發(fā)酵簡史和檸檬酸性質(zhì)課件

第一章檸檬酸發(fā)酵工藝學(xué)12第一節(jié)3檸檬酸發(fā)酵簡史一、檸檬酸發(fā)酵簡史1.國外發(fā)展過程1784年，舍勒從柑桔中提取檸檬酸1860年意大利開始從果汁中添加石灰乳的方法制檸檬酸，從而進行工業(yè)化生產(chǎn)。發(fā)酵法制取檸檬酸始于19世紀(jì)末1893年，韋默爾發(fā)現(xiàn)青霉菌能積累檸檬酸；1913年Zahorskl首先利用黑曲霉生產(chǎn)檸檬酸；1916年，湯姆和阿里證實大多數(shù)曲霉菌都有產(chǎn)檸檬酸的能力，而黑曲霉產(chǎn)酸能力更強。1923年美國pfizer輝瑞公司首先采用黑曲霉淺盤發(fā)酵法工業(yè)化生產(chǎn)檸檬酸，發(fā)酵法取代直接提取法。1950年前，檸檬酸采用淺盤發(fā)酵法生產(chǎn)；1952年美國Miles公司在借鑒深層發(fā)酵青霉素工廠首先開發(fā)深層發(fā)酵法工業(yè)化生產(chǎn)檸檬酸；2009年世界檸檬酸產(chǎn)量達到150萬噸。2.國內(nèi)發(fā)展過程41942年，湯騰漢等報道了發(fā)酵法制取檸檬酸；1952年，陳聲等人開始用黑曲霉淺盤發(fā)酵制取檸檬酸；1959年輕工業(yè)部完成了200L規(guī)模深層發(fā)酵制備檸檬酸試驗；1965年原輕工業(yè)部食品發(fā)酵研究所在黑龍江和平糖廠建立了我國第一個檸檬酸生產(chǎn)廠，以甜菜糖蜜為原料，淺盤發(fā)酵，鈣鹽離交提取檸檬酸，年產(chǎn)量100噸；1968年上海酵母廠是我國第一家以淀粉為原料深層發(fā)酵檸檬酸投產(chǎn)成功；1966年，天津工微所、上海工微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，并獲成功，從而確定了中國檸檬酸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，是當(dāng)時中國獨特的先進工藝；現(xiàn)在人們正在大力開發(fā)固定化細胞循環(huán)生物反應(yīng)器發(fā)酵技術(shù)；2005年，檸檬酸類產(chǎn)品產(chǎn)量63萬噸，占世界總產(chǎn)量的44%國內(nèi)大小廠家500多個，是世界上最大的檸檬酸生產(chǎn)國和出口國。第二節(jié)

檸檬酸類化合物的性質(zhì)檸檬酸:又稱枸櫞酸學(xué)名：2-羥基丙烷三羧酸2-羥基丙烷-1，2，3三羧酸3-羥基-3-羧基戊二酸分子式C6H8O7相對分子量192.135化學(xué)合成步驟以二氯丙酮為原料6異檸檬酸別異檸檬酸71.檸檬酸的物理性質(zhì)8外觀與性狀：白色結(jié)晶粉末，無臭溶解性：溶于水、乙醇、乙醚，不溶于苯，微溶于氯仿，水溶液顯酸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(jié)晶時，生成無水合物;在冷水中結(jié)晶則生成一水合物，慢慢加熱到70~75℃時一水合物會軟化開始熔化，至130℃完全失去結(jié)晶水，在135~152

℃范圍內(nèi)完全熔化。一水合檸檬酸劇烈加熱時，在100

℃開始熔化，結(jié)塊變?yōu)闊o水檸檬酸，繼續(xù)加熱在153

℃熔化，在15

℃時，檸檬酸也可在無水乙醇中溶解。檸檬酸結(jié)晶狀態(tài)因結(jié)晶條件不同而不同，有無水檸檬酸C6H8O7,也有結(jié)晶水檸檬酸C6H8O7·H2O、C6H8O7·2H2O檸檬酸的溶解性檸檬酸含有羥基和羧基，故極易溶于水，溶解度隨溫度升高而增大。在36.6

℃處有一轉(zhuǎn)折點是一水檸檬酸向無水檸檬酸轉(zhuǎn)化的臨界溫度，折點以下，溶解度曲線可以用W=49.9300+0.5303t表示折點以上：溶解度曲線可用，W’=59.8730+2.2117(t/10)+0.03079(t/10)2來表示9102.檸檬酸的化學(xué)性質(zhì)（1）酸性與電離1112（2）加熱分解作用檸檬酸加熱可以分解，生成多種產(chǎn)物，13（3）檸檬酸與酸反應(yīng)

