染的柠檬酸发酵 工艺将成为未来研究的重要方向。
智能化发酵
借助物联网、大数据和人工智能等技术，实现柠檬酸发酵 过程的智能化监控和管理，提高生产效率和产品质量。
无水硫酸铵
作为氮源，提供菌种生长所需的氮元素。
玉米浆
含有丰富的维生素、氨基酸和生长因子，有 助于菌种的生长和代谢。
磷酸二氢钾
提供磷元素和钾元素，有助于菌种的正常代 谢。
菌种接种与发酵
菌种选择
选择高产柠檬酸的菌种，如黑曲霉、 青霉等。
接种量
根据发酵罐的大小和生产能力，确定 适宜的接种量，以保证发酵效率。
在缺氧条件下，菌体会进行厌氧呼吸，产生乳酸或乙醇等副产物，而不是柠檬酸 。因此，需要提供足够的氧来支持菌体的有氧代谢，从而获得高产量柠檬酸。
营养物质对柠檬酸发酵的影响
营养物质是柠檬酸发酵过程中的基础物质，包括碳源、氮源 、磷源和无机盐等。
不同的营养物质对柠檬酸发酵的影响不同。通过实验研究， 可以确定最佳的营养物质配比，以提高柠檬酸的产量。此外 ，添加一些生长因子或酶抑制剂也可以调节菌体的代谢途径 ，从而影响柠檬酸的产量。
柠檬酸发酵的控制策略
参数控制
通过控制温度、pH、溶氧浓度等关键 参数，保证发酵过程在最佳条件下进行
。
分离纯化
采用高效的分离纯化技术，如离子交 换、吸附、萃取等，将柠檬酸从发酵
液中提取出来。
补料控制
根据发酵过程的实时监测数据，适时 添加必要营养物质，避免因缺乏某些 关键成分而影响发酵。
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11.银盐
白色结晶粉末，强烈防腐剂，用于外科消毒防腐。
12.锌盐
白色粉末，用于化工原料，生产锌化合物。
13.钡盐
白色粉末，用于化工原料，作为乳胶等涂料的稳定剂。
4.柠檬酸衍生物的性质
• 包括脂类、酰胺类、醚类和酸酐以及分解产 物。
• （1）柠檬酸三甲酯： • 无色结晶，易溶于醚和醇，微溶于水。可做助燃剂、热熔粘 合剂、发泡剂等。 • （2）乙酰柠檬酸三乙酯： • 无色液体，高温受热水解，在塑料工业上用作增塑剂。 • （3）柠檬酸三丁酯： • 无色或微黄色油状液体，可做气相色谱固定剂，塑料的增塑 剂。 • （4）柠檬酸十八酯： • 白色或微黄色粉末，可做抗氧化剂。
2.柠檬酸的化学性质
• （1）酸性与电离
• （2）加热分解作用 • 柠檬酸加热可以分解，生成多种产物，
• （3）柠檬酸与酸反应 • 柠檬酸与发烟硫酸混合，在常温下，即生成乌头 酸，稍加热能生成3-酮基戊二酸。
• （4）柠檬酸与碱反应
• 柠檬酸的常规酸碱中水反应可生成多种盐类。
（5）与甘油作用 共热产物：柠檬酸三甘油酯 如果与硬脂酸共热，则得到合成树脂状物 质，可作为油漆或塑料添加剂。
5.钠盐
医药上作为退热剂、尿酸矫正剂、抗凝血剂。 食品中用作风味剂、pH缓冲剂、稳定剂和乳化剂。
6.镁盐
白色鳞片状晶体，可作为泻药及起泡剂。
7.铋盐
白色结晶粉末，医药上用作健胃剂和收敛剂。
8.镍盐
绿色晶体或粉末，具吸湿性，广泛用于电镀工业。
9.锰盐
白色粉末，医药上作为锰营养药及收敛剂
10.铜盐
淡绿色粉末或蓝绿色结晶，医药上用作消毒剂，治疗结膜炎、砂眼等。
• • •
第二节 柠檬酸类化合物的性质
• • • • • • • 柠檬酸:又称枸橼酸 学名： 2-羟基丙烷三羧酸 2-羟基丙烷-1，2，3三羧酸 3-羟基-3-羧基戊二酸 分子式C6H8O7 相
别异柠檬酸
1.柠檬酸的物理性质
• 外观与性状：白色结晶粉末，无臭 • 溶解性：溶于水、乙醇、乙醚，不溶于苯，微溶于氯仿，水 溶液显酸性 • 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，慢 慢加热到70~75℃时一水合物会软化开始熔化，至130 ℃完 全失去结晶水，在135~152 ℃范围内完全熔化。一水合柠檬 酸剧烈加热时，在100 ℃开始熔化，结块变为无水柠檬酸， 继续加热在153 ℃熔化，在15 ℃时，柠檬酸也可在无水乙 醇中溶解。 • 柠檬酸结晶状态因结晶条件不同而不同，有无水柠檬酸 C6H8O7,也有结晶水柠檬酸C6H8O7· H2O、C6H8O7· 2H2O
3.柠檬酸钙盐的性质
• 采用钙盐法提取柠檬酸，在发酵后一般先制 成钙盐，再用硫酸酸解为柠檬酸。
• 柠檬酸钙盐在水中的溶解度较小；并且随温度升高 进一步降低。★ • 如果温度升高至95~100℃，Ca（C6H5O7）.4H2O 的溶解度可进一步降低为0.578g/L水。 • 将溶液加热至沸，使柠檬酸钙盐比较完全沉淀析出， 而其它有机酸钙（葡萄糖酸钙、草酸钙）等物质溶 解。
