『壹』 檸檬酸生產工藝流程
1、檸檬酸是世界上產量較高的有機酸,是一種無水物質。檸檬酸的生產工藝主要有生物發酵、水果提取和化學合成。以玉米粉為原料生產檸檬酸,有利於實現低能耗、低污染、高效益的目標。
過濾後玉米渣和多餘的蛋白質發酵過程,壓力和糖混合通風與無菌空氣深層發酵,發酵槽保持適當的生長溫度35~37℃環境中,與傳統的干土豆為原料相比,用玉米作為新興的檸檬酸生產的原材料和生產酸快,發酵周期短,成本低,在溶氧能力強等。總的來說,產酸產量可以提高10%左右。
2、為了提高傳統玉米麵粉發酵檸檬酸的生產過程生產干土豆為原料,通過發酵和鈣鹽提取技術,該方法生產的產品質量差,成本高,嚴重的環境污染,為了進一步擴大經濟效益,提高生產效率,實現清潔、無污染的生產,需要提高檸檬酸生產的提取工藝。
3、在原材料方面,本研究的玉米麵粉、大米和稻草,等等,針對工業過程的離子色譜法,母液凈化處理和回收廢液糖技術,不僅有效地降低成本,而且對檸檬酸生產的副產品,理性地通過優化技術、廢棄物排放少有利於環境保護。
當玉米產生檸檬酸時,只使用玉米中的澱粉。玉米中的其他營養素可在生產過程中回收、純化和開發,生產玉米蛋白粉、纖維飼料和高附加值玉米油等副產品。「吃了就擠」的生產理念有效地提高了經濟效益。
4、 為了提高培養基的溶解氧效果,在生產過程中應及時去除培養基中的雜質(固體)和過量營養素,使培養基呈現出清晰的液態,增強溶解氧能力,縮短發酵周期。
此外,經過合理調整後,不需要添加微量元素、生長素、氮源、無機鹽等,使各種成分比例適當的培養基可以大大提高轉化率和產酸率。在常壓條件下採用低溫液化技術,既能保證介質的質量,又能滿足完全液化的要求。
5、當種植玉米,誘變育種的方法,選擇合適的生產檸檬酸(如澱粉含量高的突變品種)的玉米品種和大量繁殖,使用高濃度的玉米麵粉檸檬酸高新技術的平板馴化,培育和選擇轉化率高、發酵周期短的速度和高酸菌株質量。將高新技術方法應用於大規模發酵過程中,實現了經濟效益和環境效益的雙豐收。
(1)檸檬酸工藝中閃蒸裝置的作用擴展閱讀:
電滲析技術電滲析:
是一種高效的膜分離技術,其原理是利用陰陽離子交換膜的選擇透過性的電場力的作用下,使檸檬酸根和氫離子結合為檸檬酸,整個過程中檸檬酸的損失少,平均收率達到92.7%。
相對於傳統檸檬酸提取工序中酸化沉澱的檸檬酸鈣方法而言,這種改進後的工藝不需要添加鈣成分,更加簡單,便於實現自動化生產,對環境影響小,生產周期短容易進行自動化生產。其缺點在於會增加檸檬酸的生產成本(電滲析的膜費較高),消耗的電能較多。
傳統工藝使用粗玉米粉生產檸檬酸時,由於粗玉米粉中的蛋白質含量豐富,在發酵時無用成分較多且易於造成菌體瘋長,不利於產酸。而用玉米清夜進行檸檬酸的發酵時有明顯的優勢。
『貳』 關於檸檬酸
檸檬酸中文名稱:檸檬酸
英文名稱:citricacid
中文名稱2:2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸
英文名稱2:2-hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylicacid
CASNo.:77-92-9
EINECSNo:01-069-1
化學式:C6H8O7
分子量:192.14
理化特性
外觀與性狀:白色結晶粉末,無臭。
熔點(℃):153
沸點(℃):(分解)
熔點(℃):100
引燃溫度(℃):1010(粉末)
爆炸上限%(V/V):8.0(65℃)
