檸檬酸可以以無水或一水形式存在。檸檬酸結(jié)晶形態(tài)因結(jié)晶條件不同而存在差異，在干燥空氣中微有風(fēng)化性，在潮濕空氣中有吸濕性，加熱可以分解成多種產(chǎn)物，可與酸、堿、甘油等發(fā)生反應(yīng)。無水檸檬酸是從熱水中結(jié)晶出來的，而一水檸檬酸是從冷水中結(jié)晶出來的。一水檸檬酸可在 78 °C 左右脫去結(jié)合水轉(zhuǎn)化為無水檸檬酸。檸檬酸還能在 15 °C 時溶解于無水乙醇（每100份乙醇含76份檸檬酸），并可與乙醇反應(yīng)，生成檸檬酸乙酯。溫度超過約 175 °C時，檸檬酸會分解并釋放二氧化碳。 [4]
電離情況：
檸檬酸根離子會與金屬陽離子形成絡(luò)合物。由于螯合作用，形成這些絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)相當(dāng)大。因此，它甚至能與堿金屬陽離子形成絡(luò)合物。然而，當(dāng)使用全部三個羧基形成螯合絡(luò)合物時，會形成7元或8元螯合環(huán)，在熱力學(xué)上通常不如較小的螯合環(huán)穩(wěn)定。因此，羥基可以去質(zhì)子化，形成更穩(wěn)定的五元環(huán)的一部分，如檸檬酸鐵銨（NH4）5Fe(C6H4O7)2·2H2O。 [7]
酯化反應(yīng)：
檸檬酸可在其三個羧酸基團(tuán)中的一個或多個基團(tuán)上進(jìn)行酯化，形成各種單酯、二酯、三酯和混合酯中的任何一種。如下圖所示：
1890年，在意大利柑橘類水果產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)上，開始了工業(yè)規(guī)模的檸檬酸生產(chǎn)，用熟石灰（氫氧化鈣）處理果汁以沉淀檸檬酸鈣，然后分離檸檬酸鈣并用稀硫酸將其轉(zhuǎn)化為檸檬酸 [9]。
1917年，美國食品化學(xué)家詹姆斯-庫里（James Currie）發(fā)現(xiàn)，黑曲霉的某些菌株可以地生產(chǎn)檸檬酸，兩年后，輝瑞制藥公司開始使用這種技術(shù)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn) [10]。1929年，Citrique Belge公司也開始使用這種技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。這種生產(chǎn)技術(shù)至今仍是檸檬酸的主要工業(yè)化生產(chǎn)途徑，在這種技術(shù)中，黑曲霉培養(yǎng)物在含蔗糖或葡萄糖的培養(yǎng)基上進(jìn)行喂養(yǎng)，以生產(chǎn)檸檬酸。糖的來源是玉米浸液、糖蜜、水解玉米淀粉或其他廉價的含糖溶液。從生成的溶液中過濾出霉菌后，用氫氧化鈣沉淀檸檬酸，生成檸檬酸鈣鹽，再用硫酸處理，從中再生檸檬酸，就像直接從柑橘果汁中提取檸檬酸一樣 [11]。
1977年，Lever Brothers公司獲得了在高壓條件下從烏頭鈣鹽或異檸檬酸鈣鹽（又稱異檸檬酸鈣鹽）開始化學(xué)合成檸檬酸的專利。這似乎是一種逆向的、非酶的三羧酸循環(huán)反應(yīng)，可產(chǎn)生接近定量的檸檬酸 [12]。
2018年，全球產(chǎn)量超過200萬噸。其中50%以上產(chǎn)自中國 [13]。50%以上用作飲料中的酸度調(diào)節(jié)劑，約20%用于其他食品應(yīng)用，20%用于洗滌劑應(yīng)用，10%用于食品以外的應(yīng)用，如化妝品、藥品和化工行業(yè) [9]。
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