• 柠檬酸在制药方面的应用 • 1.作为泡腾片：柠檬酸与碳酸钠或碳酸氢钠 水溶液反应，生成大量CO2（泡腾）和柠檬 酸钠，可使药物中活性配料迅速溶解并增强 味觉能力。 • 2.柠檬酸糖浆是发热病人的清凉饮料，具有 清凉、解毒功效。 • 柠檬酸普遍用于营养口服液中，维持活性配 料的稳定性，加强防腐效果。 • 在口嚼片中，柠檬酸能改善药片的风味。
2.国内发展过程
• • • • • • 1942年，汤腾汉等报道了发酵法制取柠檬酸； 1952年，陈声等人开始用黑曲霉浅盘发酵制取柠檬酸； 1959年轻工业部完成了200L规模深层发酵制备柠檬酸试验； 1965年原轻工业部食品发酵研究所在黑龙江和平糖厂建立了我国第一个柠檬酸 生产厂，以甜菜糖蜜为原料，浅盘发酵，钙盐离交提取柠檬酸，年产量100吨； 1968年上海酵母厂是我国第一家以淀粉为原料深层发酵柠檬酸投产成功； 1966年，天津工微所、上海工微所相继开展用黑曲霉进行薯干粉原料深层发酵 柠檬酸的试验研究，并获成功，从而确定了中国柠檬酸的这一主要工艺路线，薯 干粉深层发酵柠檬酸，原料丰富，工艺简单，是当时中国独特的先进工艺； 现在人们正在大力开发固定化细胞循环生物反应器发酵技术； 2005年，柠檬酸类产品产量63万吨，占世界总产量的44% 国内大小厂家500多个，是世界上最大的柠檬酸生产国和出口国。
• 6.冰激凌和酸奶 • 增加其口味，抗氧化性，提高产品稳定性，还能促进双歧杆 菌繁殖，促进钙吸收 • 7.脂肪和油 • 作为抗氧化剂，并能螯合微量元素使脂肪、油和含脂肪食品 不易变质，添加量0.005%~0.02%，效果明显。 • 8.腌制品 • 可改善风味，还可除腥气、脱臭、抗氧化。 • 9.罐头食品和水果加工 • 调节酿度，螯合金属离子，保护水果所含VC，使其不易被 金属离子破坏，减少褐变。 • 10.豆制品和调味品 • 可使大豆脱腥，也可与乳酸、琥珀酸等配合应用于酱油、醋 及酵母天然调味料的调味。
• （5）柠康酸、柠康酸酐 • 有机化工原料，用于生产新型塑料。
5.柠檬酸的应用
• 在食品工业上的应用
• 柠檬酸也称第一食用酸味剂，广泛用作 酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂、脱 腥脱臭剂、螯合剂等。
• 1.饮料 • 饮料工业消耗的柠檬酸占柠檬酸总产量的75~80%，柠檬酸是 果汁天然成分之一，不仅能赋予水果风味还有增溶、抗氧化 等作用，能增加抗微生物防腐效果。 • 2.果酱与果冻 • 主要调节pH值和赋予产品酸味，在果酱中可改变风味和防止 蔗糖结晶析出发砂的缺陷。 • 3.果糖 • 可增加酸味并防止各种成分氧化以及蔗糖结晶析出。 • 4.冷冻食品 • 柠檬酸具有螯合及调节pH的特点，可以加强抗氧化剂的作用 使酶失活，保证冷冻食品的稳定性，还能抑制冷冻水果颜色 和香气变坏。 • 5.酿造酒 • 调节酿造酒的酿度，还可以起到抗氧化作用和保护色素作用。
• 柠檬酸钙的溶解度也与酸度有关，pH值降低时溶解 度增大。
4.柠檬酸其它盐类的性质
1.铵盐
白色粉末，氢二铵具有除锈、除垢作用，并且是生产复写纸的原料。
2.铁盐
红色鳞片状晶体，很好的铁营养药，治疗缺铁性贫血。
3.铁铵复盐
红褐色或黄褐色，治疗缺铁性贫血以及出血后贫血。
4.钾盐
白色颗粒或结晶粉末，与酒石酸氢钠生成结晶沉淀，用作定性； 医药上用作利尿剂和发汗剂。
柠檬酸的溶解性
• 柠檬酸含有羟基和羧基，故极易溶于水， 溶解度随温度升高而增大。 • 在36.6 ℃处有一转折点是一水柠檬酸向无 水柠檬酸转化的临界温度，
• 折点以下，溶解度曲线可以用 W=49.9300+0.5303t表示
• 折点以上：溶解度曲线可用， W’=59.8730+2.2117(t/10)+0.03079(t/10)2 来表示
第一章
柠檬酸发酵工艺学
第一节 柠檬酸发酵简史
• 一、柠檬酸发酵简史 • 1.国外发展过程
• • • • • •
• • • •
1784年，舍勒从柑桔中提取柠檬酸 1860年意大利开始从果汁中添加石灰乳的方法制柠檬酸，从而进行工业化生产。 发酵法制取柠檬酸始于19世纪末 1893年，韦默尔发现青霉菌能积累柠檬酸； 1913年Zahorskl首先利用黑曲霉生产柠檬酸； 1916年，汤姆和阿里证实大多数曲霉菌都有产柠檬酸的能力，而黑曲霉产酸能 力更强。 1923年美国pfizer辉瑞公司首先采用黑曲霉浅盘发酵法工业化生产柠檬酸，发酵 法取代直接提取法。 1950年前，柠檬酸采用浅盘发酵法生产； 1952年美国Miles公司在借鉴深层发酵青霉素工厂首先开发深层发酵法工业化生 产柠檬酸； 2009年世界柠檬酸产量达到150万吨。