基本信息
一水 柠檬酸结构 IUPAC 名称
CAS 编号 5949-29-1 HS 编码 29 18.14 8O7·H2O 结构式 HOOCCH2C (OH) (COOH) CH2COOH | ||||||
同义词
柠檬酸一水合物，柠檬酸水合物，2-羟基三丙烯酸一水合物，E330 分子量 210.14 g/mol
描述
柠檬酸是一种食品级有机酸，广泛用作食品和饮料应用中的酸味剂、pH调节剂、防腐剂、螯合剂和增味剂。它以白色结晶粉末或颗粒的形式出现，含有一个结晶水分子，使其成为柠檬酸的水合形式。一水柠檬酸以其干净的酸味和高水溶性而闻名，通常用于饮料、糖果、果酱、果冻、乳制品、烘焙混合物、酱汁、药品、化妆品和清洁产品。它也被公认为食品添加剂 E330
从配方的角度来看，一水柠檬酸之所以受到重视，是因为它易于溶解在水中并能快速酸化。该分子含有三个羧酸基团，这解释了其强大的酸化功能、缓冲作用和螯合能力。工业文献指出，柠檬酸是无色的，以纯净的形式易溶于水，以无水或一水合物的形式存在，分子量分别为192.12和210.14
。化学和物理特性
物理描述 | 白色结晶粉末或颗粒 | |
颜色/形态 | 白色至灰白色 | |
气味 | 无 | 味味|
道 | 浓烈、 | 干净的酸味 /酸味|
沸点 | 在 175 °C 以上分解 | |
熔点 | 153—159 °C | |
闪点 | 不适用（固体） | |
解性易溶于水；溶 | 于乙醇 | |
密度 | 约 1.665 g/cm³ | |
pH（1% 溶液） | 约 2.2 稳定性/保质期 | |
吸湿性高于 75% 相对湿 度粘度 N/A（固体形式） 聚合无危险聚合
用途和制造
用途
一水柠檬酸是食品配料市场中使用最广泛的有机酸之一。它的主要价值在于它能够调整酸度、增强风味、改善防腐剂性能、控制 pH 值和结合微量金属，否则这些微量金属可能会加速氧化或
颜色降解。在饮料中，一水柠檬酸用于碳酸软饮料、果汁、粉状饮料混合物、能量饮料、调味水、即饮茶和浓缩糖浆。它具有干净的酸味，改善了水果的味道，平衡了甜度，并通过降低 pH 值来支持微生物稳定性。在粉状饮料中，它还有助于快速溶解和清爽的酸性
。在糖果中，它用于软糖、酸糖、硬糖、水果咀嚼、果冻和糖涂层。它具有与水果味糖果相关的强烈酸味，可以与糖或其他食用酸混合以产生不同的酸味。它还用于需要强酸冲击的受控表面应用。
在果酱、果冻、水果制品和馅料中，一水柠檬酸有助于控制果胶凝胶的 pH 值。正确的 pH 值调整至关重要，因为凝胶强度、质地、涂抹性、风味亮度和保质稳定性在很大程度上取决于最终产品的酸度
。在乳制品和加工奶酪应用中，柠檬酸和柠檬酸盐系统可以支持 pH 值调节、乳化和矿物质平衡。它可用于加工奶酪、奶油芝士类产品、乳制品饮料以及其他对酸度控制和蛋白质稳定性至关重要的系统
。在烘焙和干混合产品中，柠檬酸一水合物可用作膨松体系中的酸性成分，尤其是与碳酸氢盐混合使用时。它还可能出现在甜点混合物、速溶粉、调味混合物和干酱中，其中重组后需要酸化
。在肉类、海鲜和加工食品中，它可用于调整 pH 值、支持风味平衡、改善抗氧化系统和减少金属催化氧化。它不是适用于所有系统的独立防腐剂，但它通常是涉及 pH 值、水活性、热处理、包装和其他批准成分的更广泛保存策略的一部分
。除食品和饮料外，柠檬酸一水合物还用于药品、营养品、化妆品、个人护理、洗涤剂、水处理和工业清洁。其螯合特性使其可用于结合金属离子、稳定配方和支持除垢应用。行业文献描述了柠檬酸在食品、饮料、药品、化妆品、洗涤剂、金属清洁剂和其他领域的应用
。制造方法
柠檬酸的商业化生产主要基于碳水化合物原料的发酵，例如糖蜜、葡萄糖浆、蔗糖或其他富含糖的底物。发酵通常使用精选的黑曲霉菌菌株进行，该菌株在受控的工艺条件下会积聚柠檬酸。科学文献将发酵确定为柠檬酸生产的主要工业途径，并指出黑曲霉之所以被广泛使用，是因为其柠檬酸产量高，能够利用各种
原料。该过程从制备含糖培养基开始，然后进行灭菌、接种、发酵和控制曝气。pH、温度、氧气供应、痕量金属浓度、碳源、氮水平和磷酸盐浓度等发酵参数会影响产量和产品质量。发酵后，将肉汤与真菌生物质分离，然后进行加工以回收柠檬酸
。传统的回收途径是用氢氧化钙沉淀形成柠檬酸钙，然后用硫酸酸化以释放柠檬酸并形成硫酸钙作为副产物。然后，通过过滤、脱色、离子交换、浓缩和结晶对柠檬酸粗溶液进行净化。行业参考文献还将回收方法和下游加工描述为柠檬酸生产的关键部分。
