柠檬、橙、橘子、苹果等柠檬酸含量较高的水果中提取。该法是从未成熟的柠檬、柑橘等水果中压榨出果汁,然后和石灰乳混合,生成柠檬酸钙沉淀,再用硫酸处理,得到不含杂质的柠檬酸溶液。盐溶液经浓缩结晶即可得出柠檬酸产品。当今,水果的生产已经产业化,水果产量也随之增加,并且比较集中,在考虑生态果园和综合利用时,可以利用这种方法来提取柠檬酸。此法成本较高,不利于投入工业化生产。化学合成法:
化学合成法使用的原料是丙酮,二氯丙酮或乙烯酮。以二氯丙酮为原料的技术路线
5
fCl-CH2Cl-CH2
CO
+HCN
Cl-CH2Cl-CH2
+HCN-2HCl
NC-CH2NC-CH2
OHC
COOH
OHC
CN
+4H2O-NH3
+H2O-NH3
Cl-CH2Cl-CH2
OHC
COOH
HOOC-CH2HOOC-CH2
OHC
COOH
此法制取柠檬酸的工艺复杂,成本高,安全性低,很少使用。
生物发酵法
柠檬酸的生物发酵法有多种发酵工艺,有固体表面发酵法,表面发酵法,深层发酵法,石油烃正构烷烃发酵法等等,目前生物发酵法主要采用前三种方法为主。使用的主要原料有薯干,木薯,马铃薯,蜜糖,正烷烃等。还有用玉米的,小麦淀粉的水解液,制备葡萄糖的母液等均可生产柠檬酸。无论使用何种微生物,也无论采用哪一种发酵方法,柠檬酸发酵都是好气性的,即柠檬酸发酵是好氧发酵。
表面发酵法
此法又称浅层发酵法。它是利用生长在液态培养基表面的微生物的代谢作用,将可发酵性原料转化为柠檬酸。这种工艺出现最早,它在1923年首先由美国ChasPfizer公司实现了工业化,至今工业上仍然沿用,主要用于糖蜜原料的发酵。其工艺过程为:将原料先放入煮沸锅内加水煮沸,依次加黄血盐和ETDA二钠盐煮沸灭菌,再用无菌水配成培养基液,加入适量的硫酸铵、磷酸二氢钾作为氮源和营养盐,将培养基液在4550℃下送入发酵室内装入浅底的铝盘或不锈钢盘中,干孢子接入黑曲霉干孢,发酵;过滤掉菌丝后将发酵液中和、酸解、净化、浓缩、结晶等后处理而得柠檬酸。该方法具有设备简单,投资少投产快,操作简单,能耗低;原料粗放,产酸浓度高等优点。但也有占地面积大,劳动强度高,发酵时间长,菌体生成量影响产酸率等缺点。
固体发酵法也属浅盘发酵法的一种,是将固体原料与曲霉菌丝体混合,经过微生物的代谢活动,将原料中的可发酵成分转化为柠檬酸。此法虽然较落后,但可利用薯渣等固体原料进行发酵,发酵后的残渣仍可作为饲料。采用固体发酵所用仪器设备简单,投资少,操作简便,原料粗放,发酵时间短,但其占地面积大,劳动强度大,产酸率及提取率低,r