溶解性:溶於水、乙醇、乙醚,不溶於苯,微溶於氯仿。
【物理性質】相對密度1.542g/cm3,熔點153℃(失水),檸檬酸為無色半透明晶體或白色顆粒或白色結晶性粉末,無臭、味極酸,易溶於水和乙醇,水溶液顯酸性。檸檬酸結晶形態因結晶條件不同而不同,有無水檸檬酸C6H8O7也有含結晶水的檸檬酸2C6H8O7.H2O、C6H8O7.H2O或C6H8O7.2H2O。在乾燥空氣中微有風化性,在潮濕空氣中有潮解性。175℃以上分解放出水及二氧化碳。
【化學性質】檸檬酸是一種較強的有機酸,有3個H+可以電離;水溶液呈酸性。加熱可以分解成多種產物,與酸、鹼、甘油等發生反應。
【發展概述】檸檬酸是目前化學清洗中用得較廣的有機酸,在水溶液中是一種三價酸。因為檸檬酸本身與Fe304的反應較緩慢,與Fe203反應所生成的檸檬酸鐵的溶解度較小,易產生沉澱。用檸檬酸作清洗劑時,要在清洗液中加氨,將溶液的pH調至3.5~4.0,在這樣的條件下,清洗溶液的主要成分是檸檬酸單銨,與鐵離子會生成易溶的絡合物,有很好的清洗效果。與Fe3+形成絡合離子,水中呈游離狀態的Fe3+減少了,減輕其對金屬的腐蝕。檸檬酸清除附著物的能力比鹽酸小,只能清除鐵垢和鐵銹,不能清除銅垢、鈣鎂水垢和硅酸鹽水垢等,清洗時要求溫度較高和流速較大,價格也較貴。清洗廢液中有大量的膠態檸檬酸鐵的絡合物,勿將清洗廢液直接排走,只能用熱水將其排擠掉。若直接排放,膠態絡合物會附著在金屬表面,經過乾燥或焙烤,形成很難沖洗掉的膜狀物。檸檬酸通常在不宜使用鹽酸的情況下才使用。
【技術指標】GB1987-86
【製取】工業上檸檬酸由蔗糖發酵製得。
發酵C12H22011+H20+302—→2C6H807+4H20
【燃爆危險】本品可燃,具刺激性。
【危險特性】粉體與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱或與氧化劑接觸,有引起燃燒爆炸的危險。
【毒性及防護】未見毒性報道。在工業使用中,接觸者可能引起濕疹。使用現場自然通風;作業人員穿工作服,戴手套。
【包裝及儲運】凈重50kg木桶(內襯塑料袋)或編織袋內襯塑料袋裝。儲於陰涼、乾燥處,遠離火種、熱源,防止陽光直射。與氧化劑、油類及酸、鹼類分開存放。配備相應品種和數量的消防器材。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。嚴禁雨天搬運。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝損壞。
【用途】主要用於香料或作為飲料的酸化劑,在食品和醫學上用作多價螯合劑,也是化學中間體。
(1)鍋爐化學清洗酸洗劑
檸檬酸酸洗是在鍋爐大型化,鹽酸酸洗引起奧氏體(不銹)鋼應力腐蝕破裂的情況下發展起來的二種酸洗劑。由於檸檬酸不含氯離子,不會引起奧氏體的應力腐蝕破裂。所以適用於結構復雜和系統很復雜的高參數、大容量鍋爐,特別適用於奧氏體鋼和蛇形管的清洗。清洗時,清洗液濃度一般應控制在3%~4%之間,溫度為90~98%,pH值在3.5~4.0之間,清洗流速為O.3~2.Om/s,清洗時問控制在3~5h。檸檬酸清洗存在的問題為檸檬酸廢液處理較復雜,它無溶解硅酸鹽垢的能力,機組啟動時還應有洗硅措施,葯品昂貴,操作不當時還會產生檸檬酸鐵沉澱.使用檸檬酸做清洗劑時應注意:
①在專用的溶液箱中將緩蝕劑攪拌溶解,用除鹽水溶解檸檬酸,並加氨水調整清洗液pH為3.5~4.0.用蒸汽將配製好的清洗液加熱至90℃以上。
