中文名稱：檸檬酸

藥品通用名稱：枸櫞酸

檸檬酸分子式

英文名稱：citric acid

化學名稱：2-羥基-均丙三羧酸

英文名稱2：2-hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylic acid

CAS No.：77-92-9

EINECS號：201-069-1 [1]

分子式：C6H8O7

分子量：192.14

外觀與性狀：白色結晶粉末，無臭。

熔點（℃）：153 。255

沸點（℃）：（175℃分解)

相對密度（水=1）：1.6650

閃點（℃）：100

引燃溫度（℃）：1010.87（粉末）

爆炸上限%(V/V)：8.01333。。。。。（65℃）

離解常數(shù)（25℃）：Ka1=7.4×10^-4，Ka2=1.7×10^-5，Ka3=4.0×10^-7

溶解性:溶于水、乙醇、丙酮，不溶于乙醚、苯，微溶于氯仿。水溶液顯酸性。

物理性質檸檬酸粉

在室溫下，檸檬酸為無色半透明晶體或白色顆�；虬咨�結晶性粉末，無臭、味極酸，有澀味，有微弱腐蝕性，潮解性強，并伴有結晶水化合物生成，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 ℃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。

檸檬酸結晶形態(tài)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。

化學性質

從結構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性質。加熱, 至175 ℃時它會分解產(chǎn)生二氧化碳和水，剩余一些白色晶體。檸檬酸是一種較強的有機酸，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。

方法名稱：枸櫞酸芬太尼測定—中和滴定法

應用范圍：該方法采用滴定法測定枸櫞酸芬太尼的含量。

該方法適用于枸櫞酸芬太尼。

方法原理：供試品置錐形瓶中，加冰醋酸溶解后，加結晶紫指示液，用高氯酸滴定液（0.1mol/L）滴定至溶液顯綠色。讀出高氯酸滴定液使用量，計算枸櫞酸芬太尼的含量。

試劑：

⒈ 水（新沸放置至室溫）

⒉高氯酸滴定液（0.1mol/L）

⒊ 結晶紫指示液

⒋ 無水冰醋酸

⒌ 基準鄰苯二甲酸氫鉀

儀器設備：

試樣制備：1.高氯酸滴定液（0.1mol/L）

配制：取無水冰醋酸（按含水量計算，每1g水加醋酐5.22mL)750mL，加入高氯酸（70%-72%）8.5mL，搖勻，在室溫下緩緩滴加醋酐23mL，邊加邊搖，加完后再振搖均勻，放冷，加無水冰醋酸適量使成1000mL，搖勻，放置24小時。若所測供試品易乙�；�，則須用水份測定法測定本頁的含水量，再用水和醋酐調(diào)節(jié)至本液的含水量為0.01%-0.2%。

標定：取在105℃干燥至恒重的基準鄰苯二甲酸氫鉀約0.16g，精密稱定，加無水冰醋酸20mL使溶解，加結晶紫指示液1滴，用本液緩緩滴定至藍色，并將滴定的結果用空白試驗校正。每1mL高氯酸滴定液（0.1mol/L）相當于20.42mg的鄰苯二甲酸氫鉀。根據(jù)本液的消耗量與鄰苯二甲酸氫鉀的取用量，算出本液的濃度，即可。

貯藏：置棕色玻璃瓶中，密閉保存。

⒉ 結晶紫指示液

取結晶紫0.5g，加冰醋酸100mL使溶解，即得。

操作步驟：精密稱取供試品約0.5g，置錐形瓶中，加冰醋酸15mL溶解后，加結晶紫指示液1滴，用高氯酸滴定液（0.1mol/L）滴定至溶液顯綠色，并將滴定結果用空白試驗校正。記錄消耗高氯酸滴定液的體積數(shù)（mL），每1mL高氯酸滴定液（0.1mol/L）相當于52.86mg的C22H28N2O·C6H8O7。

