[科普中国]-柠檬酸钠

亦称“枸橼酸钠”，分子量348.15，无色斜方柱状晶体，在空气中稳定，相对密度1.859。能溶于水和甘油中，微溶于乙醇。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。常用作缓冲剂、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。1

理化性质又名枸橼酸，柠檬酸三钠，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无水物，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，缓冲剂、乳化剂、稳定剂。2

柠檬酸钠常见有两种水合物：二水柠檬酸钠、五水柠檬酸钠。两种柠檬酸钠水合物的基本性质如下表。3

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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。柠檬酸钠用于清凉饮料可缓和酸味，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。4

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Corynebacterium(棒状杆菌属)和Staphylococcus(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。5

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：6

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。6

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。6

柠檬酸+小苏打法

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。6

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。6

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，再用氢氧化钠溶液洗脱吸附的柠檬酸， 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。6

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，具有多种独特的优良性能。6

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。6

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。6

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。6

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。6

柠檬酸钠的用途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、缓冲剂、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、冷饮、奶制品和糕点等的胶凝剂、营养增补剂及风味剂。6

食品方面柠檬酸钠主要是用作食品添加剂，需求量最大，还能用作调味剂、膨胀剂、稳定剂、防腐剂、缓冲剂、和乳化剂等；另外，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。7

医药方面在医药方面，柠檬酸钠的用途广泛。利用柠檬酸根与钙离子能形成可溶性络合物的特性，可用作抗凝血剂和输血剂，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。7

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。7

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。7

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，水藻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。因为柠檬酸钠的特性加入到洗涤剂中能够提高去污效果，因此柠檬酸钠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。7

本词条内容贡献者为:

包申旭 - 教授 - 武汉理工大学