②確認清洗系統無漏泄時,用清洗泵將檸檬酸送至被清洗的鍋爐中。
③在清洗過程中,每30min采樣化驗一次清洗液中檸檬酸濃度、Fe2+濃度及pH值。在整個清洗過程中應保持清洗液pH始終在3.5~4.0之間(用氨水調節)。
④當酸洗至既定時間後或清洗液中Fe2+含量基本穩定後,結束酸洗。⑤酸洗結束後,用熱的除鹽水(90℃以上)排擠檸檬酸液並進行沖洗。為提高沖洗效果,盡量提高沖洗流速,直到排出水pH為5~6,含鐵量小於20~30mg/L時為止。
(2)鍋爐化學清洗漂洗劑
當用鹽酸或檸檬酸作酸洗劑時,在酸洗結束並用除鹽水(或軟化水)沖洗後,一般要再用稀檸檬酸溶液進行一次沖洗,通常稱為漂洗,是利用檸檬酸有絡合鐵離子的能力,除去酸洗和水沖洗後殘留在清洗系統內的鐵離子,以及水沖洗時可能在金屬表面產生的鐵銹。採用0.2%~0.4%的稀檸檬酸溶液(含有0.05%的緩蝕劑),pH值為3.5~4.0,溫度60~90℃,時間2~3h。在漂洗中應注意以下問題:
①漂洗液應用除鹽水(或軟化水)配製。
②配製方法採用邊循環邊加葯的方法進行,即先用清洗泵使漂洗水在清洗系統中進行循環,並在循環的同時將水加熱至60~90℃,然後連續地向漂洗水中加入已事先配製好的濃葯品,加葯順序為漂洗劑、緩蝕劑,並用氨水調解pH為3.5~4.0。
③在漂洗過程中應經常測定漂洗液溫度及pH值。
④漂洗結束後,用除鹽水(或軟化水)沖洗干凈系統後轉入下道工序。
提取工藝:
檸檬酸是食品加工業中很重要的食品添加劑,也廣泛應用於醫葯、染料及其他工業。檸檬酸生產有兩條途徑,一條是以澱粉及糖類為原料,用微生物發酵方法來製取;另一條是從含酸分豐富的原料中提取,特別是在果品加工中進行綜合利用如制梅胚後排出的咸酸汁液,其含酸量可達4—5%,制柑橘胚後排出的咸酸汁液都是提取檸檬酸很好原料。其工藝為:
1.原料澄清過濾:橘汁、梅汁中含有不少果膠及雜質,需進行澄清,促進雜質沉澱,然後用壓濾機壓濾。
2.中和:可用碳酸鈣或石灰中和,要預先調成漿狀進行,最好加入15%碳酸鈣中和。具體做法是:把橘汁、梅汁等咸酸水加熱至75攝氏度時,逐漸加入碳酸鈣乳漿,繼續加熱2小時,初溫控制在5攝氏度左右,最後可升高到100攝氏度,至溶液呈青綠色時,即表示已完成中和反應。然後靜置沉澱,此沉澱即為果酸鈣(以檸檬酸鈣為主)。
3.除鹽:所得檸檬酸鈣含有鹽分,可用清水洗滌,加熱至70—80攝氏度,反復多次,直至鹽分除凈為止,乾燥備用。
4.酸解脫色:檸檬酸鈣漿液加熱至60—70攝氏度,加入濃度為35%的硫酸,沸騰3小時左右,待檸檬酸鈣分解完成,即靜置沉澱,上層清液為檸檬酸溶液。將暗紅色的檸檬酸用1—2%活性炭脫色半小時,則得無色清液。
5.濃縮、晶析:將無色檸檬酸液進行濃縮,至固形物含量75%時,於結晶缸內靜置結晶。4—5天可完成晶析。
6.離心、乾燥:檸檬酸結晶還含有一定水分和雜質,需用離心機除去。然後在75攝氏度下乾燥到含水量達1%以下,最後通過過篩、分級、包裝即為成品。
『叄』 玉米生產檸檬酸的工藝流程
1 玉米生產檸檬酸工藝介紹
檸檬酸是世界上產量較大的一種有機酸,且是一種無水物,檸檬酸的生產工藝主要有生物發酵法、水果提取法和化學合成法這三種。
採用玉米粉為原料生產檸檬酸利於實現低能耗、低污染、高效益的目標。過濾玉米渣和過剩的蛋白質後轉向發酵程序,將菌種和糖液混合通入無菌空氣進行深層發酵,發酵罐保持適宜的溫度35~37℃環境下生長,相對於傳統以薯干為原料而言,以玉米作為新興原料生產檸檬酸具有產酸快、發酵周期短、成本低、溶氧能力強等優點。一般來說,產酸收益整體上能提高10%左右。
