柠檬酸(Citric Acid),又称枸橼酸,学明3-羟基-3-羧基戊二酸(C6H8O7),其广泛分布于柠檬、李子、柑橘和葡萄等水果中。在食品工业中,柠檬酸是一种常用的酸度调节剂。根据“GB2760-2014 食品添加剂使用标准”,柠按生产需要适量使用。 柠檬酸生产工艺 柠檬酸一般采用微生物发酵法生产,黑曲霉能发酵含淀粉的原料产生柠檬酸,因此只要含有淀粉的原料都可用于柠檬酸的发酵,如玉米、甘薯、木薯等。在我国,一般北方常用甘薯发酵生产柠檬酸,南方则主要选用木薯发酵。目前也有不少研究着力于采用秸秆、玉米粉、稻米等其他产业的加工废弃物生产柠檬酸,以降低生产成本,减低废弃物的排放。 柠檬酸生产过程,发酵过程是关键步骤之一,柠檬酸的发酵因菌种、工艺、原料而异。首先要有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筛选出优势菌株。其次,要控制好发酵工艺,包括发酵温度、PH、氧气等。黑曲霉最适产酸温度为28~30℃,最适pH为2~4,柠檬酸发酵要求较强的通风条件,保证发酵液中维持一定的溶解氧量。 发酵完成后,要对发酵液进行提取和纯化。 柠檬酸发酵液中,除了主要产物柠檬酸外,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。目前,国内很多企业仍是采用钙盐法(碳酸钙中和及硫酸酸解的工艺)提取柠檬酸。钙盐法原理简单,工艺成熟,但劳动强度大,使用了强酸且有废弃物排除,对环境危害较大。此外,该方法的柠檬酸收率不高,一般只有70%。 【钙盐法提取柠檬酸的工艺流程 】 由于传统钙盐法的环境污染严重、生产成本高、产品质量不高等问题,目前已有不少研究对提取工艺进行了改进,目前用到的方法有萃取法、电渗析法、离子交换法、吸附法、膜分离法、超滤法等,但大部门方法仍处于实验室研究阶段。