| 等级 | 食品级 | 类型 | 无水柠檬 | | 产品等级 | 级品 | 含≥ | 99(%) | | 产地/厂商 | 山东 | 用途 | 食品,品 | | 执行标准 | 国标 |
25公斤袋装、1000公斤袋装、500-1000公斤袋装等多种包装 理化特性 中文名称:柠檬 英文名称:citric acid 中文名称2:2-丙烷-1,2,3-三羧 英文名称2:2-hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylic acid CAS No.:77-92-9分子式:C6H8O7 分子:192.14 外观与性状:白结晶粉末,无臭。 熔点(℃):153 沸点(℃):(分解) 相对密度(水=1):1.6650 闪点(℃):100 引燃温度(℃):1010(粉末) 炸上限%(V/V):8.0(65℃) 离解常数(25℃):Ka1=7.4×10^-4,Ka2=1.7×10^-5,Ka3=4.0×10^-7 溶解性:溶于水、乙醇、,不溶于、,微溶于 氯仿。水溶液显性。 物理性 :在室温下,柠檬为无半透明晶体或白颗粒或白结晶性粉末,无臭、味极,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 °C时一水合物会分解得到无水合物。在15摄氏度时,柠檬也可在无水乙醇中溶解。 柠檬结晶形态因结晶条件不同而不同,有无水柠檬C6H8O7也有含结晶水蝶檬2C6H8O7.H2O、C6H8O7.H2O或C6H8O7.2H2O。 化学性:从结构上讲柠檬是一种三羧类化合物,并因此而与其他羧有相似的物理和化学性。加热至175 °C时它会分解产生二氧化碳和水,剩余一些白晶体。柠檬是一种较强的有机,有3个H+可以电离; 加热可以分解成多种产物,与、碱、等发生反应。 编辑本段 存在 柠檬在自然界中分布很广,蝶檬存在于植物如柠檬、柑橘、菠萝等果实和动物的骨骼、肌肉、血液中。人工合成蝶檬是用砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物发酵而制得的,可分为无水和水合物两种。纯品柠檬为无透明结晶或白粉末,无臭,有一种诱人 的味。 很多种水果和蔬菜,尤其是柑橘属的水果中都含有较多蝶檬,特别是柠檬和青柠——它们含有大柠檬,在干燥之后,含可达8%(在果汁中的含大约为47 g/L[3])。在柑橘属水果中,柠檬的含介于橙和葡萄的0.005 mol/L和柠檬和青柠的0.30 mol/L之间。这个含随着不同的栽培种和植物的生长情况而有所变化。 编辑本段 柠檬循环 又名:三羧循环 柠檬是生理学中将脂肪、蛋白和糖转化为二氧化碳的过程中的重要化合物。 这些化学反应是几乎所有代谢的核心反应,并且为高等生物提供能。汉斯·阿道夫·克布斯因为发现这一系列反应获得了1953年诺贝尔生理学或医学奖。这一系列反应称作“柠檬循环”、“三羧循环”或“克氏循环”。 编辑本段 生产简史 1784年C.W.舍勒首先从柑橘中提取柠檬。他是通过在水果榨汁中加入石灰乳以形成柠檬钙沉淀的方法制取柠檬的。柠檬初产于美国加利福尼亚州、意大利和西印度群岛。意大利的产居首位。到1922年,柠檬的总销售额的90%由美国、英国、法国等垄断。发酵法制取柠檬始于19世纪末。1893年C.韦默尔发现青霉(属)菌能积累柠檬。1913年B.扎霍斯报道黑曲霉能生成柠檬。1916年汤姆和柯里以曲霉属菌进行试验,实大多数曲霉菌如泡盛曲霉、米曲霉、温氏曲霉、绿木霉和黑曲霉都具有产柠檬弟力,而黑曲霉的产能力更强。如柯里以黑曲霉为供试菌株,在15%蔗糖培养液中发酵,对糖的吸收率达55%。1923年美国菲泽公司建造了上家以黑曲霉浅 盘发酵法生产柠檬的工厂。随后比利时、英国、 德国、苏联等相继研究成功发酵法生产柠檬。这样,依靠从柑橘中提取柠檬的方法逐渐为发酵柠檬所取代。1950年前,柠檬采用浅盘发酵法生产。 1952年美国迈尔斯试验室采用深层发酵法大规模生产柠檬。此后,深层发酵法逐渐建立起来。