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柠檬酸在农业领域的应用1.引言1.1 概述概述：柠檬酸作为一种有机酸，具有广泛的应用领域，其中在农业领域的应用越来越受到重视。
柠檬酸不仅可以调节土壤的酸碱度，改善土壤结构，促进植物的生长发育，还具有抗氧化、抗菌和提高养分利用率等多种作用。
在农业生产中，合理利用柠檬酸可以增加作物产量，改善品质，减少化学肥料的使用，为可持续农业的发展提供了新的思路和方法。
本文就柠檬酸的基本特性、来源以及其在土壤调节中的应用进行了探讨和总结，并对其在农业领域的潜在价值和应用前景进行了展望。
通过研究发现，柠檬酸具有调节土壤pH值的能力，可以改善酸性土壤或碱性土壤的理化性质，为作物提供适宜的生长环境；柠檬酸还可以提高土壤的团聚体结构，增加土壤通透性和保水性，促进根系的发育和养分吸收；同时，柠檬酸还可作为一种有机酸肥料，供给植物必需的营养元素，并促进养分的吸收利用。
为了充分发挥柠檬酸在农业领域的作用，我们需要加强对柠檬酸的研究和应用。
在今后的农业生产中，可以通过合理调控柠檬酸的添加量和施用方式，实现土壤调节和作物生长的最佳效果。
此外，还可以进一步探索柠檬酸与其他农业技术的结合，如有机肥料、微生物肥料等，以实现农业可持续发展的目标。
相信通过对柠檬酸在农业领域的综合利用，我们能够最大限度地发挥其潜在价值，为农业生产的可持续发展做出更大的贡献。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式来编写：1.2 文章结构本文将分为三个部分进行讨论：引言、正文和结论。
引言部分将概述柠檬酸在农业领域的应用，并介绍文章后续内容的组织结构以及研究的目的。
正文部分将深入探讨柠檬酸的基本特性和来源，并着重探讨柠檬酸在土壤调节中的应用。
在这一部分，我们将介绍柠檬酸的化学特性、生产方式以及其在土壤润湿、改善土壤结构和调节土壤pH值等方面的应用。
我们还将举例说明柠檬酸在实际农业生产中的应用案例，并分析其效果和潜在的影响。
结论部分将总结本文的论点，强调柠檬酸在农业领域的潜在价值，并展望其在未来的应用前景。
柠檬酸生产工艺技术及在食品工业中的应用摘要：柠檬酸，是世界产量较大的一种有机酸。
主要用于食品工业、医药业、化学工业，并且在电子、纺织、石油、皮革、建筑、摄影、塑料、铸造和陶瓷等工业领域中也有十分广阔的应用。
本文介绍了水果提取法、化学合成法、生物发酵法3种柠檬酸的生产方法及传统生产工艺和在食品工业中的应用。
关键词：柠檬酸，工艺，食品1柠檬酸柠檬酸(即枸椽酸、2-羟基丙三羧酸)，它是世界上以生物化学方法生产量最大的有机酸,广泛分布于植物及柑、桔、葡萄等果类中。
通常用红薯、玉米、土豆等碳水化合物或甘蔗、甜菜、糖、菜子油等糖质的农副产品为原料,经糖化发酵、分离制取柠檬酸。
柠檬酸分子式：2柠檬酸的生产工艺2.1柠檬酸的生产方法柠檬酸的生产方法共可分为3种:水果提取法,化学合成法,生物发酵法。
2.1.1水果提取法柠檬酸可以从柠檬、橙、橘子、苹果等柠檬酸含量较高的水果中提取。
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。
但此法成本较高,不利于投入工业化生产。
2.1.2化学合成法化学合成法的原料有丙酮、二氯丙酮或乙烯酮。
以二氯丙酮为原料的合成路线如下:由于化学合成法工艺复杂,成本高,安全性较低,很少使用。
2.1.3生物发酵法2.1.3.1表面发酵法此法又称浅层发酵法,多以甜菜糖蜜为原料。
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45-50 ℃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。
2.1.3.2固体表面发酵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，配好培养基后，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。
题目:综述柠檬酸提取工艺学院:生物工程班级:090432学号:09043204姓名:侯蒙蒙综述柠檬酸提取工艺Summary of citric acid extraction process摘要: 综述了在发酵液中柠檬酸生产的传统工艺和新型工艺，并一一进行了较详细的阐述了钙盐法、萃取法、离子交换吸附法、电渗析法和膜法分离的原理、研究进展、优缺点及应用概况。
