?工業(yè)上制備檸檬酸的方法主要經(jīng)歷了從天然提取到微生物發(fā)酵的演變，目前微生物發(fā)酵法因成本低、效率高成為主流工藝，以下檸檬酸廠家小編給大家詳細(xì)介紹一下：
一、早期天然提取法（已非主流）
1. 原料與原理
原料：檸檬、柑橘等富含檸檬酸的水果（檸檬中檸檬酸含量約 5%~8%）。
原理：利用物理壓榨和化學(xué)沉淀法分離檸檬酸。
2. 工藝步驟
壓榨取汁：將水果破碎后壓榨，得到含檸檬酸的果汁。
中和沉淀：向果汁中加入石灰乳（氫氧化鈣），生成難溶于水的檸檬酸鈣沉淀。
酸化提取：將沉淀過濾后，加入硫酸酸化，生成檸檬酸和硫酸鈣（石膏）。
濃縮結(jié)晶：過濾除去硫酸鈣，濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，得到檸檬酸晶體。
3. 局限
原料成本高、產(chǎn)量低，且受水果產(chǎn)地和季節(jié)限制，目前僅用于高端食品或特殊場(chǎng)景。
二、微生物發(fā)酵法（現(xiàn)代主流工藝）
1. 核心原理
利用黑曲霉（Aspergillus niger） 等微生物，以糖類（如葡萄糖、蔗糖、淀粉）為碳源，在特定條件下發(fā)酵產(chǎn)生檸檬酸，屬于需氧發(fā)酵過程。
2. 關(guān)鍵原料
碳源：玉米淀粉水解液（葡萄糖）、薯類淀粉、蔗糖蜜等，成本低且來(lái)源廣。
氮源：硫酸銨、尿素、玉米漿等，提供微生物生長(zhǎng)所需氮元素。
無(wú)機(jī)鹽：磷酸二氫鉀、硫酸鎂等，作為微生物代謝的輔酶因子。
3. 詳細(xì)工藝步驟
（1）原料預(yù)處理
淀粉類原料（如玉米）經(jīng)粉碎、調(diào)漿后，用 α- 淀粉酶水解為葡萄糖漿，過濾除去雜質(zhì)。
（2）培養(yǎng)基制備
將葡萄糖漿、氮源、無(wú)機(jī)鹽按比例混合，調(diào)節(jié) pH 至 4.0~5.0，經(jīng)高溫滅菌（121℃，30 分鐘）后備用。
（3）菌種培養(yǎng)（種子擴(kuò)大培養(yǎng)）
斜面菌種：黑曲霉孢子接種于瓊脂斜面培養(yǎng)基，30℃培養(yǎng) 3~5 天，形成孢子層。
搖瓶種子：將孢子刮下，接入液體培養(yǎng)基（葡萄糖 + 氮源），在搖床上 30℃、200rpm 培養(yǎng) 1~2 天，獲得活化菌種。
種子罐培養(yǎng)：將搖瓶種子接入種子罐（容積逐步擴(kuò)大），通氣攪拌培養(yǎng)，使菌體濃度達(dá)到發(fā)酵要求。
（4）發(fā)酵過程（核心環(huán)節(jié)）
設(shè)備：采用不銹鋼發(fā)酵罐（容積可達(dá)數(shù)百立方米），通入無(wú)菌空氣并攪拌，維持好氧環(huán)境。
條件控制：
溫度：初期 32~35℃（促進(jìn)菌體生長(zhǎng)），后期 30~32℃（優(yōu)化檸檬酸合成）。
pH 值：控制在 2.0~3.0（酸性環(huán)境抑制其他雜酸生成，促進(jìn)檸檬酸積累）。
通氣量：維持溶解氧濃度≥30% 飽和度，避免厭氧代謝產(chǎn)生副產(chǎn)物。
周期：發(fā)酵時(shí)間約 48~72 小時(shí)，結(jié)束時(shí)發(fā)酵液中檸檬酸濃度可達(dá) 100~150g/L。
（5）提取與純化（鈣鹽法為例）
中和沉淀：發(fā)酵液過濾除去菌體后，加入石灰乳中和，生成檸檬酸鈣沉淀（同天然提取法），過濾分離。
酸解：沉淀用硫酸酸化，生成檸檬酸溶液和硫酸鈣沉淀，過濾除去硫酸鈣。
脫色除雜：濾液通過活性炭吸附脫色，再經(jīng)離子交換樹脂去除金屬離子（如鐵、鈣）。
（6）結(jié)晶與干燥
濃縮結(jié)晶：純化后的檸檬酸溶液經(jīng)真空濃縮（溫度≤70℃，避免分解），冷卻至 20~25℃結(jié)晶，得到檸檬酸晶體。
干燥包裝：晶體經(jīng)離心分離后，在 50~60℃下干燥，粉碎過篩，按食品級(jí)或工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)包裝。
三、其他發(fā)酵工藝（前沿探索）
1. 萃取發(fā)酵法
在發(fā)酵過程中加入有機(jī)溶劑（如正丁醇），直接萃取檸檬酸，減少后續(xù)提取步驟，提高效率。
2. 固定化細(xì)胞發(fā)酵
將黑曲霉細(xì)胞固定在海藻酸鈉等載體上，重復(fù)利用菌種，延長(zhǎng)發(fā)酵周期，降低成本。
四、工藝優(yōu)勢(shì)與行業(yè)現(xiàn)狀
1. 優(yōu)勢(shì)
原料廉價(jià)：以淀粉、蔗糖蜜等農(nóng)副產(chǎn)品為原料，成本遠(yuǎn)低于天然提取。
產(chǎn)量高：發(fā)酵轉(zhuǎn)化率可達(dá)理論值的 90% 以上（1mol 葡萄糖生成約 0.8mol 檸檬酸）。
環(huán)保可控：副產(chǎn)物少，廢水可通過生化處理達(dá)標(biāo)排放。
2. 全球生產(chǎn)格局
中國(guó)是zui大生產(chǎn)國(guó)（占全球產(chǎn)能 60% 以上），山東、安徽、江蘇為主要產(chǎn)區(qū)等。
發(fā)酵法生產(chǎn)的檸檬酸廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域，占全球檸檬酸消費(fèi)量的 95% 以上。
五、關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)與優(yōu)化方向
菌種改良：通過基因工程改造黑曲霉，提高檸檬酸合成酶活性，降低副產(chǎn)物（如草酸）生成。
工藝優(yōu)化：精確控制發(fā)酵參數(shù)（如 pH、溶氧），開發(fā)連續(xù)發(fā)酵技術(shù)，進(jìn)一步提升效率。

通過微生物發(fā)酵法，工業(yè)上實(shí)現(xiàn)了檸檬酸的大規(guī)模、低成本生產(chǎn)，這一技術(shù)的突破推動(dòng)了其在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用。