深层发酵周期短,产率高,节省劳动力,占地面积小,便于实现仪表控制和连续化,现已成为柠檬生产的主要方法。 用发酵法制取柠檬以1942年汤腾汉等报告为早。1952年陈声等开始用黑曲霉浅盘发酵制取柠檬。轻工部发酵工科学研究所于1959年完成了200l规模深层发酵制柠檬试验,1965年进行了生产100t甜菜糖蜜原料浅盘发酵制取柠檬的中间试验,并于1968年投入生产。1966年后,天津市工微生物研究所、上海市工微生物研究所相继开展用黑曲霉进行薯干粉原料深层发酵柠檬的试验研究,并获得成功,从而确定了柠檬生产的这一主要工艺路线。薯干粉深层发酵柠檬,原料丰富,工艺简单,不需添加营养盐,产率高,是独特的工艺。 石油发酵柠檬的研究起步较早。1970年,天津、上海、沈阳、常州等地研究单位利用解脂假丝酵母(candida lipolytica)进行石蜡油(正构烷烃)发酵生产柠檬的试验。1979年徐子渊等筛选出一株对氟乙敏感的变异株解脂假丝酵母,其乌头水合酶的活性很低,柠檬的生成比例从原来的50%提高至80%,从而提高了石油发酵柠檬的产率。 随着生物技术的进步,柠檬工有了突飞猛进的发展,全柠檬产已达0.4Mt。在柠檬发酵技术领域,由于高产菌株的应用和新技术的不断开拓,柠檬发酵和提取收率都有明显提高,每生产1t柠檬分别消耗2.5~2.8t糖蜜,2.2~2.3t薯干粉或1.2~1.3t蔗糖。人们正在大力开发固定化细胞循环生物反应器发酵技术 发酵机理 1940年H.A.克伯斯提出三羧循环学说以来,柠檬的发酵机理逐渐被人们所认识。已经明,糖原料生成柠檬的生化过程中,由糖变成的过程与酒精发酵相同,亦即通过E-M途径(双磷己糖途径)进行酵解,然后进一步氧化脱羧生成乙酰辅酶A,乙酰辅酶A和羧化所生成的草酰乙缩合成为柠檬并进入三羧循环途径。 柠檬是代谢过程中的中间产物。在发酵过程中,当微生物的乌头水合酶和异柠檬脱氢酶活性很低,而柠檬合成酶活性很高时,才有利于柠檬的大积累。 发酵生产过程 柠檬生产分发酵和提取两部分。 发酵 发酵有固态发酵、液态浅盘发酵和深层发酵 3种方法。固态发酵是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的农副产品为原料,配好培养后,在常压下蒸煮,冷却至接种温度,接入种曲,装入曲盘,在一定温度和湿度条件下发酵。采用固态发酵生产柠檬,设备简单,操作容易。液态浅盘发酵多以糖蜜为原料,其生产方法是将灭菌的培养液通过管道转入一个个发酵盘中,接入菌种,待菌体繁殖形成菌膜后添加糖液发酵。发酵时要求在发酵室内通入无菌空气。深层发酵生产柠檬的主体设备是发酵罐。微生物在这个密闭容器内繁殖与发酵。现多采用通用发酵罐。它的主要部件包括罐体、搅拌器、冷却装置、空气分布装置、消泡器,轴封及其他附属装置。发酵罐径高比例一般是1:2.5,应能承受一定的压力,并有良好的密封性。除通用式发酵罐外,还可采用带升式发酵罐、塔式发酵罐和喷射自吸式发酵罐等。 为了得到产柠檬的良菌种,通常是从不同地区采集的土壤或从腐烂的水果中分离筛选,然后通过物理和化学方法进行菌种选育。例如薯干粉深层发酵柠檬的菌种是通过 不断变异和选育得到的。菌种适合在高浓度下发酵,产水平较高。 柠檬的发酵因菌种、工艺、原料而异,但在发酵过程中还需要掌握一定的温度、通风及pH值等条件。一般认为,黑曲霉适合在28~30℃时产。温度过高会导致菌体大繁殖,糖被大消耗以致产降低,同时还生成较多的草和葡萄糖;温度过低则发酵时间延长。微生物生成柠檬要求低pH,适pH为2~4,这不利于生成柠檬,减少草等杂的形成,同时可避免杂菌的污染。柠檬发酵要求较强的通风条件,有利于在发酵液中维持一定的溶解氧。通风和搅拌是增加培养内溶解氧的主要方法。随着菌体生成,发酵液中的溶解氧会逐渐降低,从而抑制了柠檬的合成。采用增加空气流速及搅拌速度的方法,使培养液中溶解氧达到60%饱和度对产有利。柠檬生成和菌体形态有密切关系,若发酵后期形成正常的菌球体,有利于降低发酵液粘度而增加溶解氧,因而产高;若出现异状菌丝体,而且菌体大繁殖,造成溶解氧降低,使产迅速下降。