2 玉米粉發酵生產工藝的改進
傳統的檸檬酸生產都是以薯干作為原材料,經過生物發酵和鈣鹽提取工藝製作的,這種方法生產的產品質量差而且成本高,環境污染嚴重,為了進一步擴大經濟效益,提高生產效率,實現清潔無污染的生產,需要對檸檬酸生產提取工藝加以改進。在原料方面,目前研究出了玉米粉、稻米以及秸稈等,工藝上採用工業離子色譜法、母液凈化處理以及循環利用廢糖液技術,這樣不僅有效地降低了成本,而且對於檸檬酸生產剩餘的副產物,要通過優化工藝的方式加以合理的利用,廢物排放量少有利於環境保護。2.1對玉米中的其他營養物質的開發
玉米生產檸檬酸時,用到的只是玉米中的澱粉。可以在生產過程中對玉米中的其他營養物質進行回收、提純和開發,生產出玉米蛋白粉、纖維飼料和高附加值的玉米油等副產品,這樣的「吃干榨盡」的生產思想有效提高了經濟效益。
2.2清液發酵和培養基的調整
為了提高培養基的溶氧效果,在生產過程中適時除去培養基中的雜質(固形物)和過剩的營養物,這樣培養基會呈現一種清液狀態,溶氧能力增強,同時也縮短了發酵周期。另外,天然培養基經過合理調整後無須加入微量元素、生長素、氮源、無機鹽等成分,這樣各種成分比例合適的培養基大大
提高了轉化率和產酸率。2.3低溫液化技術
在常壓的條件下,採用低溫液化技術,不僅能保證培養基的質量,還能達到徹底液化的工藝要求。
2.4利用高科技的生產工藝
在培育玉米時,採用誘變育種的方式,從中選擇適宜生產檸檬酸(比如澱粉含量較高的誘變品種)的玉米品種和進行大量培育,採用高濃度玉米粉檸檬酸性平板馴化的高新技術,培育和選擇具有高轉化率、發酵周期短和高產酸率的優質菌株。將高科技手段運用到大規模的發酵生產工藝中,實現經濟效益和環境效益的雙重收獲。2.5母液的凈化
檸檬酸母液凈化的一種改進工藝是先用濃硫酸凈化母液(除去母液中的易碳物質),除去雜質後,再通入酸解工序中進行酸解(除去酸解液中的鈣離子),這樣提高了硫酸的利用率。這樣的工藝改進能有效降低硫酸的消耗量和排放量。2.6檸檬酸提取工藝改進
目前國內檸檬酸生產廠家大部分採用鈣鹽法。主要有兩種改進方法,一是把過濾後的檸檬酸液和碳酸鈣反應生成檸檬酸氫鈣再用硫酸進行復分解反應得到高濃度的檸檬酸液;二是,在濃縮完成之後需加一個過濾裝置,除去濃縮過程中析出的碳酸鈣微粒,有效提高離子交換樹脂的利用率,減輕離子交換的負擔,提升檸檬酸產品質量。
2.7對廢糖液的循環利用
檸檬酸生產中是將檸檬酸先轉化為廢糖液,然後進行發酵工序,在這里,介紹一種廢糖液的利用方法,即是將廢糖液重新用於原料的調漿,這樣做大大減少了廢糖液的排放量,使得污水處理成本大大降低,節約用水的同時還能保證檸檬酸的收益率、質量和提取進度。
2.8鈣鹽離子交換法
鈣鹽法是我國生產檸檬酸的一種傳統方法隨著今年的科技進步,在工藝和設備方面得到優化和改進,基本上實現了生產自動化。
2.9電滲析技術
電滲析是一種高效的膜分離技術,其原理是利用陰陽離子交換膜的選擇透過性的電場力的作用下,使檸檬酸根和氫離子結合為檸檬酸,整個過程中檸檬酸的損失少,平均收率達到92.7%。相對於傳統檸檬酸提取工序中酸化沉澱的檸檬酸鈣方法而言,這種改進後的工藝不需要添加鈣成分,更加簡單,便於實現自動化生產,對環境影響小,生產周期短容易進行自動化生產。其缺點在於會增加檸檬酸的生產成本(電滲析的膜費較高),消耗的電能較多。
3 使用玉米清液發酵檸檬酸
