柠檬酸的用途非常广泛,我们使用的化妆品含有柠檬酸,我们平常吃的很多包装食品也含有柠檬酸。
但是你知道吗?各行各业用的柠檬酸,基本上都不是从柠檬中提取,而是通过微生物发酵生产的。
柠檬
01|柠檬酸发酵
发酵用的菌种有曲霉菌和酵母菌,其中黑曲霉菌应用最为广泛。
柠檬酸循环
上图是需氧生物体内普遍存在的代谢途径,科学家把这样的途径叫做柠檬酸循环。
例如,人吃米饭面条(淀粉食物),到消化成能量,中间会产生柠檬酸。利用这样的原理就可以生产柠檬酸。
但是柠檬酸始终会变成其它东西,怎么能做到大量积累柠檬酸呢?
降低黑曲霉菌体内顺乌头酸酶和异柠檬酸脱氢酶的活性就可以达到积累柠檬酸的目的。办法有很多,例如,使用射线让黑曲霉基因变异等等。
02|柠檬酸生产历史
最先发现柠檬酸的是伊朗炼金术士贾比尔。
天然柠檬酸在自然界中分布很广,天然的柠檬酸存在于植物如柠檬、柑橘、菠萝等果实和动物的骨骼、肌肉、血液中。
1784年,C.W.舍勒首先从柠檬汁中分离出柠檬酸结晶。他在生果榨汁中添加石灰乳,构成柠檬酸钙沉积的办法制取。正因为首次从柠檬中提取,所以习惯上就叫做柠檬酸。
柠檬酸结构式
从1890年开始,意大利、美国和西印度群岛相继开始工业化生产柠檬酸,刚开始就是从柑桔类水果中提取的。当时,意大利的产量是最大的,因为意大利是这种柑橘的种植大户,其它地方还得从意大利进口。
1893年,美国人韦墨尔发现青霉菌可以产生柠檬酸。
1914年,爆发了第一次世界大战,意大利的柑橘没办法出口。从此,发酵生产柠檬酸得到了人类的关注。
1913年,B.扎霍斯基发现黑曲霉能生成柠檬酸,而且产酸能力更强。
1923年,美国建成了世界上第一家发酵生产柠檬酸的工厂。从此,发酵生产柠檬酸一发不可收拾,逐渐替代从植物中提取柠檬酸的方式。