Abstract: The production of citric acid in the fermentation broth of traditional crafts and new technology, and one by a more detailed description of the calcium salt method, extraction, ion exchange, adsorption, electrodialysis, and membrane separation principle, Research Progress, advantages and disadvantages, and application profiles.关键字：柠檬酸提取、钙盐法、萃取法、离子交换吸附法、电渗析法、膜法分离Keywords: extraction of citric acid, calcium salt method, extraction, ion exchange, adsorption, electrodialysis, membrane separation柠檬酸（Citric acid），又称枸椽酸，在自然界中存在于柠檬、柑桔、梅、李子、梨、桃、无花果等水果中。
柠檬酸具有无毒，无色，无臭特性，一般为半透明结晶或白色粉末，易溶于水、乙醇、乙腈、乙醚等。
它主要应用于食品工业、医药业、化学工业,并且在电子、纺织、石油、皮革、建筑、摄影、塑料、铸造和陶瓷等工业领域[1]中也有十分广阔的应用。
钙盐沉淀法提取柠檬酸摘要：利用黑曲霉进行分离复壮，然后利用改良的马丁培养基进行发酵，再通过离心发酵液，利用两种不同的方法钙盐沉淀法和离子交换法进行分离柠檬酸，比较两种方法分离柠檬酸的产量，及两种方法的优缺点，同时还要注意发酵过程中，菌种的产量。
关键字；黑曲霉钙盐沉淀离子树脂交换引言：生产史;1784年C.W.舍勒首先从柑橘中提取柠檬酸。
他是通过在水果榨汁中加入石灰乳以形成柠檬酸钙沉淀的方法制取柠檬酸的。
天然柠檬酸最初产于美国加利福尼亚州、意大利和西印度群岛。
意大利的产量居首位。
到1922年，世界柠檬酸的总销售额的90％由美国、英国、法国等垄断。
发酵法制取柠檬酸始于19世纪末。
1893年C.韦默尔发现青霉（属）菌能积累柠檬酸。
1913年B.扎霍斯基报道黑曲霉能生成柠檬酸。
1916年汤姆和柯里以曲霉属菌进行试验，证实大多数曲霉菌如泡盛曲霉、米曲霉、温氏曲霉、绿色木霉和黑曲霉都具有产柠檬酸的能力，而黑曲霉的产酸能力更强。
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世界上第一家以黑曲霉浅盘发酵法生产柠檬酸的工厂。
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酸。
这样，依靠从柑橘中提取天然柠檬酸的方法逐渐为发酵柠檬酸所取代。
1950年前，柠檬酸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酸。
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，现已成为柠檬酸生产的主要方法。
中国用发酵法制取柠檬酸以1942年汤腾汉等报告为最早。
1952年陈声等开始用黑曲霉浅盘发酵制取柠檬酸。
轻工业部发酵工业科学研究所于1959年完成了200l规模深层发酵制柠檬酸试验，1965年进行了生产100t甜菜糖蜜原料浅盘发酵制取柠檬酸的中间试验，并于1968年投入生产。
1966年后，天津市工业微生物研究所、上海市工业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酸的试验研究，并获得成功，从而确定了中国柠檬酸生产的这一主要工艺路线。
钙盐沉淀法提取柠檬酸摘要：利用黑曲霉进行分离复壮，然后利用改良的马丁培养基进行发酵，再通过离心发酵液，利用两种不同的方法钙盐沉淀法和离子交换法进行分离柠檬酸，比较两种方法分离柠檬酸的产量，及两种方法的优缺点，同时还要注意发酵过程中，菌种的产量。
关键字；黑曲霉钙盐沉淀离子树脂交换引言：生产史;1784年C.W.舍勒首先从柑橘中提取柠檬酸。
他是通过在水果榨汁中加入石灰乳以形成柠檬酸钙沉淀的方法制取柠檬酸的。
天然柠檬酸最初产于美国加利福尼亚州、意大利和西印度群岛。
意大利的产量居首位。
到1922年，世界柠檬酸的总销售额的90％由美国、英国、法国等垄断。
发酵法制取柠檬酸始于19世纪末。
1893年C.韦默尔发现青霉（属）菌能积累柠檬酸。
1913年B.扎霍斯基报道黑曲霉能生成柠檬酸。
1916年汤姆和柯里以曲霉属菌进行试验，证实大多数曲霉菌如泡盛曲霉、米曲霉、温氏曲霉、绿色木霉和黑曲霉都具有产柠檬酸的能力，而黑曲霉的产酸能力更强。
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世界上第一家以黑曲霉浅盘发酵法生产柠檬酸的工厂。
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酸。
