柠檬酸

有机三元羧酸
柠檬酸,英文名(Citric acid),又名枸[yuán]酸,分子式为C₆H₈O₇,[1]属于天然有机酸,广泛存在于柑橘属果实或者葡萄、菠萝、梅、梨、桃等果实中,也是动物体代谢产物之一。[4]无色晶体,无臭,易溶于水,微溶于乙醚,不溶于苯、甲苯四氯化碳等有机溶剂,有很强的酸味,[5]加热易分解、[6]具有金属[áo]合能力。[7]柠檬酸在工业上常采用微生物发酵法来制取,是食品、医药、化工等领域应用最广泛的有机酸之一。[1][8]此外,柠檬酸也作为重要中间产物参与了柠檬酸循环过程,从而使得该循环成为生物体最为重要的代谢循环之一。[9]

历史

1784年,瑞典化学家舍勒(Scheel)首次从柠檬汁中提出柠檬酸并结晶出固体柠檬酸。而后在1838年,德国化学家李比希(Liebig)鉴别柠檬酸为带有一个羟基三元酸[4]
在1860年,意大利开发了在果汁中添加石灰乳的办法得到柠檬酸的方法,并开始推行工业化生产,[4]此后该法逐渐推广,到1880年,美、法、德等国也实现了利用果汁生产柠檬酸的工业化方法。直到20世纪初,从果汁中提取柠檬酸的一直是工业化生产柠檬酸的主要方法,然而,该法产量很低。[4]
直至1893年,德国微生物学者韦默(Wehmer)发现一种青霉菌能够产柠檬酸,但因菌种易退化、易感染杂菌,导致该法在1903 年经过试生产后便停止。[4]虽然青霉菌产柠檬酸并未全面工业化生产,但该法为后来者提供了利用霉菌生产柠檬酸的思路。到1913年时,Zahorski首次筛选出黑曲霉为发酵微生物来生产柠檬酸。[4]该法的突破性发展则是在1916年,Currie从大量菌株中分离获得黑曲霉,制备了大量柠檬酸,并发现低pH和高底物浓度条件是产生大量柠檬酸的重要原因,为柠檬酸发酵生产工业化生产奠定了基础。[10]