Лимонную кислоту делают из плесени: цитрусы в производстве не используют

Лимо́нная кислота́

(2-гидроксипропан-1,2,3-трикарбоновая кислота, 3-гидрокси-3-карбоксипентандиовая) HOOC-CH2-C(OH)COOH-CH2-COOH или (НООССН2)2С(ОН)СООН — трёхосновная карбоновая кислота. Кристаллическое вещество белого цвета, температура плавления 153 . Хорошо растворима в воде, растворима в этиловом спирте, малорастворима в диэтиловом эфире. Слабая кислота. Соли и эфиры лимонной кислоты называются цитратами.

Общие сведения о лимонной кислоте

В качестве регулятора кислотности данный продукт активно применяется в пищевой промышленности. Но лимонную кислоту задействуют не только в целях коррекции вкуса. В зависимости от технологии изготовления она может увеличивать срок годности целевого продукта. С этой точки зрения производство лимонной кислоты в России можно ставить в один ряд с технологиями изготовления аскорбиновой, уксусной и молочной кислотами, а также с их производными.

Как отмечают специалисты, благодаря своим качествам антиокислителя и синергиста антиокислителей, лимонная кислота сегодня используется едва ли не в половине всех выпускаемых продуктов пищевой промышленности. Популярности данного подкислителя способствуют и ее гастрономические свойства. У этой кислоты приятный и мягкий вкус – во всяком случае, если сравнивать с альтернативными продуктами данного типа. Особенно эти качества проявляются в напитках и кондитерских изделиях. Существует и широкая группа солей, которые получают в условиях микробиологического производства лимонной кислоты – в частности, цитрат натрия далее может использоваться как соль-плавитель. К преимуществам лимоннокислого натрия относят возможность его получения в твердой форме, а также исключение раздражающего эффекта при воздействии на слизистые оболочки систем пищеварения и дыхания.

Применение лимонной кислоты в быту

С помощью кислоты можно избавиться от накипи в чайнике. Для этого наберите полный чайник воды и добавьте пакетик порошка, кипятим в течение нескольких минут, а после чайник тщательно ополаскиваем. Так же можно очистить утюг: растворите кислоту в горячей воде и залейте в резервуар, прогладьте вещи на максимальной мощности, выпуская пар.

После тщательно ополосните и повторите процедуру с чистой водой. Хозяюшки знают, что лимонная кислота отлично стабилизирует красный, «свекольный» цвет в борще, для этого нужно добавить четверть чайной ложки порошка в свеклу, во время тушения. Отличным вариантом будет замариновать на зиму огурцы и помидоры с небольшим количеством кислоты, она выступит в качестве консерванта и заготовки не испортятся.

В области домашней красоты, кислоту можно использовать в качестве пилинг-раствора для кожи лица и тела, достаточно добавить щепотку на половину стакана воды, протереть лицо и тщательно умыться. Такой состав выравнивает цвет кожи, делая ее матовой, убирая пигментацию, постакне и сужая поры.

Промышленное производство продукта

Название лимонной кислоты обращает внимание на цитрусовые, однако, эта кислота в разной степени присутствует во всех фруктах, хлопчатнике и хвое. И все же первые производства были организованы именно на базе переработки лимонного сока. В 1920-х годах таким образом получали примерно 25% всей продукции. При этом сама технология изготовления была нерациональной, так как из 1 т лимонов получалось около 25 кг чистого продукта. Сегодня же производство пищевой лимонной кислоты организуется на более технологичных и ресурсоемких методах, предполагающих использование и принципиально новых добавок наподобие патоки и плесневых грибков. Этим, к слову, обуславливаются и логистические решения о расположении производств лимоннокислого натрия рядом с заводами по изготовлению сахара.

В то же время нельзя сказать, что такого рода производства оправдывают себя по определению в условиях высокого спроса. Дело в том, что по мере повышения технологичности производственного процесса усложняется и оборудование, а это означает увеличение расходов на техническое оснащение и содержание мощностей. Поэтому без продуманного бизнес-плана по производству лимонной кислоты, в котором бы указывались все аспекты организационно-хозяйственной деятельности предприятия не обойтись. Наряду с проектным решением по оснащению производственным оборудованием и разработкой логистических моделей с экономическим обоснованием также потребуется определение оптимальной рецептуры конечного продукта, чтобы он мог конкурировать в определенной нише на рынке. К этому стоит добавить и поправку на жестких санитарно-гигиенических нормативах, которые регулируют практически все технологические нюансы получения данной кислоты.

Как правильно выбирать лимонную кислоту?

Отведите для лимонной кислоты отдельную баночку.

Здесь все предельно просто – смотрите, чтобы пакетик, в котором продается этот белый кристаллический порошок, был сухим. Тщательно прощупайте его содержимое, определите, сыпучее ли оно или собрано в один большой комок.

Кроме того, важно обращать внимание на срок годности, указанный производителем на упаковке, и ориентироваться на него при выборе и хранении продукта.