这样，依靠从柑橘中提取天然柠檬酸的方法逐渐为发酵柠檬酸所取代。
1950年前，柠檬酸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酸。
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，现已成为柠檬酸生产的主要方法。
中国用发酵法制取柠檬酸以1942年汤腾汉等报告为最早。
1952年陈声等开始用黑曲霉浅盘发酵制取柠檬酸。
轻工业部发酵工业科学研究所于1959年完成了200l规模深层发酵制柠檬酸试验，1965年进行了生产100t甜菜糖蜜原料浅盘发酵制取柠檬酸的中间试验，并于1968年投入生产。
1966年后，天津市工业微生物研究所、上海市工业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酸的试验研究，并获得成功，从而确定了中国柠檬酸生产的这一主要工艺路线。
薯干粉深层发酵柠檬酸，原料丰富，工艺简单，不需添加营养盐，产率高，是中国独特的先进工艺。
中国石油发酵柠檬酸的研究起步较早。
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）发酵生产柠檬酸的试验。
1979年徐子渊等筛选出一株对氟乙酸敏感的变异株解脂假丝酵母，其乌头酸水合酶的活性很低，柠檬酸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酸的产率。
随着生物技术的进步，柠檬酸工业有了突飞猛进的发展,全世界柠檬酸产量已达0.4Mt。
在柠檬酸发酵技术领域，由于高产菌株的应用和新技术的不断开拓，柠檬酸发酵和提取收率都有明显提高，每生产1t柠檬酸分别消耗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柠檬酸又名枸橼酸，外观为白色颗粒状或白色结晶粉末，无臭，有强烈的酸味，它存在于天然果实中，其中以柑桔、菠萝、柠檬、无花果等含量较高。
早期柠檬酸是以天然果实为原料加工而成，1893年德国微生物学家Wehmen发现二种青霉菌能够积累柠檬酸，1951年美国Miles公司首先采用深层发酵大规模生产柠檬酸。
我国1968年用薯干为原料采用深层发酵法生产柠檬酸成功，柠檬酸生产由于工艺简单、原料丰富、发酵水平高，至20世纪70年代中期，已初步形成了生产体系。
用做调味剂享有“西餐之王”美誉的柠檬具有很强的杀菌作用，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。
用于食品加工柠檬酸常常作为酸化剂、pH缓冲剂来防腐，同时改善食品的感官性状，增强食欲和促进体内钙、磷物质的消化吸收。
用于化工、制药和纺织业柠檬酸属于果酸的一种，柠檬酸在化妆品中的主要作用是加快角质更新，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。
角质的更新有助于皮肤的中黑色素的剥落，毛孔的收细，黑头的溶解等，可以美白和去角质，柠檬汁稀释后可以当收敛化妆水用，主要作用是收敛皮肤，因此比较适合油性皮肤柠檬酸在水产养殖饲料中的作用：提高胃蛋白酶的活性柠檬酸能降低饲料的pH值，使水产动物的胃内pH值下降，从而促进无活性的胃蛋白酶原转化为有活性的胃蛋白酶，促进矿物质的吸收一些矿物质元素在碱性环境中易形成不溶性的盐而极难吸收，.提高饲料利用率添加柠檬酸和微生物植酸酶能提高植物性饲料中磷的利用率，减少无机磷的添加，并减轻水产动物通过粪便排磷对水体环境的污染，柠檬酸在水产养殖饲料使用上的作用效果尚不够稳定黑曲霉1)国内外黑曲霉菌种选育研究概况。
中国研究也取得了很大的成果。
欧美是除中国以外全球第二大柠檬酸主产区，柠檬酸生产企业的经济和技术实力比较雄厚，一般都是集技术开发、工业设计和生产一体化的跨国集团企业，相比中国柠檬酸行业，在技术和管理上具有很大的优势，在菌种的选育方面也比我们的经验丰富。
本文研究的育种方法从我国的国情出发，方法简单易学，效果显著，在目前生产分散，技术水平低的实际情况下具有一定的借鉴和推广意义。
2)黑曲霉(Aspergillus niger)的形态特征和生理特征。
在固体培养基上，菌落由白色逐渐变至棕色。
孢子区域为黑色，菌落呈绒毛状，边缘不整齐。
菌丝有隔膜和分枝，是多细胞的菌丝体，无色或有色，有足细胞，顶囊生成一层或两层小梗，小梗顶端生成串分生孢子。
黑曲霉生产菌可在薯干粉、玉米粉、可溶性淀粉糖蜜、葡萄糖麦芽糖、糊精、乳糖等培养基上生长、产酸。
黑曲霉生长最适pH值因菌种而异，一般pH值为3～7；产酸最适pH值为1.8～2.5。
生长最适(optimum)温度为33～36℃，产酸最适温度在28～36℃，温度过高易形成杂酸，斜面培养要求在35°Be左右的麦芽汁培养基上。
