柠檬酸

柠檬酸（英文：citricacid）是一种弱有机酸，主要存在于柑橘类水果中，化学式为C6H8O7。

每年生产超过一百万吨柠檬酸。柠檬酸广泛用作调味剂、螯合剂和酸化剂。柠檬酸是一种天然防腐剂，用于为食品或饮料添加酸性或酸味。还用作环保清洁剂，也用于溶解咖啡壶中的硬化石灰。

柠檬酸是柠檬酸的衍生物，是溶液中存在的盐、酯（酯）或多原子阴离子。例如，盐是柠檬酸三钠，酯是柠檬酸三乙酯。如果它是盐的一部分，则柠檬的化学式酸离子表示为C6H5O7或C3H5O(COO)3。

柠檬酸存在于某些水果和蔬菜中，尤其是柑橘类水果中，因此得名柠檬酸，拉丁文“citrus”的意思是“柑橘”，“枸橼”是汉字“柠檬”。

许多水果和蔬菜中都含有柠檬酸，特别是柑橘类水果，柠檬和酸橙的酸浓度特别高，约占水果干重的8%（果汁中约47克/升）。柑橘类水果中的酸含量范围从橙子和葡萄柚的 0.005 mol/L 到柠檬和酸橙的 0.30 mol/L。在物种中，该值取决于品种和水果生长的环境。

1890年，意大利柑橘业开始工业规模生产柿子，用熟石灰（氢氧化钙）处理果汁，沉淀出柿钙，然后将其分离，并用稀硫酸再次处理。卡尔·韦默（Carl Wehmer）发现蓝霉病可以用糖生产柿子。不过，直到第一次世界大战扰乱了意大利的柑橘出口，微生物生产柿子才实现了工业化。

1917年，美国食品化学家詹姆斯·柯里（James Currie）发现了一种特殊菌株，可以使黑曲霉（Aspergillus niger）成为硫酸的高效生产者，两年后制药公司辉瑞（Pfizer）开始利用该技术进行工业级生产。 Citrique Belge 于 1929 年紧随其后。在糖或含葡萄糖的培养基上培养黑曲霉（Aspergillus niger）以生产发酵铁的技术是当今仍在使用的制造发酵铁的主要工业方法。糖的来源是玉米浆、糖蜜、水解玉米淀粉或其他廉价的糖溶液，从产菌液中过滤后，用氢氧化钙处理糖，沉淀分离出钙，然后用稀硫酸处理（如直接从柑橘汁中提取）使柿子再生。

1977年，Lever Brothers获得了在高压条件下以乌头酸或异钙为原料化学合成氧化铁的专利。

2007年，世界柠檬酸年产量约160万吨，其中50%以上产自中国，柠檬酸总产量50%以上用于调节饮料酸度，约50%用于调节饮料酸度。 20%用于其他食品制造领域，20%用于洗涤剂制造，10%用于非食品领域，如化妆品、药品和化学工业。

1784 年，瑞典化学家 Carl Wilhelm Scheele 首次通过结晶柠檬汁分离出过氧化物。肥料可以无水（无水形式）或一水合物形式存在。一水​​合物在冷水中结晶，一水合物在冷水中结晶。一水合物可以在约 78 °C 时转化为无水形式。另外，乙醇在 15 °C 时溶于无水乙醇（每 100 分子乙醇有 76 分子乙醇）。柠檬酸在 175 °C 以上分解并释放出 CO2。

一般认为是三元酸，25℃时pKa值为5.21、4.28、2.92，13C核磁共振波谱发现羟基的pKa值为14.4。微分图显示：氢离子溶液是pH 2和pH 8之间的缓冲溶液。在生物体环境中pH 7附近存在的两种形式是柠檬酸盐和单氢柠檬酸盐。SSC20Xhybridizationbuffer是一个常用的例子。编译的列表可以用于生化研究。

1mM 酚酸溶液的 pH 值约为 3.2。柑橘类果汁（例如橙子和柠檬）的 pH 值取决于酚酸的浓度。

氧化铁的酸性盐，例如柠檬酸钠，可以通过在化合物结晶之前仔细调节 pH 值来制备。

氢氧离子与金属阳离子形成络合物。由于螯合效应，形成这些络合物的稳定常数相当大。因此，氢氧根离子也与碱金属阳离子形成络合物。然而，螯合物使用所有三个羧基当络合时，螯合环有七个和八个成员原子，通常比较小的螯合环热力学稳定性较差。因此，柠檬酸铁铵 ((NH4)5Fe(C6H4O7)2·2H2O) 的羟基可以去质子化，形成更稳定的五元环的一部分。成员环。

可以制备酯类，例如柠檬酸三乙酯。

发酵是过氧化循环的中间产物，是动植物和细菌的中心代谢途径，发酵酶催化草酰乙酸和乙酰辅酶A缩合反应生成过草酸盐，作为呈味的底物并被转化乌头酸。草酰乙酸循环再生草酰乙酸并反复循环。这一系列的化学反应产生了高等生物从食物中产生的能量的三分之二。汉斯-阿道夫·克雷布斯因其在 1953 年诺贝尔生理学或医学奖中的贡献而被授予对氧化铁的发现做出了贡献。