注1：“精密稱取”系指稱取重量應準確至所稱取重量的千分之一，“精密量取”系指量取體積的準確度應符合國家標準中對該體積移液管的精度要求。

參考文獻：中華人民共和國藥典，國家藥典委員會編，化學工業(yè)出版社，2005年版，二部，p.380。

1784年C.W.舍勒首先從柑橘中提取檸檬酸。他是通過在水果榨汁中加入石灰乳以形成檸檬酸鈣沉淀的方法制取檸檬酸的。天然檸檬酸最初產(chǎn)于美國加利福尼亞州、意大利和西印度群島。意大利的產(chǎn)量居首位。到1922年，世界檸檬酸的總銷售額的90%由美國、英國、法國等壟斷。發(fā)酵法制取檸檬酸始于19世紀末。1893年C.韋默爾發(fā)現(xiàn)青霉（屬）菌能積累檸檬酸。1913年B.扎霍斯基報道黑曲霉能生成檸檬酸。1916年湯姆和柯里以曲霉屬菌進行試驗，證實大多數(shù)曲霉菌如泡盛曲霉、米曲霉、溫氏曲霉、綠色木霉和黑曲霉都具有產(chǎn)檸檬酸的能力，而黑曲霉的產(chǎn)酸能力更強。如柯里以黑曲霉為供試菌株，在15%蔗糖培養(yǎng)液中發(fā)酵，對糖的吸收率達55%。1923年美國菲澤公司建造了世界上第一家以黑曲霉淺檸檬酸粉盤發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸的工廠。隨后比利時、英國、 德國、蘇聯(lián)等相繼研究成功發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸。這樣，依靠從柑橘中提取天然檸檬酸的方法逐漸為發(fā)酵檸檬酸所取代。1950年前，檸檬酸采用淺盤發(fā)酵法生產(chǎn)。1952年美國邁爾斯試驗室采用深層發(fā)酵法大規(guī)模生產(chǎn)檸檬酸。此后，深層發(fā)酵法逐漸建立起來。深層發(fā)酵周期短，產(chǎn)率高，節(jié)省勞動力，占地面積小，便于實現(xiàn)儀表控制和連續(xù)化，現(xiàn)已成為檸檬酸生產(chǎn)的主要方法。

中國用發(fā)酵法制取檸檬酸以1942年湯騰漢等報告為最早。1952年陳聲等開始用黑曲霉淺盤發(fā)酵制取檸檬酸。輕工業(yè)部發(fā)酵工業(yè)科學研究所于1959年完成了200l規(guī)模深層發(fā)酵制檸檬酸試驗，1965年進行了生產(chǎn)100t甜菜糖蜜原料淺盤發(fā)酵制取檸檬酸的中間試驗，并于1968年投入生產(chǎn)。1966年后，天津市工業(yè)微生物研究所、上海市工業(yè)微生物研究所相繼開展用黑曲霉進行薯干粉原料深層發(fā)酵檸檬酸的試驗研究，并獲得成功，從而確定了中國檸檬酸生產(chǎn)的這一主要工藝路線。薯干粉深層發(fā)酵檸檬酸，原料豐富，工藝簡單，不需添加營養(yǎng)鹽，產(chǎn)率高，是中國獨特的先進工藝。

中國石油發(fā)酵檸檬酸的研究起步較早。1970年，天津、上海、沈陽、常州等地研究單位利用解脂假絲酵母（candida lipolytica)進行石蠟油（正構烷烴）發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的試驗。1979年徐子淵等篩選出一株對氟乙酸敏感的變異株解脂假絲酵母，其烏頭酸水合酶的活性很低，檸檬酸的生成比例從原來的50%提高至80%，從而提高了石油發(fā)酵檸檬酸的產(chǎn)率。

隨著生物技術的進步，檸檬酸工業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展，全世界檸檬酸產(chǎn)量已達0.4Mt。在檸檬酸發(fā)酵技術領域，由于高產(chǎn)菌株的應用和新技術的不斷開拓，檸檬酸發(fā)酵和提取收率都有明顯提高，每生產(chǎn)1t檸檬酸分別消耗2.5～2.8t糖蜜，2.2～2.3t薯干粉或1.2～1.3t蔗糖。人們正在大力開發(fā)固定化細胞循環(huán)生物反應器發(fā)酵技術。

