柠檬酸钠

白色到无色粉末的化学物质

亦称“枸橼[yuán]酸钠”,分子量258.07,无色斜方柱状 晶体 ,在空气中稳定,相对密度1.859。能溶于水和 丙三醇 中,难溶于 乙醇 。 水溶液 具有微碱性,品尝时有清凉感。加热至100℃时变成为二水盐。后者为无色 单斜晶系 柱状晶体或粒状粉末,易溶于水。在150℃时变成无水物,更高温度即分解。常用作 中和剂 、络合剂、细菌培养基,在医药上用于利尿、祛痰、发汗、阻止血液凝固,并用于食品、饮料、电镀、照相等方面。是生物试验的基本药剂之一。

理化性质

又名 柠檬酸 , 枸橼酸三钠 , 化学式 Na3C6H5O7·5H2O(五水物)。本品为白色立方 晶系 结晶或粒状粉末,无嗅、清凉、有盐的咸味并略带辣。相对分子质量357.1。在1.5ml水中可溶解1g(25℃),不溶于 乙醇 ,在空气中稳定,1450℃时失去 结晶水 而成为 碘化钠 物,更热则分解。无 熔点 ,无 沸点 。大鼠腹腔注射LD501549mg/kg。可用作 酸度调节剂 , 中和剂 、 乳化剂 、 稳定剂 。

柠檬酸钠常见有两种 水合物 : 二水磷酸钠 柠檬酸钠、五水柠檬酸钠。两种柠檬酸钠水合物的基本性质如下表。

安全性

我国《 食品添加剂使用卫生标准 》(GB2760-2014)规定:使用量按正常生产需要而定。柠檬酸钠用于 软性饮料 可缓和酸味,改进口味。在酿造中加入本品,可促进糖化作用,用量约为0.3%。在冰糕和 冰淇淋 制造中,柠檬酸钠可用作乳化剂和稳定剂,用量为0.2%~0.3%。本品还可用作 乳制品 的防止 酸败 剂,加工干酪和鱼肉制品等的增黏剂,以及食品的甜味矫正剂等。

有学者探究了柠檬酸钠对 小鼠 生理及 肠道菌群 的影响,结果表明,膳食中柠檬酸钠的添加能降低试验小鼠的体重,而高剂量的柠檬酸钠可显著提高小鼠 血清 中高密度 脂蛋白 胆固醇的含量。通过对小鼠粪便样品的菌群分析,发现柠檬酸钠的添加会影响其beta多样性。在门水平上,与空白组相比,摄食柠檬酸钠不会影响肠道微生物所属门的种类,但会使 厚壁菌门 和 拟杆菌门 的比例发生变化,但是由于 小鼠 自身的 个体差异 很大,并且大部分的柠檬酸钠可能在 小肠 部位被吸收,因此,结果未呈现一定规律性。而在属水平上,除了共有的菌属外,在当前的测序深度下柠檬酸钠高剂量组还检测到了 棒状杆菌属 ( 棒状杆菌属 )和 葡萄球菌 ( 葡萄球菌属 ),说明摄食高剂量的柠檬酸钠会对 小鼠 的肠道微生物造成一定影响,并可能通过菌群 代谢产物 短链脂肪酸 的改变影响小鼠的 血清 生化指标。

制备方法

依据生产原料的不同, 柠檬酸钠的制备方法主要有:

柠檬酸 + 氢氧化钠 法

这也是最早研究开发的生产工艺。将 柠檬酸 溶于水, 加入氢氧化钠溶液中, 发生 中和反应 并产生大量的热, 经过滤浓缩结晶干燥等工序处理得到成品。本法工艺简单,产品纯度好;缺点是生产成品高。现仅用于制备实验室用品。

柠檬酸 + 纯碱 法

中和法 改良工艺, 作为原料的纯碱易采购好保存并且生产成本低的优势; 是目前各工业企业普遍采用的生产方法。

柠檬酸+ 碳酸氢钠 法

本法是针对纯碱法产品不适用医药业而改进的制备方法。本法采用高品质的小苏打, 按计算量溶于水后与 柠檬酸 中和,经浓缩结晶等工序处理,制备药品级柠檬酸钠。其特点是反应条件温和,产品质量好,工艺操作性好,主要在部分药剂厂使用。

柠檬酸钙 +纯碱法

本法是利用柠檬酸钙与纯碱混合发生 复分解反应 ,滤除不溶物而获取柠檬酸钠的。产品纯度差且操作流程长。前些年有报道通过调整混合条件pH值,从而简化了该工艺流程,降低了生产成本,获得品质较好产品。

有人采用 树脂 交换法生产柠檬酸钠。将发酵清液经过离子树脂交换,再用 氢氧化钠 洗脱 吸附 的 柠檬酸 , 所得 钠盐 溶液经浓缩结晶等获得柠檬酸钠产品。此法无污染,成本低,是 柠檬酸 发酵厂家应开发之路。

