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生物工业专题讲座结课论文题目：浅析柠檬酸的应用学号：09043110姓名：莫凯强浅析柠檬酸的应用摘要：柠檬酸是一种有机酸，该产品在食品工业、医药工业和化学工业有广泛的用途。本文介绍了柠檬酸的应用领域。开发新的使用途径是柠檬酸生产行业的发展方向。关键词：柠檬酸，开发，应用1、前言 柠檬酸(又称枸椽酸，化学式为C6H8O7)是发酵法生产有机酸中最重要的产品之一，世界上约99%的柠檬酸都是通过发酵法生产。柠檬酸广泛应用于食品、医药、化工、金属清洗、环保等行业，在国民经济生产中占有十分重要的地位。在所有有机酸的市场中，柠檬酸市场占有率70%以上，迄今为止还没有一种可以取代柠檬酸的酸味剂。 柠檬酸(citric acid),是一种三元羧酸,其学名为3-羟基-3-羧基戊二酸。柠檬酸是生物体主要代谢产物之一,在自然界中分布广泛,主要存在于柠檬、柑橘、梅子等果实中。现在,柠檬酸被广泛的应用于食品,医药和化学工业中1。世界市场上柠檬酸大约有70%用于食品行业,医药和化妆品占10%,化学工业15%,其他行业5%。目前,柠檬酸全世界消耗量已达120万吨,年产能达160万吨,市场贸易量为90多万吨,且每年以7%的增长率增长2。尤其是有关清洁剂的法案可能在不久之后将会禁止清洁产品添加磷酸盐,这将意味着越来越多的清洁剂生产厂家将会选择另外两种添加剂柠檬酸和柠檬酸钠。32、柠檬酸在食品工业中的应用 2.1作风味调节剂。柠檬酸作为酸味剂具有酸味圆润滋美的特点，广泛用于汽水、果汁、水果罐头等。通常使用量为0.1%-0.5%，具体使用量视品种和需要而定。柠檬酸可感觉酸味的最低浓度为0.0025%-0.08%。在某些果蔬制品中可以通过柠檬酸和糖来调节制品的糖酸比，改善制品的风味。 2.2 作护色剂。柠檬酸作为护色剂在虾、贝、蟹、牡蜘等水产品的加工生产中及水果、蔬菜的加工中均能起到很好的护色作用。长期以来鲜虾等水产品贮藏中的一个难题是产品的褐变，甚至发黑，若用柠檬酸和其他物质混合浸泡可防止表面组织变褐、发粘，抑制酶促褐变，解决变色变味问题。如海产品加工前用0.25%一1%的柠檬酸和0.01%一0.03%异抗坏血酸溶液浸泡，可减弱褐变。柠檬酸与异抗坏血酸混合液还能延缓香蕉褐变。对于罐装梨、甜菜片和熟土豆片的豆片的变色，柠檬酸也很好地能抑制。4 2.3 作pH值的调整剂。柠檬酸在罐头、果酱、果冻等制品中，可使pH值降低，抑制腐败微生物的繁殖。当pH值小于5.5时，大部分腐败细菌可被抑制。通过柠檬酸调整pH值还可达到改善品质和风味的目的。5 2.4 作杭氧化剂的增效剂。如切去皮后的果蔬原料在0.1%的抗坏血酸溶液中浸渍后，可防止氧化变褐。在使用时一般以柠檬酸作增效剂，以控制酚酶的活力，防止酶褐变。 2.5 作疏松剂的改良剂。在面食制品中用小苏打疏松剂时，制品往往碱度增大，口味变劣，若柠檬酸和小苏打同时使用，可使小苏打分子在反应过程中产生的二氧化碳被吸收，不致使碳酸钠积累，从而降低面制品的碱度，改善口味。 2.6 柠檬酸作为除味剂。柠檬酸可作为香料稳定剂添加到许多食品包装材料中去，起到保鲜除异味作用。柠檬酸也可作为海产品、水产品及羊奶等制品的除腥、除擅剂也被广泛使用，如海带饮料中常用10%的柠檬酸和0.2%的盐酸进行酸煮脱腥，沙汀鱼在加工前浸泡在pH5.5的柠檬酸中30min后可除去腥味。6 3、柠檬酸在医药工业和化妆品工业等方面的应用 世界柠檬酸消费量中约10%用于医药工业,主要用于解酸药及各种药剂的配制。柠檬酸钠和柠檬酸钾用于利尿及止咳药中。用于医药工业中的还有柠檬酸镁、柠檬酸亚铜、柠檬酸铝、柠檬酸锰、柠檬酸亚铁钱、柠檬酸钙等柠檬酸盐类。估计今后用量增长不多。 世界柠檬酸消费量勺2%用于化妆品工业。