檸檬酸 (Citric acid)

 檸檬酸是生物體主要代謝產物之一。在自然界中分布很廣,主要存在於檸檬、柑橘、梅、李、梨、桃等果實中。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,在乾燥之後,含量可達 8%,在果汁中的含量大約為 47 g/L。*g/L : 1公升所含的物質重量。

 在柑橘屬水果中,檸檬酸的含量介於橙和葡萄的 0.005 mol/L和檸檬和青檸的 0.30 mol/L 之間。* mol/L : 1 Liter溶液中所含物質濃度 ;  molar莫爾濃度。

 水果中的檸檬酸含量,會隨著不同的栽培種和植物的生長情況而有所差異。檸檬酸在植物體內常與蘋果酸、草酸以及酒石酸等共同存在

 

檸檬所含的天然檸檬酸是較高的。

 

 

檸檬酸提取歷史

 

1784年瑞典化學家Scheel就首次從檸檬汁中提取出檸檬酸,並製成了結晶。

1891年德國科學家Wehmer發現了微生物產檸檬酸的能力,他指出檸檬酸是青黴屬和毛黴屬黴菌的醣代謝產物之ㄧ。

1990年代初期檸檬酸絕大部分還是由檸檬汁中提取的,主要產地為義大利的西西里島、美國夏威夷群島以及西印度洋群島等。

1913年Zahorski首先利用黑曲黴生產檸檬酸,

1916年Thom和Currie等人開始對黑曲黴屬和多菌株進行研究,初步奠定了發酵法生產檸檬酸的科學技術。

1952年美國Miles實驗室公司首先採用深層發酵法大規模生產檸檬酸,成為目前生產檸檬酸最主要的製造方法。

 

 

 

檸檬酸物理性質

 

常溫下,檸檬酸是一種白色晶體粉末。以無水合物或者一水合物 的形式存在。檸檬酸從熱水中結晶時,生成無水合物;在冷水中結晶則生成一水合物。加熱到 78 °C 時一水合物 會分解得到無水合物。在 15 °C時,檸檬酸也可在無水乙醇中溶解。加熱至 175 °C 時它會分解產生二氧化碳和水,剩餘一些白色晶體。

 

 

 

檸檬酸來源

 

ㄧ般檸檬酸來源除了自天然柑橘類等水果取得之外,另有化學合成法以及微生物發酵法兩種。

由於化學合成檸檬酸的工藝技術複雜且危險,經濟上競爭不過微生物發酵法,故現在世界上檸檬酸工業生產都採用微生物發酵法為主。

 

微生物發酵法乃是利用微生物在一定條件下的代謝活動而獲得的產品,具有檸檬酸發酵能力的菌株包含了真菌、酵母菌以及細菌等不論採用何種微生物,檸檬酸發酵都是典型的好氧發酵,利用氣相中的氧或液相中的溶解氧均可。

 

檸檬酸發酵是大宗生化工程產業之一,工業上在培養方式則主要分為三種,分別為表面培養法(Surface Process)、固態發酵法(Solid state fermentation)以及深層發酵法(Submerged  fermentation)。

表面培養法為例,以糖蜜為原料,其生產方法是將滅菌的培養液通過管道轉入一個個發酵盤中,接入菌種,待菌體繁殖形成菌膜後添加糖液發酵。發酵時要求在發酵室內通入無菌空氣

 

 

檸檬酸主要用途

 

 檸檬酸是有機酸中第一大酸,由於物理性能、化學性能、衍生物的性能,是廣泛應用於食品、醫藥等行業最重要的有機酸。

 

1.用於食品工業

因為檸檬酸有溫和爽快的酸味,普遍用於各種飲料、汽水、葡萄酒、糖果、點心、餅乾、罐頭果汁、乳製品等食品的製造。在所有有機酸的市場中,檸檬酸市場佔有率 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,增強食慾和 促進體內鈣、磷物質的消化吸收。

 

2.用於禽畜生產

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,提高蛋白質消化率,降低背脂厚度,改善肉質和胴體特性。檸檬酸稀土是一種新型高效飼料添加劑,適用於豬、雞、魚、蝦、牛、羊、兔、蠶等各種動物,具有促進動物生長,改善產品品質,提高抗病能力及成活率,提高飼料轉化率,縮短飼餵週期等特點。

 

3.用於化妝品

檸檬酸屬於果酸的一種,主要作用是加快角質更新,常用於乳液、乳霜、洗髮精、美白用品、抗老化用品、青春痘用品等。角質的更新有助於皮膚的中黑色素的剝落,毛孔的收細,黑頭的溶解等。

 

4.用於醫藥

檸檬酸具有收縮、增固毛細血管並降低其通透性的作用,還能提高凝血功能及血小板數量,縮短凝血時間和出血時間,具有一定的止血作用製藥工業用作醫藥清涼劑,測血鉀。

 

 

簡單來說檸檬酸的形成,是利用許多醣類原物料如糖蜜、糖漿等以及一些碳水化合物等,加上菌種發酵,而產生檸檬酸的。

 

資料參考來源

  1.       伺服憩 供應商
  2.      Wiki 為基百科

 

 

 

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