傳統工藝使用粗玉米粉生產檸檬酸時,由於粗玉米粉中的蛋白質含量豐富,在發酵時無用成分較多且易於造成菌體瘋長,不利於產酸。而用玉米清夜進行檸檬酸的發酵時有明顯的優勢。
3.1玉米清夜發酵檸檬酸的優點
將玉米粉液化後,製成清夜,清夜中蛋白質含量低,固形物等雜質得以有效去除,清液中脂肪含量低,提高了轉化率和溶氧量,並且縮短了生產周期。
3.2以玉米清液作為原料的發酵工藝的研究
這里研究以玉米清液為原料,用300M3容量的發酵罐,採用黑麴黴為菌種進行發酵,探討檸檬酸發酵的優化工藝條件。採用斜面培養基,使用玉米漿作為氮源,加入15%的玉米清液和25%的玉米粉,發酵溫度定為37℃,通風比1∶0.3,接種量12%,發酵罐轉速90r/min,pH值調至5~6,運行64小時,糖酸平均轉化率高達98%。此檸檬酸發酵的優化條件下,黑麴黴菌株菌絲飽滿、伸展均勻、松緊適中。
『肆』 檸檬酸的生產工藝,跪求
檸檬酸生產工藝分為水果提取法,化學合成法和生物發酵法三種。
水果提取法:檸檬酸從檸檬、橘子、蘋果等檸檬酸含量較高的水果中提取。此法提取的成本較高,不利於工業化生產。
化學合成法的原料是:丙酮,二氯丙酮或乙烯酮,此法工藝復雜,成本高,安全性低。
生物發酵法:1、表面發酵法,又稱淺層發酵法,多以甜菜糖蜜為原料。工藝過程是:將原料先放入煮沸過內加入水煮沸,一次加皇血鹽和EDTA二鈉鹽煮沸滅菌,再用無菌水配成培養基液,加入適量的硫酸銨、磷酸二氫鉀作為氮源和營養鹽,將培養基液在45-50度下送入發酵室內裝入淺底的鋁盤或不銹鋼盤中,干孢子接入黑麴黴干孢,發酵,過濾掉菌絲後將發酵液中和,酸解、凈化、濃縮、結晶等後處理可得。2、固體表面發酵法:多以海藻酸鈉為載體,也有採用聚丙烯醯胺。固定化方法以後者為例,將丙烯醯胺單體(ACAM)和N,N-亞甲基雙丙烯醯胺(BIS)溶於水後與微生物細胞混合,攪拌,加入四甲基乙二胺和過硫酸鉀,室溫下放置30min,使之聚合完全,製得凝膠,將其切成3mm*3mm*3mm的小塊,用生理鹽水洗凈後作為載體進行發酵,提取,製得檸檬酸。3、深層發酵法 採用定向培養,紫外線誘變及NTG處理等的配合作用對菌株選育,使其適應以糖蜜為原料的深層發酵,並提高菌株的產酸率和轉化率,對蜜糖進行預處理、處理,後經發酵、提取等工藝過程,得到檸檬酸。
降酸一般採用碳酸鈣。
『伍』 檸檬酸發酵的生產工藝過程
1、菌種培養
在4~6波美度的麥芽汁內加入25%至30%的瓊脂,然後接入黑麴黴菌種(無茵操作),在30~32℃條件下培養4天左右。這種培養方法稱為「斜面培養」。
將麩皮和水以1:1的比例摻拌,再加入10%的碳酸鈣、0.5%的硫酸銨,拌勻後裝入容量為250毫升的三角瓶中,用1.5公斤壓力滅菌60分鍾。接人斜面培養法培養出的菌種,培養96~120小時後即可使用。
2、原料處理
濕粉渣必須經過壓榨脫水,使含水量在60%左右;乾粉渣含水量低,應按60%的比例補足水分;結塊的粉渣需粉碎成二至四毫米顆粒。然後加入2%碳酸鈣、10%至11%的米糠,摻勻後,堆放2小時,再進行蒸煮。
蒸煮可採用加壓蒸料和常壓蒸料兩種方式。加壓蒸料最好用旋轉式蒸鍋,常壓蒸料可用固定式蒸鍋或固定式水泥蒸鍋。先用揚麩機將蒸煮好的料破碎,再加入含抗污染葯品的沸水。
3、接種、發酵
當磷溫冷卻到37~40℃時,接入菌種懸浮液。接種後,送入曲室發酵(此時料溫不得低於27℃)。生產過程一定要嚴格無菌操作。發酵室要注意消毒,定期用甲醛或硫磺熏蒸,其用最好甲醛為10毫升/立方米,硫磺為25克/立方米。
4、發酵工藝條件的控制