一水合物形式是在有利于将一个水分子掺入晶格中的条件下通过结晶获得的。实际商业术语中，生产商控制结晶温度、浓度、停留时间和干燥条件，以达到所需的晶体形态、纯度、粒径和水分分布。最终产品通常经过干燥、筛选、装在防潮包装中，并根据食品级、药品级或技术级规格发布
。危险识别
危险摘要
柠檬酸一水合物具有低急性毒性，如果按照食品级规格生产和处理，则广泛用于食品应用。但是，浓缩的粉末、灰尘或强溶液会刺激眼睛、皮肤和呼吸道。因此，处理应侧重于灰尘控制、眼睛保护、清洁储存和防止不必要的吸入。
Fisher Scientific 的安全数据使用警告信号词对一水柠檬酸进行了分类，并确定了严重的眼睛刺激、单次暴露对呼吸系统的影响，以及空气中可能出现可燃粉尘浓度。
火灾危险
在标准储存和处理条件下，一水柠檬酸通常不被视为高度易燃的材料。但是，与许多有机粉末一样，细尘在分散并暴露于点火源时可能会在空气中形成可燃的粉尘浓度。仓库和生产区域应尽量减少灰尘积累，避免明火，控制产生粉尘的静电排放，并保持良好的通风。
皮肤、眼睛和呼吸道刺激
灰尘暴露可能会刺激眼睛、鼻子、喉咙和呼吸道。直接的眼神交流会导致发红、流泪和不适。皮肤接触可能会引起轻微的刺激，尤其是长时间暴露或接触浓缩溶液时。处理散装粉末的工人应遵循良好的工业卫生习惯，尤其是在称重、混合、装袋、筛分和重新包装
操作中。安全和急救
物理危害
一水柠檬酸是一种结晶有机酸。主要的物理处理风险是粉尘的产生、眼睛暴露、呼吸道刺激以及在控制不力的粉末处理环境中可能形成的可燃粉尘。溢出的材料在潮湿时也可能会变得很滑，因为它会溶解并形成酸性溶液
。皮肤急救
用肥皂和水彻底清洗受影响的皮肤。脱掉受污染的衣服和鞋子。如果刺激、发红或不适持续存在，请寻求医疗建议。受污染的衣物应先清洗干净，然后再使用。
眼部急救
立即用干净的自来水冲洗眼睛至少 15 分钟，偶尔抬起上下眼皮。如果存在隐形眼镜且操作简单，请摘下。如果持续刺激、疼痛、发红或视力模糊，请就医
。摄入急救
对于轻微的意外暴露，请用水冲洗口腔。如果患者有意识并且能够吞咽，请给水喝。除非有医务人员的指示，否则不要诱发呕吐。如果大量摄入或出现胃部不适、恶心或喉咙刺激等症状，请寻求医疗建议
。吸入急救
将受影响的人转移到新鲜空气中。让他们感到舒适和休息。如果咳嗽、喉咙发炎、呼吸困难或其他呼吸道症状持续存在，请就医
。消防程序
根据周围的火灾条件使用干化学粉末、二氧化碳、泡沫或喷水。避免在消防或清理过程中产生空气中的灰尘。消防员应使用适合周围火灾和可能的分解产物的防护设备。喷水可用于冷却容器并减少灰尘，但如果直接的高压流分散粉末，则应避免使用直接的高压流
。处理和存储
非火灾泄漏应急
小规模泄漏：使用最小化粉尘的方法小心地进行清扫或吸尘。如果干洗会产生空气中的灰尘，请避免干洗。将材料收集到干净、贴有标签、可密封的容器中，如果未受污染，则可重复使用，如果受到污染，则进行处置。只有在收集散装粉末后才能清洗溢出区域。
大规模泄漏：隔离该区域，防止不必要的人员进入。避免制造尘云。使用合适的设备进行机械收集，并将材料放入贴有标签的容器中。防止进入排水管、水道和土壤。柠檬酸会增加水系统的有机负荷，因此处置应遵守当地的环境法规。
安全储存
将一水柠檬酸储存在密封的原始包装中，存放在阴凉、干燥、清洁、通风良好的地方。保护产品免受潮湿、阳光直射、过热、强碱、氧化剂和不相容材料的影响。由于该产品用于食品应用，因此食品级材料应远离具有强烈气味的化学品、有毒物质、过敏原、非食品级材料
和物理污染源。打开的袋子在使用后应立即重新密封。在潮湿的环境中，产品会吸收水分、结块或失去流动性，这可能会影响剂量精度和加工效率。仓库应采用 FIFO 轮换方式，定期检查包装是否有损坏、水分进入和结块
。储存条件
存储参数 | 推荐条件 | |
温度 | 最好是 15—25 °C；避免过热 | |
相对湿 | 度保持干燥；建议尽可能低于 60% 相对湿 | |
保质期 | 通常在原始密封包装中保质期为 24—36 个月，视供应商规格而定 | |
包装 | 食品级 PE 衬里纸袋、HDPE 袋、纤维桶或具有防潮功能的散装袋 保护 | |
阳光、高温、灰尘、害虫和化学物质的侵害 | ||
隔离 | 存放在远离强氧化剂、强碱和非食品级化学品 | |
库存惯例 | FIFO 轮换建议 | |
操作区域 | 使用灰尘控制、局部通风 | 和清洁的食品级处理程序