发酵液中金属离子的含对柠檬的合成有非常重要的作用,过的金属离子引起产率的降低, 由于铁离子能刺激乌头水合酶的活性,从而影响柠檬的积累。柠檬发酵用的糖蜜原料,因含有大金属离子,必须应用离子交换法或添加亚铁脱铁方能使用。然而微的锌、铜离子又可以促进产。 提取 在柠檬发酵液中,除了主要产物外,还含有其他代谢产物和一些杂,如草、葡萄糖、蛋白、胶体物等,成分十分复杂,必须通过物理和化学方法将柠檬提取出来。大多数工厂仍是采用碳钙中和及解的工艺提取柠檬。除此之外,还研究成功用萃取法、电渗析法和离子交换法提取柠檬。 环境措施 我国是上大蝶檬产品生产国和出口国,在市场上占有重要的地位。但是,有些企不惜以破坏环境为代价谋求自身利益,不仅造成了严重的环境污染,而且扰乱市场价格,给全行的生产经营带来很大冲击。为规范市场经济秩序,保护公平竞争,根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国对外贸易法》和《中华人民共和国清洁生产促进法》,对柠檬产品的生产、出口采取了一些管理措施: 凡在境内从事柠檬生产的企,必须建设与生产规模相适应的环保治理设施,主要污染物排放必须达到国家规定的排放标准,对不达标的企按照有关环境保护法律进行停产或限产治理并予处罚。柠檬行执行《污水综合排放标准》和《大气污染综合排放标准》中相关的标准。根据目前实际情况,要求企排放的主要污染物(即水中的COD和废气中的*尘、二氧化)达到国家规定的排放标准。高浓度柠檬废水经过厌氧处理后,与低浓度有机废水混合进入接触氧化池,再进入气浮系统,终出水 COD 要满足《污水综合排放标准》中新扩改企发酵行二级标准( COD ≤300 mg/ L 、S S ≤200 mg/ L 、pH = 6~9) 主要用途 柠檬是有机中大,由于物理性能、化学性能、衍生物的性能,是广泛应用于食品、医、日化等行重要的有机。 1.用于食品工 因为柠檬有温和爽快的味,普遍用于各种饮料、汽水、葡萄酒、糖果、点心、饼干、罐头果汁、乳制品等食品的制造。在所有有机的市场中,柠檬市场占有率 70%以上,到目前还没有一种可以取代柠檬的味剂。 一分子结晶水柠檬主要用作清凉饮料、果汁、果酱、水果糖和罐头等的性调味剂,也可用作食用油的抗氧化剂。同时改善食品的感官性状,增强食欲和促进体内钙、磷物的消化吸收。无水柠檬大用于固体饮料。柠檬的盐类如柠檬钙和柠檬铁是某些食品中需要添加钙离子和铁离子的强化剂。柠檬的酯类如柠檬三乙酯可作无增塑剂,制造食品包装用塑料薄膜,是饮料和食品行的味剂 2.用于化工、制和纺织 柠檬在化学技术上可作化学分析用试剂,用作实验试剂、谱分析试剂及生化试剂;用作络合剂,掩蔽剂;用以配制缓冲溶液。采用柠檬或柠檬盐类作助洗剂,可改善洗涤产品的性能,可以迅速沉淀金属离子,防止污染物重新附着在织物上,保持洗涤必要的碱性;使污垢和灰分散和悬浮;提高表面活性剂的性能,是一种良的鳌合剂;可用作测试建筑陶瓷瓷砖低性的试剂。 服装的甲醛污染已是很敏感的问题,柠檬和改性柠檬可制成一种无甲醛防皱整顿剂,用于纯棉织物的防皱整理。不仅防皱效果好,而且成本低。 3.用于环保 柠檬-柠檬钠缓冲液用于*气脱。我国煤炭资源丰富,是构成能源的主要部分,然而一直缺乏有效的*气脱工艺,导致大气SO2污染严重。目前,我国SO2年排放已近4000万吨,研究有效的脱工艺,实为当务之急。柠檬-柠檬钠缓冲溶液由于其蒸气压低、无、化学性稳定、对SO2吸收率高等原因,是开发价值的脱吸收剂。 4.用于禽畜生产 在仔猪饲料中添加柠檬,可以提早断奶,提高饲料利用率5%~10%,增加母猪产仔。在生长育肥猪日粮中添加1%~2%柠檬,可提高日增重,降低料肉比,提高蛋白消化率,降低背脂厚度,改善肉和胴体特性。柠檬稀土是一种新型高效饲料添加剂,适用于猪、鸡、鱼、虾、牛、羊、兔、蚕等各种动物,具有促进动物生长,改善产品品,提高抗病能力及成活率,提高饲料转化率,缩短饲喂周期等特点。 5.用于化妆品 柠檬属于果的一种,主要作用是加快角更新,常用于乳液、乳霜、洗发精、美白用品、抗老化用品、青春痘用品等。 