發(fā)酵

發(fā)酵有固態(tài)發(fā)酵、液態(tài)淺盤發(fā)酵和深層發(fā)酵 3種方法。固態(tài)發(fā)酵是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的農(nóng)副產(chǎn)品為原料，配好培養(yǎng)基后，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(fā)酵。采用固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸，設備簡單，操作容易。液態(tài)淺盤發(fā)酵多以糖蜜為原料，其生產(chǎn)方法是將滅菌的培養(yǎng)液通過管道轉入一個個發(fā)酵盤中，接入菌種，待菌體繁殖形成菌膜后添加糖液發(fā)酵。發(fā)酵時要求在發(fā)酵室內(nèi)通入無菌空氣。深層發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的主體設備是發(fā)酵罐。微生物在這個密閉容器內(nèi)繁殖與發(fā)酵。現(xiàn)多采用通用發(fā)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(fā)酵罐徑高比例一般是1:2.5，應能承受一定的壓力，并有良好的密封性。除通用式發(fā)酵罐外，還可采用帶升式發(fā)酵罐、塔式發(fā)酵罐和噴射自吸式發(fā)酵罐等。

為了得到產(chǎn)檸檬酸的優(yōu)良菌種，通常是從不同地區(qū)采集的土壤或從腐爛的水果中分離篩選，然后通過物理和化學方法進行菌種選育。例如薯干粉深層發(fā)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(fā)酵，產(chǎn)酸水平較高。

檸檬酸的發(fā)酵因菌種、工藝、原料而異，但在發(fā)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，黑曲霉適合在28～30℃時產(chǎn)酸。溫度過高會導致菌體大量繁殖，糖被大量消耗以致產(chǎn)酸降低，同時還生成較多的草酸和葡萄糖酸；溫度過低則發(fā)酵時間延長。微生物生成檸檬酸要求低pH，最適pH為2～4，這不僅有利于生成檸檬酸，減少草酸等雜酸的形成，同時可避免雜菌的污染。檸檬酸發(fā)酵要求較強的通風條件，有利于在發(fā)酵液中維持一定的溶解氧量。通風和攪拌是增加培養(yǎng)基內(nèi)溶解氧的主要方法。隨著菌體生成，發(fā)酵液中的溶解氧會逐漸降低，從而抑制了檸檬酸的合成。采用增加空氣流速及攪拌速度的方法，使培養(yǎng)液中溶解氧達到60%飽和度對產(chǎn)酸有利。檸檬酸生成和菌體形態(tài)有密切關系，若發(fā)酵后期形成正常的菌球體，有利于降低發(fā)酵液粘度而增加溶解氧，因而產(chǎn)酸就高；若出現(xiàn)異狀菌絲體，而且菌體大量繁殖，造成溶解氧降低，使產(chǎn)酸迅速下降。發(fā)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(chǎn)酸率的降低，由于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(fā)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(chǎn)酸。

提取

在檸檬酸發(fā)酵液中，除了主要產(chǎn)物外，還含有其他代謝產(chǎn)物和一些雜質，如草酸、葡萄糖酸、蛋白質、膠體物質等，成分十分復雜，必須通過物理和化學方法將檸檬酸提取出來。大多數(shù)工廠仍是采用碳酸鈣中和及硫酸酸解的工藝提取檸檬酸。除此之外，還研究成功用萃取法、電滲析法和離子交換法提取檸檬酸。

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。在所有有機酸的市場中，檸檬酸市場占有率 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(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，增強食欲和促進體內(nèi)鈣、磷物質的消化吸收。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)

檸檬酸在化學技術上可作化學分析用試劑，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，是構成能源的主要部分，然而一直缺乏有效的煙氣脫硫工藝，導致大氣SO2污染嚴重。目前，中國SO2年排放量已近4000萬噸，研究有效的脫硫工藝，實為當務之急。檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液由于其蒸氣壓低、無毒、化學性質穩(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，適用于豬、雞、魚、蝦、牛、羊、兔、蠶等各種動物，具有促進動物生長，改善產(chǎn)品品質，提高抗病能力及成活率，提高飼料轉化率，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。角質的更新有助于皮膚的中黑色素的剝落，毛孔的收細，黑頭的溶解等。例如碧歐泉活泉舒敏潔面摩絲，令皮膚柔軟、舒適，膚色清新、純凈。

用于殺菌

檸檬酸與80℃溫度聯(lián)合作用具有良好殺滅細菌芽孢的作用，并可有效殺滅血液透析機管路中污染的細菌芽孢。享有“西餐之王”美譽的檸檬具有很強的殺菌作用，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，必須有鈣離于參加。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。