如果说甜味最正的是蔗糖,咸味最正的是食盐,那么酸味最正的就是柠檬酸。它很可能是人类最先接触到的酸味主要来源。
纯的柠檬酸外观很像白糖或精盐,都是无色的半透明结晶、白色颗粒或白色结晶性粉末,且都易溶于水,只是味各不同。含一结晶水的晶体,在干燥空气中微有风化性。
早期沿袭日语的习惯叫枸橼酸,化学界早就改叫柠檬酸了。药学界依旧按照《中国药典》,以枸橼酸为正式药名。一看名称就知道它与柑橘类有关。柑橘属的水果中都含有较多的柠檬酸,特别是柠檬和青柠,干燥后含量可达8%。
果酸
水果里的羟基酸通常统称为果酸,包括柠檬酸、酒石酸、乳酸、苹果酸等。
它们确实在果实中普遍存在,水果的酸味也主要是由它们带来的。不过它们在自然界中分布很广,并不限于水果。大部分植物的植株各部位,以及动物体内也有。
这些果酸都是碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢中间产物。特别是柠檬酸,在动植物和微生物中的能量代谢中起枢纽作用。三大营养素都要通过三羧酸循环,要么最终彻底氧化成二氧化碳和水;要么通过三羧酸循环相互转化。所谓“三羧酸”就是指柠檬酸,常见的有机酸中,只有它具有3个羧基。可见柠檬酸在生物界中的重要作用!
正因为柠檬酸是体内正常存在的有机酸,所以适当的摄入量对人体无害,被批准为常用的酸味食品添加剂。柠檬酸不仅是酸味剂,还是天然防腐剂和螯合剂,广泛应用于食品、清洁洗涤剂、制药和其他化工等领域。
羧基提供酸性。柠檬酸因具有3个羧基,酸性较强,可感觉酸味的最低浓度为万分之0.25-万分之8。它是世界上食品工业产量最大的有机酸,最广的用途就是做酸味剂。
柠檬酸的口感好,并可促进食欲,我国允许在果酱、饮料、罐头和糖果中使用。某些果蔬制品中可以通过柠檬酸和糖来调节糖酸比,改善风味。
利用柠檬酸的酸性与小苏打合用,即为做面食用的膨松剂,或称泡打粉。二者在水中即发生中和反应,产生的二氧化碳使制品多孔蓬松。
柠檬酸与食盐的混合液可成为抗坏血酸等抗氧化剂的增效剂,去皮后的果蔬原料放入混合液中浸渍,可抑制多酚氧化酶的活性,避免褐变。
柠檬酸也是一种天然防腐剂。由于柠檬酸可降低物料的pH,抑制有害微生物的增殖及毒素的产生,有明显的抑菌和防霉作用。它的酸性也可使其他抑菌剂增效。
由于纯奶遇酸易凝固,配制含乳饮料时,乳和柠檬酸均需以低浓度溶液缓慢相加,并同时快速搅拌。
柠檬酸的下游重头产业是软饮料行业,国内外需求都很大。天然柠檬酸可从柠檬、菠萝等果实或加工残渣中提取。但这种落后方法早已被微生物发酵法淘汰。
工业上柠檬酸都采用发酵的生物化学方法生产,主要发酵菌为几种曲霉菌和酵母菌。其中应用最多的黑曲霉,也是制酱、酿酒、制醋、黑茶等最重要的工业发酵菌。我国60年代就为柠檬酸筛选培育出了优秀的黑曲霉高产菌株,柠檬酸成为我国最早自主开发成功的一只有机酸类原料药产品。
传统发酵以砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等作为碳源。我国率先采用木薯为原料,大大降低了成本。年产量早已超过万吨,占全球总产量的半数以上。国内发酵工业集中在鲁徽苏浙几省,涌现了安徽丰原、日照金禾、潍坊英轩、中粮生化等柠檬酸龙头企业。
我国生产的柠檬酸大部分用于出口。但与其他很多商品一样,我国的产品存在着量大价低,获利极小的毛病。
药用辅料
《中国药典》将柠檬酸列为药用辅料,药名为枸橼酸。主要是pH值调节剂、稳定剂和酸味剂。在药物中,它更多的是与生物碱类药物或金属成盐,如枸橼酸铋钾、枸橼酸铁、枸橼酸莫沙必利、枸橼酸氯米芬、枸橼酸哌嗪、枸橼酸西地那非等。治疗干咳的咳必清,就是枸橼酸喷托维林片的商品名。
用于肾脏替代治疗的血液净化(透析),所配的置换液就要用到枸橼酸盐。枸橼酸根在体内可参与三羧酸循环,转化为碳酸氢盐,并且具有抗凝血作用。
在采血、输液中,往往用柠檬酸盐做抗凝剂。促使血液凝结的酶需要有钙离子参与才能激活。柠檬酸能以配位键将钙离子螯合掉,从而血液不能凝结。
同样原理,若长期较多地食用含柠檬酸的食品,有可能会导致低钙血症。因而常吃果汁饮料、罐头、果酱等食品的,要注意补钙。
利用柠檬酸可以螯合掉硬水中的钙镁离子性质,可成为磷酸盐的理想替代品生产环保型无磷洗衣粉。
江苏省药理学会