角的更新有助于皮肤的中黑素的剥落,毛的收细,黑头的溶解等。例如碧欧泉活泉舒敏洁面摩丝,令皮肤柔软、,肤清新、纯净。 6.用于菌 柠檬与80℃温度联合作用具有良好灭细菌芽孢的作用,并可有效灭血液透析机管路中污染的细菌芽孢。享有“西餐”美誉蝶檬具有很强的菌作用,对食品卫生很有好处,再加上柠檬的清香气味,人们历来喜欢用其制作凉菜,不仅美味爽口,也能增进食欲。 7.用于医 在凝血酶原激活物的形成及以后谍血过程中,必须有钙离于参加。枸橼根离子与钙离子能形成一种难于解离的可溶性络合物,因而降低了血中钙离子浓度,使血液凝固受阻。本品在输血或化验室血样抗凝时,用作体外抗凝。 使用注意事项食用危险 柠檬为食用类,可增强体内正常代谢,适当的剂对人体无害。在某些食品中加入柠檬后口感好,并可促进食欲,在我国允许果酱、饮料、罐头和糖果中使用柠檬。虽然柠檬对人体无直接危害,但它可以促进体内钙的排泄和沉积,如食用含柠檬的食品,有可能导致低钙血症,并且会增加患十二指肠癌的几率。儿童表现有神经系统不稳定、易兴奋、植物神经紊乱;大人则为手足抽搐、肌肉痉挛,感觉异常,瘙痒及消化道症状等。 于柠檬对钙的代谢可产生的影响,经常食用罐头、饮料、果酱、味糖果的人们,特别是孩子,要注意补钙,多喝生奶、鱼头、鱼骨汤、吃些小虾皮等,以免导致血钙不足而影响健康,胃溃疡、胃过多、龋齿和糖尿病患者不宜经常食用柠檬。柠檬不能加在纯奶里, 否则会引起纯奶凝固。乳制品行常把柠檬配成10%左右的溶液加入低浓度的牛奶溶液中,加入时应快速的搅拌。 工危险 柠檬具刺激作用。在工使用中,接触者可能引起湿疹。 燃危险: 柠檬可燃。粉体与空气可形成炸性混合物,遇明火、高热或与氧化剂接触,有引起燃炸的危险。 柠檬食用小贴士 常饮牛奶:奶中含有的乳及其它一些有机如柠檬、葡配合等,其稀释液还具有明显的菌和防腐作用,被誉为粘膜组织的“清洗剂”,它有助于软化皮肤的粘性表层,去掉死去的旧细胞,在此过程中,皱纹也随之消除了。 吃水果减肥,是不少女性喜欢使用的方法。每100克柠檬中只含24卡路里热。柠檬中蝶檬能促进热代谢,而且它的维生素C含是水果中的佼佼者,美白效果好,热又低,爱美想瘦的女性可适食用,但避免空腹吃。其它如荔枝,桔子,葡萄等都是富含柠檬的佳品。 白癫风患者不能服用含柠檬一类的的东西。 在我国,规定允许使用的化剂有醋、柠檬、柠檬、乳、酒石等17种。其中柠檬是使用较为广泛的一种化剂。作为化剂及添加剂,国家标准中并没对其进行限使用,粮农组织(FAO)和卫生组织(WHO)通告的每日允许食用(ADI)也未对其加以限使用。由上可见,人们对用柠檬处理过的食品无须过分担心。 市场情况 我国蝶檬产,较早地进入了市场,经过多年的努力和奋斗已成为的生产和出口大国。特别是经历了近几年的竞争与整合,全行的面貌大为改观。尽管市场形势严峻,效益滑坡,但行同仁知难而进,骨干企砥柱中流,仍然呈现了持续健康的发展态势。 一、柠檬行及其科技进步概况 1.总产稳定增加,品种不断延伸,集约化程度大幅提高。据不完全统计,2002年柠檬总产突破40万吨。 2.技术水平不断提高,消耗一降再降,生产成本压缩到新的水平,全面提升了柠檬的竞争力。 3.产品品越来越为企所重视,较几年前有了很大改善,柠檬产品的形象逐渐好转。安徽丰原生物化学股份有限公司经过几年的培育,BBCA的逐步被市场认可,享有很好的信誉。不少新建企,从开工之日起,坚持很高的标准和以自己独立的进入市场,这是富有远见的战略决策。 4.新技术、新材料、新设备的应用有了很多新的收获。不少相关行的成果,如酶技术、膜技术、微机技术和装置等越来越多地被采用。特别是提取技术的重大突破和新提取生产线的建成投产,在柠檬工史上,具有划时代的意义。 5.三废治理技术日渐完善,大多数企建设了有效的废水处理装置,正常运行并注重实效。自去年三部委92号公告发布后,更促进了内企对环境保护工作的高度重视。已有18家柠檬生产企为省级环保部门验收,被国家环保总局正式公布为达标企。今年3月,国家环保总局、发酵工协会组织有关家对部分达标企进行了调 研检查,结果本满意,有的企做得很好。