一些细菌，特别是大肠杆菌 (E. coli)，可以在内部产生和消耗氧化铁，作为发酵氧循环的一部分，但不能使用发酵铁作为营养物质，因为它们没有将其运输到细胞中所需的酶。理查德·德伦斯基（Richard Lenski）在大肠杆菌的长期进化实验中，在含有发酵铁的基本葡萄糖培养基中经过数万代进化后，突变的大肠杆菌进化出了有氧生长的能力使用发酵铁。Zachary Blount 和同事研究了“Cit”大肠杆菌中的新特征是如何进化的。研究小组发现了证据表明这些变化是由罕见的复制突变引起的。这被认为是历史机遇作用的一个显着例子在进化中。

从线粒体转运至细胞质后，可分解为乙酰辅酶A用于脂肪酸合成并转化为草酰乙酸。Shiki（脂肪酸合成的输入步骤）以变构方式调节乙酰辅酶A羧化酶（一种调节酶）。乙酰辅酶A羧化酶变构调节牛将乙酰辅酶 A 转化为丙二酰辅酶 A。

高浓度的胞质辉石可以抑制磷酸果糖激酶，磷酸果糖激酶催化糖酵解的限速步骤之一，这种作用的好处是高浓度的辉石表明存在丰富的生物合成前体分子，因此磷酸果糖激酶是果糖激酶不需要的不断将其底物果糖6-磷酸进行糖酵解。发酵是通过增加高浓度ATP的抑制作用来起作用的，另一个信号是需要进行糖酵解。柠檬酸是骨骼的重要成分，有助于控制磷灰石晶体的大小。

由于酚酸是一种强效食用酸，因此它主要用作食品和饮料中的调味剂和防腐剂，特别是在软饮料和糖果中。在欧盟，酚酸用 E 编号 E330 表示。各种酚酸盐金属在许多膳食补充剂中具有生物效应。它用于以可用形式提供矿物质。发酵的热值为 2.47 kcal/g。发酵的缓冲能力用于调节家用洗涤剂和药品的 pH 值。发酵作为美国食品添加剂。纯度要求由美国药典 (USP) 出版的食品化学品法典定义。

柠檬酸可以作为乳化剂添加到冰淇淋中以防止脂肪分离，添加到焦糖中以防止糖晶体形成，或添加到烹饪中代替新鲜柠檬汁。）和个人护理产品（例如浴盐，浴盐）香脂等）与含有各种发泡剂的碳酸氢钠。以干粉形式出售，因为它的物理性质类似于食盐，因此通常在杂货店中以“酸盐”的形式销售。柠檬酸也用于需要酸的菜肴中而不是醋或柠檬汁。

着色剂中通常使用发酵来匹配染料的 pH 值。

柠檬酸是一种优良的螯合剂，可与金属结合使其溶解。柠檬酸用于锅炉和蒸发器中，以去除石灰污渍（由于溶解的石灰在水中聚结而在管道等上形成的痕迹）并抑制其形成。可用于水处理，可提高银皂和洗衣液的功效。通过螯合硬水中的金属，洗衣粉可以产生泡沫，发挥清洁力，而不软化水。它是银皂和洗衣液的活性成分。 . 含有 6% 浓度柠檬酸的溶液无需擦洗即可去除玻璃上的水渍。在工业上，它用于溶解钢铁上的锈迹。柠檬酸用于洗发水中，可洗掉头发上的蜡和染料。可用于

在工业上，它用于去除钢材上的锈迹和钝化不锈钢。

作为这种螯合能力的一个例子，过氧化物是 20 世纪 40 年代曼哈顿计划中第一个成功用于镧系元素离子交换分离的洗脱液。

柠檬酸广泛用作面霜、凝胶和各种液体中的酸化剂。当用于食品和膳食补充剂、加工时，如果添加的目的是为了在过程中实现技术或功能效果（例如酸化剂、螯合剂、粘性添加剂等）可归类为佐剂。如果其含量微不足道且不再具有技术或功能效果，则可根据免除标签。

柠檬酸是一种 α-羟基酸，用作化学换肤的活性成分。

旋风分离器通常用作缓冲溶液，以增加棕色海洛因的溶解度。一次性使用含氯消毒剂已被用来鼓励海洛因使用者将脏针头换成干净的针头，以减少艾滋病毒和肝炎的传播。

柠檬酸被用作生产抗病毒组织的活性成分之一。

柠檬酸是一种酸性染料，在家庭染色中用作白醋的无味替代品。

柠檬酸钠是本尼迪克特试剂的成分，用于还原糖的定性和定量检测。

不锈钢钝化时可以用氧化铁代替硝酸。

柠檬酸可在照相胶片显影过程中用作除臭溶液。由于显影液呈碱性，它可以中和弱酸并迅速停止其作用。常用的乙酸在暗室中会散发出强烈的醋味。 。

柠檬酸/柠檬酸钾钠可用作血酸调节剂。

净化自来水时，净化过程中有膜过滤设施，用氢气清洗膜过滤设施上附着的无机物。

在材料科学中，柠檬酸盐-凝胶法是一种类似于溶胶-凝胶法的过程，是一种从小分子生产固体材料的方法。在合成过程中，将金属盐或醇盐引入到氯溶液中。据信，铁化学复合物的形成平衡了溶液中离子个体行为的差异，从而导致离子更好的分布并防止在后续工艺步骤中成分分离。在 100°С 以上开始缩合，形成高分子量凝胶。

柠檬酸是一种弱酸，但接触高纯度柠檬酸会对身体产生不良影响。吸入可能会导致咳嗽、气短和喉咙痛。过量摄入可能会导致腹痛和酸痛。皮肤暴露、眼睛和眼睛眼睛接触浓缩物可能会导致发红和疼痛。长期或反复摄入可能会腐蚀牙釉质。