柠檬酸别称枸缘酸,化学名称2-羟基-1,2,3-三羧酸。根据其含水量的不同,分为一水柠檬酸和无水柠檬酸。柠檬酸的用途非常广泛,用于食品工业占生产量的75%以上,可做为食品的酸味剂,抗氧化剂,pH调节剂,用于清凉饮料和果酱以及糕点等食品中。用于医药工业占10%左右,主要用作抗剂和解酸药以及化妆品等。用于化学工业等占15%左右,用作缓冲剂和络合剂以及调色剂等。在电子,纺织和石油以及陶瓷等工业领域中都有十分广阔。
在室温下,柠檬酸为无色半透,柠檬酸明晶体或白色颗粒或白色结晶性粉末,无臭、味较酸,在潮湿的空气中微有潮解性。它可以以无水合物或者一水合物的形式存在:柠檬酸从热水中结晶时,生成无水合物;在冷水中结晶则生成一水合物。加热到78℃时一水合物会分解得到无水合物。在15摄氏度时,柠檬酸也可在无水中溶解。
在食品添加剂方面主要用于碳酸饮料、果汁饮料、饮料等清凉饮料和腌制品,其需求量受季节气候的变化而有所变化。柠檬酸约占酸味剂总消耗量的2/3。在水果罐头中添加柠檬酸可保持或改进馆藏水果的风味,提高某些酸度较低的水果罐藏时的酸度(降低pH值),减弱微生物的抗热性和抑制其生长,防止酸度较低的水果罐头常发生的性胀罐和破坏。在糖果中加入柠檬酸作为酸味剂易于和果味协调。在凝胶食品如果酱、果冻中使用柠檬酸能有效降低果胶负电荷,从而使果胶分子间键结合而凝胶。在加工蔬菜罐头时,一些蔬菜呈碱性反应,用柠檬酸作pH调整剂,不但可以起到调味作用,还可保持其品质。柠檬酸所具有螯用和调节pH值得特性使其在速冻食品的加工中能增加抗氧剂的性能,抑制酶活性,食品保存期。
自然界中柠檬酸广泛存在于柠檬和橙以及桔子等水果中。工业生产主要采用合成法和发酵法,而工业上使用的柠檬酸多由黑曲霉发酵法生产。其主要性状特点有以下几点:
1、溶解性好,柠檬酸易溶于水和以及。柠檬酸在水中的溶解度很大,此外,柠檬酸和其物的丙二醇溶液还可溶于油脂。由于水溶性和脂溶性较好,柠檬酸易于均匀地分散于各类食品中。
2、酸味**,温和芳香,在所有**酸中是可口的,并能与多种香料混合产生清爽的酸味,故事用于许多食品。同时由于柠檬酸的弱酸性,在一定pH范围内能抑制繁殖,起到防腐作用。
3、螯合力强,柠檬酸由于含有三个羧基故可形成三种形式的盐,但除碱金属盐外,其他盐大多不溶或难溶于水。它还有一种奇特的性质,就是在冷水中比在热水中易溶。
4、能与碱或盐组成缓冲剂,如与二以不同比例混合,可得到多种缓冲液。
5、毒性小,在人体内柠檬酸为三羧酸循环的重要中间体,对人体不会造成伤害。
柠檬酸是食品加工业中很重要的食品添加剂,也广泛应用于医药和染料及其他工业。柠檬酸生产有两条途径,一条是以淀粉及糖类为原料,用微生物发酵方法来制取;另一条是从含酸分丰富的原料中提取,特别是在果品加工中进行综合利用如制梅胚后排出的咸酸汁液,其含酸量可达4至5%,制柑橘胚后排出的咸酸汁液都是提取柠檬酸很好原料。其主要提取工艺有以下几步:
原料澄清过滤:橘汁和梅汁中含有不少果胶及杂质,需进行澄清,促进杂质沉淀,然后用压滤机压滤。
中和:可用碳酸钙或石灰中和,要预先调成浆状进行,好加入15%碳酸钙中和。具体做法是:把橘汁、梅汁等咸酸水加热至75摄氏度时,逐渐加入碳酸钙乳浆,继续加热2小时,初温控制在5摄氏度左右,后可升高到100摄氏度,至溶液呈青绿色时,即表示已完成中和反应。然后静置沉淀,此沉淀即为果酸钙。
除盐:所得柠檬酸钙含有盐分,可用清水洗涤,加热至70—80摄氏度,反复多次,直至盐分除净为止,干燥备用。
酸解脱色:柠檬酸钙浆液加热至60至70摄氏度,加入浓度为35%的酸,沸腾3小时左右,待柠檬酸钙分解完成,即静置沉淀,上层清液为柠檬酸溶液。将暗红色的柠檬酸用1—2%活性炭脱色半小时,则得无色清液。
浓缩和晶析:将无色柠檬酸液进行浓缩,至固形物含量75%时,于结晶缸内静置结晶。4—5天可完成晶析。
离心和干燥:柠檬酸结晶还含有一定水分和杂质,需用离心机除去。然后在75摄氏度下干燥到含水量达1%以下,后通过过筛分级以及包装即为成品。
柠檬酸是一种食用酸类,可增强体内正常代谢,适当的剂量对人体无害。在某些食品中加入柠檬酸后口感好,并可促进食欲,在我国允许果酱饮料和罐头以及糖果中使用。虽然作为一种常规的对人体无直接危害,但它可以促进体内钙的排泄和沉积,如长期食用含柠檬酸的食品,有可能导致低钙血症,并且会增加患十二指肠癌的几率。儿童表现有系统不稳定和易兴奋以及植物紊乱;大人则为手足,感觉异常,瘙痒及消化道等。
柠檬酸在早期断奶幼仔日粮中的应用效果显著,柠檬酸掺杂在饲料中可以降低日粮pH值,使胃内pH值下降,提高酶活性。柠檬酸可在一定程度上引起日粮和胃肠道pH值降低,低pH值可使无活性的原激活成为有活性的,从而为幼仔营养物质的消化和吸收提供了适宜环境。断奶仔猪日粮中添加柠檬酸,小肠内容物质胰蛋白酶和活性明显提高。
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