它可延长化妆品使用时间、脱色及增加其它化妆效果,主要用于洗发,香波、洗涤刘和涂敷脂膏中。柠檬酸秘已批准用于染发剂中。另外牙膏中亦用柠檬酸。估计今后用量增长也不多。7 在医药方便主要用作抗凝血剂、解酸药、矫味剂及配制各种药剂。柠檬酸可防止血液中凝血酶的生成，其下游产品柠檬酸钠、钾可用于输血剂、抗凝血剂、化痰药和利尿药；柠檬酸铁用于铁营养强化剂治疗缺铁性贫血；柠檬酸铁和柠檬酸铵的复盐柠檬酸铁铵可作补血药、营养强化剂等；柠檬酸酯是无毒增塑剂，可被生物降解，无污染，已被美国FDA批准用于医疗卫生制品和食品包装薄膜。柠檬酸与80温度联合作用具有良好杀灭细菌芽抱的作用，并可有效杀灭血液透析机管路中污染的细菌芽抱。在凝血酶原激活物的形成及以后的凝血过程中，必须有钙离子参加。构椽酸根离子与钙离子能形成一种难于解离的可溶性络合物，因而降低了血中钙离子浓度，使血液凝固受阻。本品在输血或化验室血样抗凝时，用作体外抗凝药。84、 柠檬酸在养殖业的应用4.1提高胃蛋白酶的活性 柠檬酸能降低有胃水产动物饲料pH值,可使胃内pH值下降,从而促进无活性的胃蛋白酶原转化为有活性的胃蛋白酶。胃内酸性增加还可减慢胃的排空,延长蛋白质在胃内停留的时间,有利其消化吸收。4.2促进矿物质的吸收 一些矿物质元素在碱性环境中易形成不溶性的盐而极难吸收,柠檬酸在降低胃肠道内容物pH值的同时,可作为配位体,与水产饲料中的矿物质发生鳌合作用,促进肠道对矿物元素的吸收。4.3提高饲料利用率 添加柠檬酸和微生物植酸酶能提高植物性饲料中磷的利用率,减少无机磷的添加及水产动物粪便排磷污染养殖水体环境。国外学者研究认为其作用机制有二:柠檬酸可以降低消化物的pH值,从而提高磷的溶解性和消化性及通过肠道的时间,因此提高总磷的吸收；柠檬酸酸化饲料,改善饲料环境。4.4促进水产动物生长 专家经试验发现,在不改变对虾饵料基础配方的前提下,添加柠檬酸饲喂对虾效果好。若在对虾饵料中添加2000mg/kg剂量的柠檬酸,可使对虾的生长速度至少提高20%,从而大大改善饲料系数降低成本。柠檬酸作为水产动物饵料的添加剂,一方面可代替部分蛋白质作营养源,增加饵料所含营养；另一方面游离的柠檬酸不必经过分解,便可以被吸收,并参与生物体内的代谢活动,即参与三梭酸循环,相应减少了鱼虾体内蛋白质的消耗,所以可使鱼虾的生长速度加快。4.5抗应激保健作用 在水产养殖特别是集约化养殖中,水温高低、饵料成分、拉网锻炼、长途运输、预防接种等都会导致水产动物不同程度的应激反应,造成生产性能下降,抵抗力降低,死亡率升高。柠檬酸形成能量的途径比葡萄糖短,在应激状态下可用于ATP的紧急合成,提高机体的非特异性抵抗力,从而提高抗应激能力。研究表明,它在水产动物体内可被氧化成CO2和碳酸氢盐,缓冲血液碱性造成的危害,维持血液pH值保持在适宜的范围内,从而避免或缓解因高温造成的呼吸性碱中毒。4.6提高机体抗病力 柠檬酸降低胃肠pH值,抑制了有害微生物的生长,降低其对必需营养物的破坏作用,减少抗生长毒素的产生,同时益生菌得到的增殖,加速营养物质的合成,从而达到防病的目的。同时柠檬酸本身就对各种病原微生物如葡萄球菌、链球菌以及各种产毒素真菌等有杀灭作用,从而有效地防止某些疫病的发生,增强了动物体的抗病能力。4.7作饲料防霉剂 在配合饲料中添加0.5%-5%柠檬酸,能降低饲料pH值,抑制微生物的增殖,同时抑制毒素的产生,减少贮存期间营养素的损失,防止饲料发霉腐败,保证饲料质量,减少浪费。4.8作抗氧化剂的增效剂 柠檬酸与抗氧化剂混合使用,可提高抗氧化效果,从而可更好地阻止或延缓饲料氧化,提高配合饲料的稳定性和延长贮存期,保证饲料质量。9105、柠檬酸在化学清洗中的应用 5.1 高周波柠檬酸清洗技术清洗管道 这是钊一对高杂质硬水质的最新清洗技术，利用食品级柠檬酸软化顽固水垢，再以微电脑控制水流与气动，产生水流周波水震荡等方法，使水管内的陈年积垢剥离脱落，让水管畅通清浩，高周波柠檬酸清洗技术，最快速安全有效的施工法，不使用臭氧或化学试剂费用低。 