檸檬酸與發(fā)煙硫酸混合，在常溫下，即生成烏頭酸，稍加熱能生成3-酮基戊二酸。14（4）檸檬酸與堿反應(yīng)檸檬酸的常規(guī)酸堿中水反應(yīng)可生成多種鹽類。15（5）與甘油作用共熱產(chǎn)物：檸檬酸三甘油酯如果與硬脂酸共熱，則得到合成樹脂狀物質(zhì)，可作為油漆或塑料添加劑。163.檸檬酸鈣鹽的性質(zhì)采用鈣鹽法提取檸檬酸，在發(fā)酵后一般先制成鈣鹽，再用硫酸酸解為檸檬酸。17檸檬酸鈣鹽在水中的溶解度較??；并且隨溫度升高進一步降低?！锶绻麥囟壬咧?5~100℃，Ca（C6H5O7）.4H2O的溶解度可進一步降低為0.578g/L水。將溶液加熱至沸，使檸檬酸鈣鹽比較完全沉淀析出，而其它有機酸鈣（葡萄糖酸鈣、草酸鈣）等物質(zhì)溶

解。檸檬酸鈣的溶解度也與酸度有關(guān)，pH值降低時溶解度增大。18194.檸檬酸其它鹽類的性質(zhì)銨鹽白色粉末，氫二銨具有除銹、除垢作用，并且是生產(chǎn)復(fù)寫紙的原料。鐵鹽紅色鱗片狀晶體，很好的鐵營養(yǎng)藥，治療缺鐵性貧血。鐵銨復(fù)鹽紅褐色或黃褐色，治療缺鐵性貧血以及出血后貧血。鉀鹽白色顆?；蚪Y(jié)晶粉末，與酒石酸氫鈉生成結(jié)晶沉淀，用作定性；醫(yī)藥上用作利尿劑和發(fā)汗劑。205.鈉鹽醫(yī)藥上作為退熱劑、尿酸矯正劑、抗凝血劑。食品中用作風(fēng)味劑、pH緩沖劑、穩(wěn)定劑和乳化劑。鎂鹽白色鱗片狀晶體，可作為瀉藥及起泡劑。鉍鹽白色結(jié)晶粉末，醫(yī)藥上用作健胃劑和收斂劑。鎳鹽綠色晶體或粉末，具吸濕性，廣泛用于電鍍工業(yè)。219.錳鹽白色粉末，醫(yī)藥上作為錳營養(yǎng)藥及收斂劑銅鹽淡綠色粉末或藍綠色結(jié)晶，醫(yī)藥上用作消毒劑，治療結(jié)膜炎、砂眼等。銀鹽白色結(jié)晶粉末，強烈防腐劑，用于外科消毒防腐。鋅鹽白色粉末，用于化工原料，生產(chǎn)鋅化合物。鋇鹽白色粉末，用于化工原料，作為乳膠等涂料的穩(wěn)定劑。224.檸檬酸衍生物的性質(zhì)包括脂類、酰胺類、醚類和酸酐以及分解產(chǎn)物。溶于水?？勺鲋紕?、熱熔粘和醇，微工業(yè)上用作增塑劑。，在塑料相色譜固定劑，塑料的增塑，可做氣（1）檸檬酸三甲酯：無色結(jié)晶，易溶于醚合劑、發(fā)泡劑等。（2）乙酰檸檬酸三乙酯：無色液體，高溫受熱水解（3）檸檬酸三丁酯：無色或微黃色油狀液體劑。（4）檸檬酸十八酯：白色或微黃色粉末，劑?？勺隹寡趸?3（5）檸康酸、檸康酸酐有機化工原料，用于生產(chǎn)新型塑料。245.檸檬酸的應(yīng)用25在食品工業(yè)上的應(yīng)用

檸檬酸也稱第一食用酸味劑，廣泛用作酸味劑、增溶劑、緩沖劑、抗氧化劑、脫腥脫臭劑、螯合劑等。1.飲料26飲料工業(yè)消耗的檸檬酸占檸檬酸總產(chǎn)量的75~80%，檸檬酸是果汁天然成分之一，不僅能賦予水果風(fēng)味還有增溶、抗氧化等作用，能增加抗微生物防腐效果。2.果醬與果凍主要調(diào)節(jié)pH值和賦予產(chǎn)品酸味，在果醬中可改變風(fēng)味和防止蔗糖結(jié)晶析出發(fā)砂的缺陷。3.果糖可增加酸味并防止各種成分氧化以及蔗糖結(jié)晶析出。4.冷凍食品檸檬酸具有螯合及調(diào)節(jié)pH的特點，可以加強抗氧化劑的作用使酶失活，保證冷凍食品的穩(wěn)定性，還能抑制冷凍水果顏色和香氣變壞。5.釀造酒調(diào)節(jié)釀造酒的釀度，還可以起到抗氧化作用和保護色素作用。6.冰激凌和酸奶增加其口味，抗氧化性，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性，還能促進雙歧桿菌繁殖，促進鈣吸收7.脂肪和油作為抗氧化劑，并能螯合微量元素使脂肪、油和含脂肪食品不易變質(zhì)，添加量0.005%~0.02%，效果明顯。8.腌制品可改善風(fēng)味，還可除腥氣、脫臭、抗氧化。9.罐頭食品和水果加工調(diào)節(jié)釀度，螯合金屬離子，保護水果所含VC，使其不易被金屬離子破壞，減少褐變。10.豆制品和調(diào)味品可使大豆脫腥，也可與乳酸、琥珀酸等配合應(yīng)用于醬油、醋及酵母天然調(diào)味料的調(diào)味。27檸檬酸在制