物性數據

1.性狀：白色半透明晶體或粉末，具有令人愉快的酸味。

2.密度（g/mL,25/4℃）：1.665（無水物）

3.相對密度（20℃，4℃）：1.665

4.熔點（ºC）：153（無水物）

5.晶相相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol-1)：-1960.6

6.晶相標準聲稱熱(焓)(kJ·mol-1)：-1543.8

7.折射率：1.493～1.509

8.比旋光度（º）：不確定

9.自燃點或引燃溫度（ºC）：不確定

10.蒸氣壓（kPa,25ºC）：不確定

11.飽和蒸氣壓（kPa,60ºC）：不確定

12.燃燒熱（KJ/mol）：不確定

13.臨界溫度（ºC）：不確定

14.臨界壓力（KPa）：不確定

15.油水（辛醇/水）分配系數的對數值：不確定

16.爆炸上限（%,V/V）：不確定

17.爆炸下限（%,V/V）：不確定

18.溶解性：易溶于水和乙醇，溶于乙醚。

19.閃點（ºC）：100

毒理學數據

1、急性毒性

大鼠口徑LD50:3mg/kg；大鼠腹腔LD50:290mg/kg；

大鼠皮下LD50:5500mg/kg；

小鼠口徑LC50:5040mg/kg；小鼠腹腔LC50:903mg/kg；

小鼠皮下LC50:2700mg/kg；小鼠靜脈LC50:42mg/kg；

兔子口徑LD50:7mg/kg；兔子靜脈LD50:330mg/kg；

2、神經毒性

兔子皮膚試驗：500mg/24H;兔子眼睛試驗：750ug/24HREACTION;

生態學數據

檸檬酸濃溶液對黏膜有刺激作用。

分子結構數據

1、摩爾折射率：36.04

2、摩爾體積（cm3/mol）：109.0

3、等張比容（90.2K）：348.0

4、表面張力（dyne/cm）：103.9

5、極化率（10-24cm3）：14.28

計算化學數據

1.疏水參數計算參考值（XlogP）:無

2.氫鍵供體數量:4

3.氫鍵受體數量:7

4.可旋轉化學鍵數量:5

5.互變異構體數量:無

6.拓撲分子極性表面積132

7.重原子數量:13

8.表面電荷:0

9.復雜度:227

10.同位素原子數量:0

11.確定原子立構中心數量:0

12.不確定原子立構中心數量:0

13.確定化學鍵立構中心數量:0

14.不確定化學鍵立構中心數量:0

15.共價鍵單元數量:1

性質與穩定性

1.白色半透明晶體或粉末。無氣味，味酸，從冷的溶液中結晶出來的檸檬酸含有1分子水，在干燥空氣中或加熱至40-50℃成無水物。在潮濕空氣中微有潮解性。75℃時變軟，100℃時熔融，易溶于水和乙醇，溶于乙醚?？扇肌２蝗苡诼确?、苯等有機溶劑。水溶液呈酸性。檸檬酸是強有機酸，對碳鋼有強腐蝕作用，但對不銹鋼無腐蝕。遇強氧化劑（如高錳酸鉀）可被氧化生成草酸；與氫氧化鉀熔融時，分解為草酸及乙酸。

2.本品無毒。

3.存在于烤煙煙葉、白肋煙煙葉中。

4.存在于檸檬、柑橘等許多天然植物中。

5.是強的有機酸。

6.有兩種形式：從熱水中結晶得無水物，從冷水溶液中結晶得一水物。一水物在干燥空氣中可失水。

合成方法

1.本品主要采用發酵法生產，其原料可用糖蜜、蔗糖、甘薯和石油烴等碳水化合物。一般采用真菌為菌種發酵生產，按發酵方式可分為表面發酵和深層發酵兩大類，表面發酵是早期的生產方法，用某些青霉菌或黑曲霉菌為菌種；深層發酵法亦以黑曲霉菌為菌種，發酵過程中生成小球形的絲菌聚集體，應避免生成長而薄的絲菌體，發酵條件為pH值1.5-2.8，同時需通入無菌空氣并伴隨攪拌，發酵完畢過濾除去絲菌體及殘存的固體渣滓，濾液用碳酸鈣中和獲得檸檬酸鈣，然后用濃硫酸中和得檸檬酸粗品，再經離子交換樹脂精制、濃縮和結晶得到成品。以深層發酵法為主，約占發酵法產量的80%。

工藝流程：

（1）菌種培養，檸檬酸工業生產的菌種主要有黑曲霉和解脂假絲酵母等，前者是現在工業是應用最有競爭力的菌種。

1、黑曲霉的培養，向密度為1.036g每平方立米左右的麥汁內加入25%-30%的瓊脂，然后接入黑曲霉菌種，在31℃左右培養4d。將麩皮、水以1：1的比例摻拌，加入10%碳酸鈣、0.5%的硫酸銨，拌勻后裝入250ml的三角瓶中，用981×1.5KPa壓力滅菌60min,接入上述已培養的菌種，培養96-120h即可使用。

2、解脂假絲酵母培養，該酵母一般都是從含有動植物油或礦物油的材料中分離出來的，經富集培養、平板分離培養，所得培養基經常規搖瓶方法初篩，可得培養基，再經誘導有種，制得用于工業發酵的解脂假絲酵母。這種酵母可由烷烴發酵生產檸檬酸，也可由糖類發酵生產檸檬酸。