可以说,全行已从建立处理设施进入有效治理阶段。 理化特性 中文名称:柠檬 英文名称:citric acid 中文名称2:2-丙烷-1,2,3-三羧 英文名称2:2-hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylic acid CAS No.:77-92-9分子式:C6H8O7 分子:192.14 外观与性状:白结晶粉末,无臭。 熔点(℃):153 沸点(℃):(分解) 相对密度(水=1):1.6650 闪点(℃):100 引燃温度(℃):1010(粉末) 炸上限%(V/V):8.0(65℃) 离解常数(25℃):Ka1=7.4×10^-4,Ka2=1.7×10^-5,Ka3=4.0×10^-7 溶解性:溶于水、乙醇、,不溶于、,微溶于 氯仿。水溶液显性。 物理性 :在室温下,柠檬为无半透明晶体或白颗粒或白结晶性粉末,无臭、味极,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 °C时一水合物会分解得到无水合物。在15摄氏度时,柠檬也可在无水乙醇中溶解。 柠檬结晶形态因结晶条件不同而不同,有无水柠檬C6H8O7也有含结晶水蝶檬2C6H8O7.H2O、C6H8O7.H2O或C6H8O7.2H2O。 化学性:从结构上讲柠檬是一种三羧类化合物,并因此而与其他羧有相似的物理和化学性。加热至175 °C时它会分解产生二氧化碳和水,剩余一些白晶体。柠檬是一种较强的有机,有3个H+可以电离; 加热可以分解成多种产物,与、碱、等发生反应。 存在 柠檬在自然界中分布很广,蝶檬存在于植物如柠檬、柑橘、菠萝等果实和动物的骨骼、肌肉、血液中。人工合成蝶檬是用砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物发酵而制得的,可分为无水和水合物两种。纯品柠檬为无透明结晶或白粉末,无臭,有一种诱人 的味。 很多种水果和蔬菜,尤其是柑橘属的水果中都含有较多蝶檬,特别是柠檬和青柠——它们含有大柠檬,在干燥之后,含可达8%(在果汁中的含大约为47 g/L[3])。在柑橘属水果中,柠檬的含介于橙和葡萄的0.005 mol/L和柠檬和青柠的0.30 mol/L之间。这个含随着不同的栽培种和植物的生长情况而有所变化。 柠檬循环 又名:三羧循环 柠檬是生理学中将脂肪、蛋白和糖转化为二氧化碳的过程中的重要化合物。 这些化学反应是几乎所有代谢的核心反应,并且为高等生物提供能。汉斯·阿道夫·克布斯因为发现这一系列反应获得了1953年诺贝尔生理学或医学奖。这一系列反应称作“柠檬循环”、“三羧循环”或“克氏循环”。 生产简史 1784年C.W.舍勒首先从柑橘中提取柠檬。他是通过在水果榨汁中加入石灰乳以形成柠檬钙沉淀的方法制取柠檬的。柠檬初产于美国加利福尼亚州、意大利和西印度群岛。意大利的产居首位。到1922年,柠檬的总销售额的90%由美国、英国、法国等垄断。发酵法制取柠檬始于19世纪末。1893年C.韦默尔发现青霉(属)菌能积累柠檬。1913年B.扎霍斯报道黑曲霉能生成柠檬。1916年汤姆和柯里以曲霉属菌进行试验,实大多数曲霉菌如泡盛曲霉、米曲霉、温氏曲霉、绿木霉和黑曲霉都具有产柠檬弟力,而黑曲霉的产能力更强。如柯里以黑曲霉为供试菌株,在15%蔗糖培养液中发酵,对糖的吸收率达55%。1923年美国菲泽公司建造了上家以黑曲霉浅 盘发酵法生产柠檬的工厂。随后比利时、英国、 德国、苏联等相继研究成功发酵法生产柠檬。这样,依靠从柑橘中提取柠檬的方法逐渐为发酵柠檬所取代。1950年前,柠檬采用浅盘发酵法生产。 1952年美国迈尔斯试验室采用深层发酵法大规模生产柠檬。此后,深层发酵法逐渐建立起来。深层发酵周期短,产率高,节省劳动力,占地面积小,便于实现仪表控制和连续化,现已成为柠檬生产的主要方法。 用发酵法制取柠檬以1942年汤腾汉等报告为早。1952年陈声等开始用黑曲霉浅盘发酵制取柠檬。