黑曲霉以无性生殖的形式繁殖，具有多种活力较强的酶系，能力用淀粉类物质，并且对蛋白质、单宁、纤维素、果胶等具有一定的分解能力。
黑曲霉可以边长菌、边糖化、边发酵产酸的方式生产柠檬酸。
1)国内外黑曲霉菌种选育研究概况。
产柠檬酸黑曲霉已经历了几十年的诱变(induced mutation)筛选，对常用的诱变处理具有一定的抗性。
中科院有人尝试把离子束应用于产柠檬酸黑曲霉的诱变，并取得了一定效果。
在此影响下，有人做过用低能离子束注入黑曲霉来优化菌种的产酸能力。
李文玲等也曾经用Co60～γ射线诱变产柠檬酸的黑曲霉菌种，也取得了很大的成果。
欧美是除中国以外全球第二大柠檬酸主产区，柠檬酸生产企业的经济和技术实力比较雄厚，一般都是集技术开发、工业设计和生产一体化的跨国集团企业，相比中国柠檬酸行业，在技术和管理上具有很大的优势，在菌种的选育方面也比我们的经验丰富。
本文研究的育种方法从我国的国情出发，方法简单易学，效果显著，在目前生产分散，技术水平低的实际情况下具有一定的借鉴和推广意义。
2)黑曲霉(Aspergillus niger)的形态特征和生理特征。
在固体培养基上，菌落由白色逐渐变至棕色。
孢子区域为黑色，菌落呈绒毛状，边缘不整齐。
菌丝有隔膜和分枝，是多细胞的菌丝体，无色或有色，有足细胞，顶囊生成一层或两层小梗，小梗顶端生成串分生孢子。
黑曲霉生产菌可在薯干粉、玉米粉、可溶性淀粉糖蜜、葡萄糖麦芽糖、糊精、乳糖等培养基上生长、产酸。
黑曲霉生长最适pH值因菌种而异，一般pH值为3～7；产酸最适pH值为1.8～2.5。
生长最适(optimum)温度为33～36℃，产酸最适温度在28～36℃，温度过高易形成杂酸，斜面培养要求在35°Be左右的麦芽汁培养基上。
黑曲霉以无性生殖的形式繁殖，具有多种活力较强的酶系，能力用淀粉类物质，并且对蛋白质、单宁、纤维素、果胶等具有一定的分解能力。
黑曲霉可以边长菌、边糖化、边发酵产酸的方式生产柠檬酸。
市场情况我国的柠檬酸产业，较早地进入了国际市场，经过多年的努力和奋斗已成为世界第一的生产和出口大国。
特别是经历了近几年的竞争与整合，全行业的面貌大为改观。
尽管市场形势严峻，效益滑坡，但行业同仁知难而进，骨干企业砥柱中流，仍然呈现了持续健康的发展态势。
一、柠檬酸行业及其科技进步概况1.总产量稳定增加，品种不断延伸，集约化程度大幅提高。
据不完全统计，2002年全国柠檬酸总产量突破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，全面提升了中国柠檬酸的竞争力。
3.产品品质越来越为企业所重视，较几年前有了很大改善，中国柠檬酸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的品牌逐步被国际市场认可，享有很好的信誉。
不少新建企业，从开工之日起，就坚持很高的质量标准和以自己独立的品牌进入市场，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。
不少相关行业的成果，如酶技术、膜技术、微机技术和先进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，在柠檬酸工业史上，具有划时代的意义。
5.三废治理技术日渐完善，大多数企业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，更促进了业内企业对环境保护工作的高度重视。
已有18家柠檬酸生产企业为省级环保部门验收，被国家环保总局正式公布为达标企业。
今年3月，国家环保总局、中国发酵工业协会组织有关专家对部分达标企业进行了首次调研检查，结果基本满意，有的企业做得很好。
可以说，全行业已从建立处理设施进入有效治理阶段。
6. 对于新建、扩建项目，逐渐走出盲目发展、重复建设、大起大落的误区。
西部大开发以来，我们曾经十分担心，不少地方为解决粮食出路，发展出口商品，会利用政策倾斜，置生态环境于不顾，一哄而起大上柠檬酸，然而由于市场经济体系走向成熟，柠檬酸市场长期低迷，国内投资体制渐趋完善，地方政府较为理智，过去所谓的形象工程逐渐淡化，这种局面并未出现。
现在虽然有一些新建、扩建工程在进行，大都经过认真的评估和论证，具有很强的比较优势。
我国加入WTO后，柠檬酸工业继续发展壮大，2002年，柠檬酸出口量为26万吨，柠檬酸钠出口量为2.58万吨，出口总量比上年仍增长3％。
我国柠檬酸行业开始走上了持续健康的发展道路。
二、柠檬酸行业亟待解决的课题1 .原料，至今仍是一个重要的课题。
我们目前主要的原料是木薯和玉米。
前者仍是粗料发酵，它带来了一系列固有的缺陷，如培养基营养成分的波动；大量不参与生化反应的杂质空耗能源，并给提取增加诸多负担；发酵液总糖浓度偏低，影响了发酵指数和设备利用率；发酵液滤渣价值很低，难以综合利用等等。
