檸檬酸是一種重要的有機(jī)酸，又名枸櫞酸，無色晶體，常含一分子結(jié)晶水，無臭，有很強(qiáng)的酸味，易溶于水。其鈣鹽在冷水中比熱水中易溶解，此性質(zhì)常用來鑒定和分離檸檬酸。結(jié)晶時控制適宜的溫度可獲得無水檸檬酸。在工業(yè)，食品業(yè)，化妝業(yè)等具有極多的用途。

簡介編輯

檸檬酸又稱枸緣酸，化學(xué)名稱2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸。根據(jù)其含水量的不同，分為一水檸檬酸和無水檸檬酸。檸檬酸的用途非常廣泛,用于食品工業(yè)占生產(chǎn)量的75%以上,可做為食品的酸味劑,抗氧化劑,pH調(diào)節(jié)劑,用于清涼飲料、果醬、水果和糕點等食品中。用于醫(yī)藥工業(yè)占10%左右,主要用作抗凝血劑、解酸藥、矯味劑、化妝品等。用于化學(xué)工業(yè)等占15%左右,用作緩沖劑、絡(luò)合劑、金屬清洗劑、媒染劑、膠凝劑、調(diào)色劑等。在電子、紡織、石油、皮革、建筑、攝影、塑料、鑄造和陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域中都有十分廣闊[1] 。

理化性質(zhì)編輯

物理性質(zhì)

在室溫下，檸檬酸為無色半透

檸檬酸

明晶體或白色顆粒或白色結(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，生成無水合物;在冷水中結(jié)晶則生成一水合物。加熱到78 ℃時一水合物會分解得到無水合物。在15攝氏度時，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。[2]

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 ℃時

檸檬酸結(jié)構(gòu)式

它會分解產(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)。

水中電離情況

3-羥基丙三羧酸(檸檬酸) H3C6H5O7 的電離常數(shù)為：pk1=3.13;pk2= 4.76;pk3= 6.40,從電離常數(shù)來看，檸檬酸酸性比較強(qiáng)。 *多的是氫離子，而檸檬酸電離后主要存在形式和PH有關(guān)。以下化學(xué)式，依次為一、二、三級電離。

H3Cit==H+ + H2Cit- pk1=3.13

H2Cit-==H+ HCit2- pk2= 4.76

HCit2-==H+ + Cit3- pk3= 6.40

在化學(xué)鍍鎳操作的pH值條件下，絕大部分檸檬酸都已電離成三價的檸檬酸根離子。(見圖)[4]

作用編輯

檸檬酸主要用作酸味劑、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。此外，檸檬酸還有抑制細(xì)菌、護(hù)色、改進(jìn)風(fēng)味、促進(jìn)蔗糖轉(zhuǎn)化等作用。檸檬酸還具有螯合作用，能夠清除某些有害金屬。檸檬酸能夠防止因酶催化和金屬催化引起的氧化作用，從而阻止速凍水果變色變味[5] 。

天然存在編輯

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，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。這個含量隨著不同的栽培種和植物的生長情況而有所變化。

應(yīng)用編輯

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)館藏水果的風(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[5] 。

發(fā)酵機(jī)理編輯

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。

主要用途編輯

用于食品工業(yè)

因為檸檬酸有溫和爽快的酸味，普遍用于各種飲料、汽水、葡萄酒、糖果、點心、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，調(diào)味劑，也可用作食用油的抗氧化劑。同時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，防腐劑。

用于化工和紡織業(yè)

檸檬酸在化學(xué)技術(shù)上可作化學(xué)分析用試劑，用作實驗試劑、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。

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理劑，用于純棉織物的防皺整理。不僅防皺效果好，而且成本低。

用于環(huán)保

檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液用于煙氣脫硫。中國煤炭資源豐富，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。研究有效的脫硫工藝，實為當(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SO2吸收率高等原因，是極具開發(fā)價值的脫硫吸收劑。

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、蠶等各種動物，具有促進(jìn)動物生長，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。

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。

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 ”美譽(yù)的檸檬具有很強(qiáng)的殺菌作用，對食品衛(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。

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。該品在輸血或化驗室血樣抗凝時，用作體外抗凝藥。

檸檬酸的化學(xué)加工或深加工

檸檬酸另一個主要用途是深加工，這是一個豐富的產(chǎn)業(yè)鏈。

藥用價值

⑴檸檬酸具有防止和消除皮膚色素沉著的作用。中國中醫(yī)認(rèn)為，檸檬性溫、味苦、無毒，具有止渴生津、祛暑安胎、疏滯、健胃、止痛等功能利尿，調(diào)劑血管通透性，適合浮腫虛胖的mm。吸煙者要多吃檸檬，因為他們需要的維生素C是不吸煙者的2倍。檸檬熱量低，且具有很強(qiáng)的收縮性，因此有利于減少脂肪，是減肥良藥。檸檬能防止心血管動脈硬化并減少血液粘稠度。熱檸檬汁加蜂蜜對治療支氣管炎和鼻咽炎十分有效。甘地潤肺、酸地消渴、開胃解酒毒、美白、潤膚、降低膽固醇。沖泡剩余，可涂在面部治療面斑，粉剌。

⑵袪痰：更鮮為人知的，是檸檬也能袪痰，且袪痰功效比橙和柑還要強(qiáng)。將檸檬汁加暖水和鹽，飲之可將喉嚨積聚的濃痰順利咳出，十分靈驗。感冒初起時，不妨用檸檬加蜜糖沖水飲，可以紓緩喉痛、減少喉嚨干涸不適。

高等生物體內(nèi)轉(zhuǎn)化

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。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)”。

保養(yǎng)身體

每天早上在還沒有進(jìn)任何食物前喝一杯檸檬水，可以加強(qiáng)腸胃蠕動、治療便秘、排出體內(nèi)毒素、達(dá)到美容的功效，也可以去除口腔異味，消除口臭。每早一杯熱檸水，還可以使眼睛更有神、皮膚更紅潤。如果在水中多加一些檸檬汁，還會起到清除體內(nèi)垃圾的作用。