轻工部发酵工科学研究所于1959年完成了200l规模深层发酵制柠檬试验,1965年进行了生产100t甜菜糖蜜原料浅盘发酵制取柠檬的中间试验,并于1968年投入生产。1966年后,天津市工微生物研究所、上海市工微生物研究所相继开展用黑曲霉进行薯干粉原料深层发酵柠檬的试验研究,并获得成功,从而确定了柠檬生产的这一主要工艺路线。薯干粉深层发酵柠檬,原料丰富,工艺简单,不需添加营养盐,产率高,是独特的工艺。 石油发酵柠檬的研究起步较早。1970年,天津、上海、沈阳、常州等地研究单位利用解脂假丝酵母(candida lipolytica)进行石蜡油(正构烷烃)发酵生产柠檬的试验。1979年徐子渊等筛选出一株对氟乙敏感的变异株解脂假丝酵母,其乌头水合酶的活性很低,柠檬的生成比例从原来的50%提高至80%,从而提高了石油发酵柠檬的产率。 随着生物技术的进步,柠檬工有了突飞猛进的发展,全柠檬产已达0.4Mt。在柠檬发酵技术领域,由于高产菌株的应用和新技术的不断开拓,柠檬发酵和提取收率都有明显提高,每生产1t柠檬分别消耗2.5~2.8t糖蜜,2.2~2.3t薯干粉或1.2~1.3t蔗糖。人们正在大力开发固定化细胞循环生物反应器发酵技术 发酵机理 1940年H.A.克伯斯提出三羧循环学说以来,柠檬的发酵机理逐渐被人们所认识。已经明,糖原料生成柠檬的生化过程中,由糖变成的过程与酒精发酵相同,亦即通过E-M途径(双磷己糖途径)进行酵解,然后进一步氧化脱羧生成乙酰辅酶A,乙酰辅酶A和羧化所生成的草酰乙缩合成为柠檬并进入三羧循环途径。 柠檬是代谢过程中的中间产物。在发酵过程中,当微生物的乌头水合酶和异柠檬脱氢酶活性很低,而柠檬合成酶活性很高时,才有利于柠檬的大积累。 发酵生产过程 柠檬生产分发酵和提取两部分。 发酵 发酵有固态发酵、液态浅盘发酵和深层发酵 3种方法。固态发酵是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的农副产品为原料,配好培养后,在常压下蒸煮,冷却至接种温度,接入种曲,装入曲盘,在一定温度和湿度条件下发酵。采用固态发酵生产柠檬,设备简单,操作容易。液态浅盘发酵多以糖蜜为原料,其生产方法是将灭菌的培养液通过管道转入一个个发酵盘中,接入菌种,待菌体繁殖形成菌膜后添加糖液发酵。发酵时要求在发酵室内通入无菌空气。深层发酵生产柠檬的主体设备是发酵罐。微生物在这个密闭容器内繁殖与发酵。现多采用通用发酵罐。它的主要部件包括罐体、搅拌器、冷却装置、空气分布装置、消泡器,轴封及其他附属装置。发酵罐径高比例一般是1:2.5,应能承受一定的压力,并有良好的密封性。除通用式发酵罐外,还可采用带升式发酵罐、塔式发酵罐和喷射自吸式发酵罐等。 为了得到产柠檬的良菌种,通常是从不同地区采集的土壤或从腐烂的水果中分离筛选,然后通过物理和化学方法进行菌种选育。例如薯干粉深层发酵柠檬的菌种是通过 不断变异和选育得到的。菌种适合在高浓度下发酵,产水平较高。 柠檬的发酵因菌种、工艺、原料而异,但在发酵过程中还需要掌握一定的温度、通风及pH值等条件。一般认为,黑曲霉适合在28~30℃时产。温度过高会导致菌体大繁殖,糖被大消耗以致产降低,同时还生成较多的草和葡萄糖;温度过低则发酵时间延长。微生物生成柠檬要求低pH,适pH为2~4,这不利于生成柠檬,减少草等杂的形成,同时可避免杂菌的污染。柠檬发酵要求较强的通风条件,有利于在发酵液中维持一定的溶解氧。通风和搅拌是增加培养内溶解氧的主要方法。随着菌体生成,发酵液中的溶解氧会逐渐降低,从而抑制了柠檬的合成。采用增加空气流速及搅拌速度的方法,使培养液中溶解氧达到60%饱和度对产有利。柠檬生成和菌体形态有密切关系,若发酵后期形成正常的菌球体,有利于降低发酵液粘度而增加溶解氧,因而产高;若出现异状菌丝体,而且菌体大繁殖,造成溶解氧降低,使产迅速下降。发酵液中金属离子的含对柠檬的合成有非常重要的作用,过的金属离子引起产率的降低, 由于铁离子能刺激乌头水合酶的活性,从而影响柠檬的积累。柠檬发酵用的糖蜜原料,因含有大金属离子,必须应用离子交换法或添加亚铁脱铁方能使用。