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柠檬酸在早期断奶幼仔日粮中的应用效果显著,柠檬酸掺杂在饲料中可以降低日粮pH值,使胃内pH值下降,提高酶活性。柠檬酸可在一定程度上引起日粮和胃肠道pH值降低,低pH值可使无活性的胃蛋白酶原激活成为有活性的胃蛋白酶,从而为幼仔营养物质的消化和吸收提供了适宜环境。断奶仔猪日粮中添加柠檬酸,小肠内容物质胰蛋白酶和淀粉酶活性明显提高。
此外柠檬酸调节胃排空速度,酸性食糜进入小肠后通过对小肠壁的化学刺激,使之分泌异胃素,凡反射性抑制胃运动,减慢胃排空速度和食物在肠道内移动速度,了食物在胃内的停留时间,使食物与胃液和唾液等消化液充分混合,有利于食物中营养物质的消化吸收。柠檬酸促进矿物质的吸收,柠檬酸在降低胃肠道内容物的pH值的同时,还能与一些矿物质元素形成易被吸收利用的络合物。柠檬酸是饲料抗氧化剂的增效剂,其作用机理是对饲料金属离子有封锁作用,使其不能起催化氧化反应的作用。
自然界中柠檬酸广泛存在于柠檬和橙以及桔子等水果中。工业生产主要采用合成法和发酵法,而工业上使用的柠檬酸多由黑曲霉发酵法生产。其主要性状特点有以下几点:
1、溶解性好,柠檬酸易溶于水和乙醇以及乙醚。柠檬酸在水中的溶解度很大,此外,柠檬酸和其衍生物的丙二醇溶液还可溶于油脂。由于水溶性和脂溶性较好,柠檬酸易于均匀地分散于各类食品中。
2、酸味,温和芳香,在所有有机酸中是可口的,并能与多种香料混合产生清爽的酸味,故事用于许多食品。同时由于柠檬酸的弱酸性,在一定pH范围内能抑制细菌繁殖,起到防腐作用。
3、螯合力强,柠檬酸由于含有三个羧基故可形成三种形式的盐,但除碱金属盐外,其他盐大多不溶或难溶于水。它还有一种奇特的性质,就是在冷水中比在热水中易溶。
4、能与碱或盐组成缓冲剂,如与磷酸氢二钠以不同比例混合,可得到多种缓冲液。
5、毒性小,在人体内柠檬酸为三羧酸循环的重要中间体,对人体不会造成伤害。
柠檬酸是食品加工业中很重要的食品添加剂,也广泛应用于医药和染料及其他工业。柠檬酸生产有两条途径,一条是以淀粉及糖类为原料,用微生物发酵方法来制取;另一条是从含酸分丰富的原料中提取,特别是在果品加工中进行综合利用如制梅胚后排出的咸酸汁液,其含酸量可达4至5%,制柑橘胚后排出的咸酸汁液都是提取柠檬酸很好原料。其主要提取工艺有以下几步:
原料澄清过滤:橘汁和梅汁中含有不少果胶及杂质,需进行澄清,促进杂质沉淀,然后用压滤机压滤。
中和:可用碳酸钙或石灰中和,要预先调成浆状进行,好加入15%碳酸钙中和。具体做法是:把橘汁、梅汁等咸酸水加热至75摄氏度时,逐渐加入碳酸钙乳浆,继续加热2小时,初温控制在5摄氏度左右,后可升高到100摄氏度,至溶液呈青绿色时,即表示已完成中和反应。然后静置沉淀,此沉淀即为果酸钙。
除盐:所得柠檬酸钙含有盐分,可用清水洗涤,加热至70—80摄氏度,反复多次,直至盐分除净为止,干燥备用。
酸解脱色:柠檬酸钙浆液加热至60至70摄氏度,加入浓度为35%的硫酸,沸腾3小时左右,待柠檬酸钙分解完成,即静置沉淀,上层清液为柠檬酸溶液。将暗红色的柠檬酸用1—2%活性炭脱色半小时,则得无色清液。
浓缩和晶析:将无色柠檬酸液进行浓缩,至固形物含量75%时,于结晶缸内静置结晶。4—5天可完成晶析。
离心和干燥:柠檬酸结晶还含有一定水分和杂质,需用离心机除去。然后在75摄氏度下干燥到含水量达1%以下,后通过过筛分级以及包装即为成品。
柠檬酸在自然界中分布很广,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。人工合成的柠檬酸是用砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物质发酵而制得的,可分为无水和水合物两种。纯品柠檬酸为无色透明结晶或白色粉末,无臭,有一种诱人的酸味。
柠檬酸是代谢过程中的中间产物。在发酵过程中,当微生物体内的酸水合酶和异柠檬酸脱氢酶活性很低、而柠檬酸合成酶活性很高时,才有利于柠檬酸的大量积累。
发酵工艺分表面发酵和固体发酵,按不同工艺制备不同原料的培养基,然后进行蒸料。蒸料的目的是将淀粉糊化,并进行灭菌。蒸料时要使物料受热均匀,蒸汽通畅,边蒸边加料,把料加在冒汽的地方,逐层加入。蒸好的物料要扬散摊凉,当温度降至37℃以下,即可补水接种,装盘发酵,发酵终点以酸度来决定,定期测定酸度,在酸度时出料,以免柠檬酸被分解。
柠檬酸是世界上用生物化学方法生产的产量的有机酸, 柠檬酸及盐类是发酵行业的支柱产品,主要用于食品工业,如酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂、除腥脱臭剂、风味增进剂、胶凝剂、调色剂等。
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