(1)發酵過程中沒有解決注意適當通風,因黑麴黴菌是喜空氣細菌。
(2)發酵室內的相對濕度應保持在86%至90%之間。
(3)注意發酵過程中的溫度控制。整個發酵過程分為三個階段:第一階段為前18小時,室溫在27~30℃之間,料溫在27~35℃左右;第二階段為18~60小時,料溫為40~43℃,不能超過44℃,室溫要求33℃左右;第三階段為60小時料溫在35~37℃左右,室溫為30~32 ℃。
5、浸取檸檬酸
將曲料放人浸取缸,用溫度90℃以上的水連續浸泡五次,每次浸泡約1小時。當浸液酸度低於0.5%時,停止浸泡進行出渣。將浸液倒入搪瓷禍,加溫至95℃以上,保持10分種後,停止加熱,讓其靜置沉澱6小時。
6、清液中和
將經過沉澱的清液移入中和罐,加溫至60℃後,加入碳酸鈣中和,邊加邊攪拌。檸檬酸與碳酸鈣形成難溶性的檸檬酸鈣,從發酵液中分離沉澱出來,達到與其它可溶性雜質分離的目的。
加完碳酸鈣後,升溫到90℃,保持半小時待碳酸鈣反應完成後,倒入沉澱缸內,抽去殘酸,再放入離心機脫水,用95℃以上的熱水洗滌鈣鹽,以除去其表面附著的雜質和糖分。
在這里要重點檢查糖分是否洗凈(洗凈的檸檬酸鈣鹽最好能迅速進行酸解,不要過久貯放,否則會因發霉變質造成損失。如因故不能及時處理,要晾乾後再存放),方法是將1~2%的高錳酸鉀溶液滴一滴到20毫升洗水中,3分鍾不變色即說明糖分已基本洗凈。
在清液中和過程中,控制中和的終點很重要,過量的碳酸鈣會造成膠體等雜質一起沉澱下來,不僅影響檸檬酸鈣的質量,而且給後道工序造成困難。
一般按計算量加入碳酸鈣(碳酸鈣總量=檸檬酸總量×0.714),當pH為6.5~7.0,滴定殘酸為0.1~0.2%時即達到終點。一旦加過了碳酸鈣量,需要補加發酵或母液。
7、酸解與脫色
酸解是將已洗凈的難溶性的檸檬酸鈣與烈士作用,生成檸檬酸與硫酸鈣。反應式如下: Ca(C6H5O7)2+3H2SO4=2C6H8O7+3CaSO4
8、濃縮、結晶
將脫色後過濾所得清液,用減壓法濃縮(要求真空度在600~740毫米汞柱,溫度為50~60℃)。檸檬酸液濃縮後,腐蝕性較大,因此多採用搪瓷襯里的濃縮鍋。濃縮液的濃度要適當,如濃度過高,會形成粉未狀;但濃度過低,也會造成晶核少,數量少,母液中殘留大量未析出的檸檬酸。
(5)檸檬酸工藝中閃蒸裝置的作用擴展閱讀
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、餅干、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,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。無水檸檬酸大量用於固體飲料。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化劑。檸檬酸的酯類如檸檬酸三乙酯可作無毒增塑劑,製造食品包裝用塑料薄膜,是飲料和食品行業的酸味劑,防腐劑。
『陸』 檸檬酸發酵原理特徵和方法
機理:
1940年H.A.克雷伯斯提出三羧酸循環學說以來,檸檬酸的發酵機理逐漸被人們所認識。已經證明,糖質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酵相同,亦即通過E-M途徑(雙磷酸己糖途徑)進行酵解,然後丙酮酸進一步氧化脫羧生成乙醯輔酶A,乙醯輔酶A和丙酮酸羧化所生成的草醯乙酸縮合成為檸檬酸並進入三羧酸循環途徑。 檸檬酸是代謝過程中的中間產物。在發酵過程中,當微生物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,才有利於檸檬酸的大量積累。