5.2 用柠檬酸复配表面性剂清洗燃气热水器 柠檬酸、AES和苯并二氮哩配制的化学清洗剂清洗已使用多年的燃气热水器，将清洗剂注入倒置的热水器中，浸泡1h后，倒出清洗液，用清水冲洗干净，重新使用热水器，在相同流量下，出水温度提高5-80。 5.3 用柠檬酸清洗饮水机 用食用柠檬酸(粉末状)用水稀释，注入饮水机加热内胆中，浸泡2分钟左右。最后用清水反复冲洗内胆，直至干净为止，无毒且效果好。115、柠檬酸用于化学工业等领域的应用 柠檬酸是一种重要的化工产品，具有广泛的用途。柠檬酸不仅可以作为一种缓蚀剂，而且由于其对环境的污染小而被作为氰化物、氟硼酸等的替代物，广泛用作电镀液添加剂。12去除污泥中的重金属可用化学法即用各种酸对污泥进行酸化或络合处理,使难溶态的金属化合物形成可溶解的金属离子或金属络合物。尽管无机酸和络合剂等去除污泥中重金属的效果良好,然而过程耗酸,操作麻烦,且难以妥善处理高浓度的重金属淋出液,因此该法仍须进一步完善。近来,利用柠檬酸等有机酸去除污泥中重金属的研究更有发展前景。13 柠檬酸可代替三聚磷酸钠用作家用洗涤剂，不仅去污和清洗效果好，而且易于生物降解，不会带来环境污染和公害；此外，柠檬酸还可用于照相纸的上浆，用作造纸稳定剂，用作饲料、微量元素肥料和磷肥的添加剂；用作甲基丙烯酸甲醋聚合物的发泡剂，聚酞胺粘合剂的引发剂，聚氯乙烯的增塑剂；用作丙烯睛聚合反应中激活硫醇链转移的激活剂，聚酞胺纤维染色时促进染料与纤维结合的促进剂，苯酚的氧化轻基化、氨基酸与糖的缩合、环氧树脂的交联等生产的催化剂。 柠檬酸属于果酸的一种，主要作用是加快角质更新,常用于乳液、乳箱、洗发精、美白用品、抗老化用品、青春痘用品等。柠檬酸在化学技术上可作化学分析用试剂，用作实验试剂、色谱分析试剂及生化试剂；用作络合剂，掩蔽剂；用以配制缓冲溶液。柠檬酸一柠檬酸钠缓冲液用于烟气脱硫。我国煤炭资源丰富，是构成能源的主要部分，然而一直缺乏有效的烟气脱硫工艺，导致大气层污染严重。柠檬酸一柠檬酸钠缓冲溶液由于其蒸气压低、无毒、化学性质稳定、对S吸收率高等原因，是极具开发价值的脱硫吸收剂。6、其他方面 在建筑施工中,可作混凝土缓凝剂，提高工程抗拉、抗压、抗冻性能，防治龟裂，高纯度的柠檬酸(含量在99.9%以上)可用于半导体等电子部门，日本扶桑化学公司将我国的柠檬酸精制用于渔业和食品业。电镀业用作电镀液的pH值调整剂,印染业用作染料的防染剂,还可作金属清洁剂、油脂抗氧剂、混凝土缓凝剂、锅炉清洗剂、无毒增塑剂等。8作化学试剂，用作多价螯合剂，用于配制缓冲溶液,测定血钾，检定铋、亚硝酸盐等。7、总结柠檬酸行业要保持可持续发展，必须大力拓展国内市场，开发新的应用领域，同时注重柠檬酸下游产品的开发。随着应用领域的扩大，世界柠檬酸需求的增长，国内的柠檬酸生产前最仍将看好，我国应加大改革力度，使生产形成规模，产品向多元化，质量向名优化方向发展，逐渐兼并，组合，重组，重点扶植条件较好的大型企业，以此促进柠檬酸生产的发展。总之，应该深入研究柠檬酸的提取新技术，不断扩大柠檬酸的应用领域，同时应注重柠檬酸的下游产品的开发。参考文献1郑美瑜,陈剑兵,陆胜民.菜籽蛋白的提取和纯化J.农业工程学报,2008,24（8）:267-2702姜懋武,孙秉忠.配合饲料原料实用手册M.沈阳:辽宁科学技术出版社,2000:933孙荣,王燕,杨平平.柠檬酸发酵现状及展望J.中国调味品,2011,1(36)4郑华.柠檬酸的生产工艺及在食品中的应用J.农村新技术，2010，225凌关庭.食品添加剂手册.化学工业出版社,1997,631-6326陈效兰,雷钢铁.柠檬酸在食品工业中的应用J.食品研究与开发,2000,6(21):6-77李玲.世界柠檬酸生产和应用进展J.现代化工,2002,9:28-318周