柠檬酸钠的性能

柠檬酸钠是目前最重要的 柠檬酸盐 ,主要由淀粉类物质经发酵生成柠檬酸,再跟碱类物质中和而产生,其生化性能具有多种独特的优良特点。

安全无毒

由于制备柠檬酸钠的原料基本来源于粮食,因而绝对安全可靠,对人类健康不会产生危害。 联合国 粮农与 世界卫生组织 对其每日摄入量不作任何限制,可认为该品属于无毒品。

生物降解性

柠檬酸 钠经自然界大量的水稀释后,部分变成柠檬酸,两者共存于同一体系中。 柠檬酸 在水中经氧、热、光、细菌以及微生物的作用,很容易发生生物降解。其分解途径一般是经 乌头酸 、 衣康酸 、 柠康酸酐 ,转变为 二氧化碳 和水。

金属离子络合能力

柠檬酸钠对 Ca2 +、Mg2+等金属离子具有良好的络合能力,对其他金属离子,如Fe2+ 等离子 也有很好的络合能力。

其他性能

柠檬酸钠具有极好的溶解性能,并且溶解性随水温升高而增加;柠檬酸钠具有良好的pH调节及缓冲性能。 柠檬酸 钠是一种 弱酸 强碱 盐,与柠檬酸配伍可组成较强的pH 缓冲剂 ,因此在某些不适宜pH大范围变化的场合有其重要用处。另外,柠檬酸钠还具有优良的缓凝性能及稳定性能。

柠檬酸钠的用途

柠檬酸钠具有上述多种优良的性能,因而具有广泛的用途。柠檬酸钠无毒性、具有pH调节性能及良好的稳定性,因此可用于食品工业。柠檬酸钠用作食品添加剂,需求量最大,主要用作调味剂、 中和剂 、 乳化剂 、膨胀剂、 稳定剂 和防腐剂等;另外,柠檬酸钠同柠檬酸配伍,用作各种 果酱 、 果冻 、果汁、饮料、 冰饮 、奶制品和糕点等的 增稠剂 、营养增补剂及风味剂。

食品方面

柠檬酸钠用作食品添加剂,主要用作调味剂、缓冲剂、乳化剂、膨胀剂、稳定剂等;还能用作 柠檬酸 钠和柠檬酸搭配,还能用作各种糕点、冷饮、果汁、饮料、冷饮、奶制品和果酱等的风味剂、胶凝剂及营养增补剂。

医药方面

在医药方面,柠檬酸钠的用途广泛。1914年,人们发现柠檬酸钠具有长效抗凝血作用,可使血液长久地保存。利用 柠檬酸根 与钙离子能形成可溶性 配位化合物 的特性,可用作 抗凝血药 和输血剂,保存和加工血制品。柠檬酸钠是一种糖酵解抑制剂,因此具有抗肿瘤作用。在临床上采取新鲜血液时有防止血液凝固的作用,所以柠檬酸钠和 草酸钠 被称为抗凝血剂。柠檬酸钠还对部分革兰氏阴性食源性 病原菌 能起到一定的抑菌作用。柠檬酸钠还有防腐作用,用于保存一些药物。柠檬酸钠注射时还能用来调节尿液、 体液 及血液的酸度,作为利尿剂、化痰剂等。

建筑工业

在建筑工业上,柠檬酸钠可在制作混凝土时作为 缓凝剂 加入,能提高水泥制品的抗冻、抗压及抗拉性能;在环境问题日益严重的社会条件下,一些冶炼厂的排空烟气中 二氧化硫 严重超标,有研究表明利用柠檬酸钠自身的特性用来脱去工业尾气中的 硫化物 效果明显。

电镀及制造业

因为柠檬酸钠具有很好的络合性能,因此也在电镀工业有很好的用途。电镀工艺发展迅速,中性柠檬酸盐镀镍具有环保无污染并且易维护,腐蚀小,镀层性能优等优点,所以已经在工业化生产中规模化使用。另外柠檬酸钠还应用于制造纳米材料和陶瓷工业的助磨和增白技术上。

工业清洗

由于 三聚磷酸钠 在洗涤工业中大量应用,造成洗涤污水中含有大量的 磷酸盐 ,使水质富有营养, 藻类 类繁殖迅速引发赤潮,这样水中缺少 氧气 ,大大危害水中生物的生存,这已经成为环保急需解决的问题。从上世纪 70 年代起,一些国家就已经在洗涤剂中限制磷的含量。柠檬酸钠代替三聚磷酸钠不但可以提高去污效果,还可以减少环境污染,因此已大量应用于制造无磷洗衣粉和液体洗涤剂。有研究表明含柠檬酸钠专用清洗剂无腐蚀性,因而一些精密仪器就也可以用这种专用清洗剂来清洗。食品安全越来越引起人们的重视,为了去除农药残留已经研制出含柠檬酸钠的专用清洗蔬菜水果的清洗剂。随着研究的深入,柠檬酸钠的用途越来越多。

参考资料

  1. 柠檬酸钠 化源网 2024-10-16
  2. 柠檬酸钠 webqc 2024-10-16
  3. 柠檬酸钠 ICSC 1218 2024-10-16