發酵有固態發酵、液態淺盤發酵和深層發酵 3種方法。固態發酵是以薯乾粉、澱粉粕以及含澱粉的農副產品為原料,配好培養基後,在常壓下蒸煮,冷卻至接種溫度,接入種曲,裝入曲盤,在一定溫度和濕度條件下發酵。採用固態發酵生產檸檬酸,設備簡單,操作容易。液態淺盤發酵多以糖蜜為原料,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。深層發酵生產檸檬酸的主體設備是發酵罐。微生物在這個密閉容器內繁殖與發酵。現多採用通用發酵罐。它的主要部件包括罐體、攪拌器、冷卻裝置、空氣分布裝置、消泡器,軸封及其他附屬裝置。發酵罐徑高比例一般是1:2.5,應能承受一定的壓力,並有良好的密封性。除通用式發酵罐外,還可採用帶升式發酵罐、塔式發酵罐和噴射自吸式發酵罐等。 為了得到產檸檬酸的優良菌種,通常是從不同地區採集的土壤或從腐爛的水果中分離篩選,然後通過物理和化學方法進行菌種選育。例如薯乾粉深層發酵檸檬酸的菌種就是通過 檸檬酸不斷變異和選育得到的。菌種適合在高濃度下發酵,產酸水平較高。 檸檬酸的發酵因菌種、工藝、原料而異,但在發酵過程中還需要掌握一定的溫度、通風量及pH值等條件。一般認為,黑麴黴適合在28~30℃時產酸。溫度過高會導致菌體大量繁殖,糖被大量消耗以致產酸降低,同時還生成較多的草酸和葡萄糖酸;溫度過低則發酵時間延長。微生物生成檸檬酸要求低pH,最適pH為2~4,這不僅有利於生成檸檬酸,減少草酸等雜酸的形成,同時可避免雜菌的污染。檸檬酸發酵要求較強的通風條件,有利於在發酵液中維持一定的溶解氧量。通風和攪拌是增加培養基內溶解氧的主要方法。隨著菌體生成,發酵液中的溶解氧會逐漸降低,從而抑制了檸檬酸的合成。採用增加空氣流速及攪拌速度的方法,使培養液中溶解氧達到60%飽和度對產酸有利。檸檬酸生成和菌體形態有密切關系,若發酵後期形成正常的菌球體,有利於降低發酵液粘度而增加溶解氧,因而產酸就高;若出現異狀菌絲體,而且菌體大量繁殖,造成溶解氧降低,使產酸迅速下降。發酵液中金屬離子的含量對檸檬酸的合成有非常重要的作用,過量的金屬離子引起產酸率的降低, 由於鐵離子能刺激烏頭酸水合酶的活性,從而影響檸檬酸的積累。檸檬酸發酵用的糖蜜原料,因含有大量金屬離子,必須應用離子交換法或添加亞鐵氰化鉀脫鐵方能使用。然而微量的鋅、銅離子又可以促進產酸。
『柒』 檸檬酸 求解
一水檸檬酸和無水檸檬酸是檸檬酸的兩個品種,兩者均可以用作食品添加劑,高規格的產品質量可以達到葯品級要求,這兩個品種的區別主要在於在分子結構中是否含有結晶水,含有一個結晶水的稱為一水檸檬酸,否則為無水檸檬酸。兩者在分子量上相差約10%,以純檸檬酸計,一水檸檬酸中純檸檬酸的含量比無水產品低約10%,相應的,價格前者比後者低10%甚至是更多,因為無水檸檬酸的提取過程對設備和工藝提出的要求更高一些,加工難度也更大。之所以被稱為檸檬酸,是因為檸檬酸最初被發現存在於檸檬中,另外,在柑橘和橙類水果中也有相當含量。
現在,世界范圍內工業化生產檸檬酸都是通過含糖類物質通過生物發酵技術並經過提取而製得,可用原料有紅薯、木薯、玉米、糖蜜以及甜菜等含糖或澱粉類物質。
檸檬酸具有柔和的酸味、口感清爽,在食品飲料、環保型洗滌劑和葯品中具有廣泛的用途,據說也是偉哥的主要成分。
檸檬酸鈉是檸檬酸的鈉鹽,可通過檸檬酸和鹼中和而得。