然而微的锌、铜离子又可以促进产。 提取 在柠檬发酵液中,除了主要产物外,还含有其他代谢产物和一些杂,如草、葡萄糖、蛋白、胶体物等,成分十分复杂,必须通过物理和化学方法将柠檬提取出来。大多数工厂仍是采用碳钙中和及解的工艺提取柠檬。除此之外,还研究成功用萃取法、电渗析法和离子交换法提取柠檬。 环境措施 我国是上大蝶檬产品生产国和出口国,在市场上占有重要的地位。但是,有些企不惜以破坏环境为代价谋求自身利益,不仅造成了严重的环境污染,而且扰乱市场价格,给全行的生产经营带来很大冲击。为规范市场经济秩序,保护公平竞争,根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国对外贸易法》和《中华人民共和国清洁生产促进法》,对柠檬产品的生产、出口采取了一些管理措施: 凡在境内从事柠檬生产的企,必须建设与生产规模相适应的环保治理设施,主要污染物排放必须达到国家规定的排放标准,对不达标的企按照有关环境保护法律进行停产或限产治理并予处罚。柠檬行执行《污水综合排放标准》和《大气污染综合排放标准》中相关的标准。根据目前实际情况,要求企排放的主要污染物(即水中的COD和废气中的*尘、二氧化)达到国家规定的排放标准。高浓度柠檬废水经过厌氧处理后,与低浓度有机废水混合进入接触氧化池,再进入气浮系统,终出水 COD 要满足《污水综合排放标准》中新扩改企发酵行二级标准( COD ≤300 mg/ L 、S S ≤200 mg/ L 、pH = 6~9) 主要用途 柠檬是有机中大,由于物理性能、化学性能、衍生物的性能,是广泛应用于食品、医、日化等行重要的有机。 1.用于食品工 因为柠檬有温和爽快的味,普遍用于各种饮料、汽水、葡萄酒、糖果、点心、饼干、罐头果汁、乳制品等食品的制造。在所有有机的市场中,柠檬市场占有率 70%以上,到目前还没有一种可以取代柠檬的味剂。 一分子结晶水柠檬主要用作清凉饮料、果汁、果酱、水果糖和罐头等的性调味剂,也可用作食用油的抗氧化剂。同时改善食品的感官性状,增强食欲和促进体内钙、磷物的消化吸收。无水柠檬大用于固体饮料。柠檬的盐类如柠檬钙和柠檬铁是某些食品中需要添加钙离子和铁离子的强化剂。柠檬的酯类如柠檬三乙酯可作无增塑剂,制造食品包装用塑料薄膜,是饮料和食品行的味剂 2.用于化工、制和纺织 柠檬在化学技术上可作化学分析用试剂,用作实验试剂、谱分析试剂及生化试剂;用作络合剂,掩蔽剂;用以配制缓冲溶液。采用柠檬或柠檬盐类作助洗剂,可改善洗涤产品的性能,可以迅速沉淀金属离子,防止污染物重新附着在织物上,保持洗涤必要的碱性;使污垢和灰分散和悬浮;提高表面活性剂的性能,是一种良的鳌合剂;可用作测试建筑陶瓷瓷砖低性的试剂。 服装的甲醛污染已是很敏感的问题,柠檬和改性柠檬可制成一种无甲醛防皱整顿剂,用于纯棉织物的防皱整理。不仅防皱效果好,而且成本低。 3.用于环保 柠檬-柠檬钠缓冲液用于*气脱。我国煤炭资源丰富,是构成能源的主要部分,然而一直缺乏有效的*气脱工艺,导致大气SO2污染严重。目前,我国SO2年排放已近4000万吨,研究有效的脱工艺,实为当务之急。柠檬-柠檬钠缓冲溶液由于其蒸气压低、无、化学性稳定、对SO2吸收率高等原因,是开发价值的脱吸收剂。 4.用于禽畜生产 在仔猪饲料中添加柠檬,可以提早断奶,提高饲料利用率5%~10%,增加母猪产仔。在生长育肥猪日粮中添加1%~2%柠檬,可提高日增重,降低料肉比,提高蛋白消化率,降低背脂厚度,改善肉和胴体特性。柠檬稀土是一种新型高效饲料添加剂,适用于猪、鸡、鱼、虾、牛、羊、兔、蚕等各种动物,具有促进动物生长,改善产品品,提高抗病能力及成活率,提高饲料转化率,缩短饲喂周期等特点。 5.用于化妆品 柠檬属于果的一种,主要作用是加快角更新,常用于乳液、乳霜、洗发精、美白用品、抗老化用品、青春痘用品等。 角的更新有助于皮肤的中黑素的剥落,毛的收细,黑头的溶解等。例如碧欧泉活泉舒敏洁面摩丝,令皮肤柔软、,肤清新、纯净。 6.