（2）發酵工藝,目前生產檸檬酸主要有以下3種方法。

1、表面發酵法,此法又稱淺層發酵法，其理想原料為甜菜糖蜜。將原料糖蜜先送入煮沸鍋內加等體積水煮沸15-30min，依次加黃血鹽和EDTA二鈉鹽煮沸滅菌，再用無菌水配成含糖蜜12%-16%的發酵培養基液。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℃下送入發酵室內裝入淺底的鋁盤或不銹鋼盤中，液層厚度為1.5-2.5cm。按75mg每平方立米干孢子接入黑曲霉干孢，在溫度為35℃、pH＜下發酵6-12d，而得檸檬成品。糖蜜（40%-50%）消耗定額3t/t。

2、固體表面發酵工藝將果渣晾干、粉碎后，每100kg干渣加入碳酸鈣2kg碳酸銨0.7kg在蒸鍋內常壓下蒸料90min，殺死雜菌及使原料中淀粉糊化；將蒸好的物料攤晾到37℃以下，立即補水接種，種曲用量為干渣質量的0.2%-0.3%。將物料裝入曲盤中，裝料厚度為6-8cm，曲盤材料可為木質、鐵質或鋁質，盤底最好是假底或多孔篩板，以利通氣。將曲盤送進曲房，在38-43℃下發酵80h，用80℃熱水將發酵物中的檸檬酸浸出后，經過濾、中和、酸解、脫色、濃縮、結晶等步驟制得檸檬酸成品。

3、深層發酵法先在發酵罐內配制含量為18%-20%的山芋粉懸浮液，加入α淀粉酶液化，然后于110-115℃保溫滅菌，冷卻后接入黑曲霉菌種，在35℃恒溫下通氣發酵60-70h，發酵液pH值為2。產酸含量為12%-15%，終點時發酵液含糖小于1%。營養物可加入0.2%的無機銨鹽，發酵罐為不銹鋼或內壁涂以環氣樹脂的碳鋼罐，內設有多層渦輪攪拌器，其轉速為50-100r/min，發酵液經板框過濾機或真空轉鼓過渡機除去菌絲體及固形物，濾液用含量為40%-50%氫氧化鈣水溶液中和生成檸檬酸沉淀。經過濾后，用20%的稀硫酸酸解制得檸檬酸水溶液，酸解溫度為70-80℃檸檬酸水溶液經活性炭脫色，離子交換除去金屬、硫酸根、氯根等雜質后，進入雙效蒸發器濃縮，蒸發溫度50-65℃，真空度79.98-93.31kpa,出料含量70%-80%。濃縮液經冷卻、結晶、離心及干燥后制得檸檬酸成品。

消耗定額：山芋粉2.3t/t,α淀粉酶6kg/t,工業硫酸（98%）1.05t/t,碳酸鈣（98%）1200kg/t，鹽酸（32%）500kg/t，電1200KW·h/t,蒸汽5t/t,水陸聯運。4.5t/t。

（3）檸檬酸的提取經發酵所得的發酵酸，經過濾出菌體、殘渣，再經加石灰乳中和、碳酸鈣過濾而得碳酸鈣鹽；然后加硫酸酸解、過濾而得粗酸液；再經凈化，通過吸附脫色和離子交換樹脂交換，除去前述溶液中酸含有的色素和膠體物質，其中有鐵、鈣、銅和鎂等多種金屬陽離子，以及硫酸根等雜質；然后經濃縮到檸檬酸含量20%-25%，通過在沸騰狀態下迅速蒸發，濃縮到70%以上，即可進行結晶。其中中和與酸解兩步反應為中和：由檸檬酸與鈣或鈣堿（石灰乳）反應制得檸檬酸鈣。酸解：由中和所得檸檬酸鈣用硫酸酸解，可得檸檬酸。

結晶：不僅要求產品純度高、回收率高，而且對產品的晶形、晶粒度也有嚴格要求，這是影響成品質量的關鍵環節之一。結晶的方法有一水檸檬酸結晶法和無水檸檬酸結晶法。

①一水檸檬酸結晶法當濃縮液含量約達80%、溫度達55℃時，已呈過飽和狀態，然后將其放入結晶器中，開動攪拌，任其自然冷卻，當溫度到40℃以下時，可以刺激起晶或添加晶種，冷卻，控制溫度不超過36℃，以保證檸檬酸以一水檸檬酸形式析出，如超過36.6℃則會結晶出無水檸檬酸。當結晶體系溫度到10℃以下，結晶工序即可結束，整個結晶時間約為10h。再經過干燥即產品一水檸檬酸。

②無水物檸檬酸結晶法生產無水物檸檬酸結晶，要求溫度較高，不能用冷卻結晶器。無水檸檬酸生產用的蒸發式結晶器，必須在真空下操作，因為操作溫度不得超過60℃；溶液在100℃下濃縮到含檸檬酸83%，即可停止加熱，當冷卻到46℃左右，經加入晶種，可維持溫度在40-45℃，最終降溫到38℃，結晶完畢。再以低速（50-60r/min)開動離心機，將晶種用噴灑洗滌水洗滌；再經烘房干燥，而得無水檸檬酸成品。

發酵液中添加鈣、鎂、鈉、鉀等金屬離子，可提高檸檬酸產量10%，添加氨基酸可增加60%-80%。

（四）直接結晶法　如果發酵得到的是高純度和近于無色的檸檬酸水溶液，則在上述步驟中過濾分離硫酸鈣，但從最后母液中回收檸檬酸仍需要使用沉淀法。

4.煙草：FC，38，50，54；BU，39。