用于菌 柠檬与80℃温度联合作用具有良好灭细菌芽孢的作用,并可有效灭血液透析机管路中污染的细菌芽孢。享有“西餐”美誉蝶檬具有很强的菌作用,对食品卫生很有好处,再加上柠檬的清香气味,人们历来喜欢用其制作凉菜,不仅美味爽口,也能增进食欲。 7.用于医 在凝血酶原激活物的形成及以后谍血过程中,必须有钙离于参加。枸橼根离子与钙离子能形成一种难于解离的可溶性络合物,因而降低了血中钙离子浓度,使血液凝固受阻。本品在输血或化验室血样抗凝时,用作体外抗凝。 使用注意事项食用危险 柠檬为食用类,可增强体内正常代谢,适当的剂对人体无害。在某些食品中加入柠檬后口感好,并可促进食欲,在我国允许果酱、饮料、罐头和糖果中使用柠檬。虽然柠檬对人体无直接危害,但它可以促进体内钙的排泄和沉积,如食用含柠檬的食品,有可能导致低钙血症,并且会增加患十二指肠癌的几率。儿童表现有神经系统不稳定、易兴奋、植物神经紊乱;大人则为手足抽搐、肌肉痉挛,感觉异常,瘙痒及消化道症状等。 于柠檬对钙的代谢可产生的影响,经常食用罐头、饮料、果酱、味糖果的人们,特别是孩子,要注意补钙,多喝生奶、鱼头、鱼骨汤、吃些小虾皮等,以免导致血钙不足而影响健康,胃溃疡、胃过多、龋齿和糖尿病患者不宜经常食用柠檬。柠檬不能加在纯奶里, 否则会引起纯奶凝固。乳制品行常把柠檬配成10%左右的溶液加入低浓度的牛奶溶液中,加入时应快速的搅拌。 工危险 柠檬具刺激作用。在工使用中,接触者可能引起湿疹。 燃危险: 柠檬可燃。粉体与空气可形成炸性混合物,遇明火、高热或与氧化剂接触,有引起燃炸的危险。 柠檬食用小贴士 常饮牛奶:奶中含有的乳及其它一些有机如柠檬、葡配合等,其稀释液还具有明显的菌和防腐作用,被誉为粘膜组织的“清洗剂”,它有助于软化皮肤的粘性表层,去掉死去的旧细胞,在此过程中,皱纹也随之消除了。 吃水果减肥,是不少女性喜欢使用的方法。每100克柠檬中只含24卡路里热。柠檬中蝶檬能促进热代谢,而且它的维生素C含是水果中的佼佼者,美白效果好,热又低,爱美想瘦的女性可适食用,但避免空腹吃。其它如荔枝,桔子,葡萄等都是富含柠檬的佳品。 白癫风患者不能服用含柠檬一类的的东西。 在我国,规定允许使用的化剂有醋、柠檬、柠檬、乳、酒石等17种。其中柠檬是使用较为广泛的一种化剂。作为化剂及添加剂,国家标准中并没对其进行限使用,粮农组织(FAO)和卫生组织(WHO)通告的每日允许食用(ADI)也未对其加以限使用。由上可见,人们对用柠檬处理过的食品分担心。 市场情况 我国蝶檬产,较早地进入了市场,经过多年的努力和奋斗已成为的生产和出口大国。特别是经历了近几年的竞争与整合,全行的面貌大为改观。尽管市场形势严峻,效益滑坡,但行同仁知难而进,骨干企砥柱中流,仍然呈现了持续健康的发展态势。 一、柠檬行及其科技进步概况 1.总产稳定增加,品种不断延伸,集约化程度大幅提高。据不完全统计,2002年柠檬总产突破40万吨。 2.技术水平不断提高,消耗一降再降,生产成本压缩到新的水平,全面提升了柠檬的竞争力。 3.产品品越来越为企所重视,较几年前有了很大改善,柠檬产品的形象逐渐好转。安徽丰原生物化学股份有限公司经过几年的培育,BBCA的逐步被市场认可,享有很好的信誉。不少新建企,从开工之日起,坚持很高的标准和以自己独立的进入市场,这是富有远见的战略决策。 4.新技术、新材料、新设备的应用有了很多新的收获。不少相关行的成果,如酶技术、膜技术、微机技术和装置等越来越多地被采用。特别是提取技术的重大突破和新提取生产线的建成投产,在柠檬工史上,具有划时代的意义。 5.三废治理技术日渐完善,大多数企建设了有效的废水处理装置,正常运行并注重实效。自去年三部委92号公告发布后,更促进了内企对环境保护工作的高度重视。已有18家柠檬生产企为省级环保部门验收,被国家环保总局正式公布为达标企。今年3月,国家环保总局、发酵工协会组织有关家对部分达标企进行了调 研检查,结果本满意,有的企做得很好。可以说,全行已从建立处理设施进入有效治理阶段。
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