Как правильно хранить лимонную кислоту?

Можно встретить разные мнение о том, как долго должна храниться лимонная кислота. Кто-то считает, что с ней и за 20 лет ничего не случится. Если соблюдать правила хранения продукта, то действительно – там просто портиться нечему.

Но ведь недаром производитель указывает конечную дату использования своего товара. В среднем это период от года до двух. Вот на него и ориентируйтесь! А еще не забудьте, что любые сыпучие продукты лучше хранятся в стекле или в керамике, чем в пластике, и, к тому же, требуют прохлады и сухости.

К содержанию

Физико-химическое представление технологии

Современные процессы производства лимонной кислоты в основном строятся на гидролизе крахмальной суспензии, включающей до 30% массы сухих элементов с амилолитической способностью. К ним может добавляться крахмал минеральных солей с сульфатами меди, цинка и железа. Данная основа в последующем проходит ферментацию в питательной среде плесневым грибом.

В результате ферментации и выделения грибковой биомассы формируется культуральный раствор, в котором изначально содержится до 85% лимонной кислоты. Характерной особенностью полученных на этом этапе кислотоустойчивых ферментов является повышенная амилолитическая активность. Прежде всего, это касается глюкоамилазы и амилазы.

Технический результат производства лимонной кислоты после прохождения вспомогательных операций оценивается в лабораторных условиях широким спектром показателей качества, среди которых амилолитическая активность культурального раствора.

Технологии изготовления «лимонки»

Процесс производства выполняется в несколько технологических этапов на разном оборудовании. Хотя существуют разные конфигурации обустройства заводских мощностей – в том числе моноблочные и сборные модульные. Среди основных же процессов, на которых строится современная технология производства лимонной кислоты, можно выделить следующие:

1. Оптимизированные процессы технологической подготовки сырьевых материалов для обеспечения необходимых условий для кислотной среды брожения.
2. Размножение спор в специально организованных условиях.
3. Процесс брожения в соответствии с характеристиками конкретных сырьевых материалов.
4. При необходимости выполнение адаптации всех или отдельных сырьевых материалов для процессов брожения.
5. Отделение кислоты от ферментационных растворов. К слову, методы сепарации в значительной степени определяют конечное качество продукта.
6. Очистка и кристаллизация полученной кислоты. На этом этапе открываются возможности для модификации продукта и производства других версий кислоты в разных конфигурациях. Например, в рамках общего производства лимонной кислоты могут выпускаться сиропы, моногидрат, обезвоженные составы и дигидрат цитрата натрия. Также может регулироваться содержание химикатов.

Применение

• Львиную долю лимонной кислоты (добавка Е330) потребляет пищевая промышленность. Ее можно найти в самых разнообразных пищевых продуктах: прохладительных напитках, фруктовых соках и нектарах, джемах, мясном фарше, сыре, пиве и макаронных изделиях.
• Цитрат натрия снижает свертываемость крови и входит в состав растворов для капельного введения.
• Применяется она при электрохимическом осаждении меди, при золочении и серебрении, для промывки котлов электростанций от ржавчины. С этой целью лимонную кислоту применяют и в быту.

Оборудование для производственного процесса

Оптимизированный формат технического обустройства современных заводов по выпуску лимонной кислоты предусматривает использование биотехнологических установок. В среднем мощности такого решения по расчету объема выпуска составляют 200-250 т/год, при этом оставляя широкие возможности для получения модифицированных продуктов на основе разных источников сырья. В базовый состав данного оборудования для производства лимонной кислоты входят следующие реакторные и емкостные устройства:

1. Ферментеры.
2. Выпарные аппараты.
3. Фильтры.
4. Сушилки.
5. Кристаллизаторы.
6. Инфраструктура для обеспечения логистических операций.

Реализация проекта биотехнологической установки позволяет обеспечивать полный производственный цикл, локально снабжая региональных потребителей в полном объеме с минимальным привлечением теплоэнергетических ресурсов.

Аппаратурно-технологическое решение такого типа отличается использованием штаммов-продуцентов, что обуславливает изначально низкую себестоимость продукта. Данная технология производства лимонной кислоты также характеризуется приемлемым уровнем экологической чистоты для окружающей среды и токсической безопасностью для рабочего персонала.

Что касается качества выпускаемого продукта, то оно соответствует мировым стандартам пищевой промышленности. Другое дело, что возможен и выпуск технического продукта, предназначенного, в частности, для моющих средств.

Подготовка сырья для производства лимонной кислоты

Исходные материалы поступают в производственный процесс после специальной обработки. Ее способ и параметры проведения определяются не только свойствами сырья, но и требованиями к продукту. Также берется во внимание возможность изготовления производных продуктов из лимоннокислого натрия.

Так или иначе, основным сырьем для производства лимонной кислоты является меласса, содержащая оптимальный коэффициент железа. Что касается ее переработки, то главным этапом в этом процессе является предферментация, необходимая для осаждения состава посредством желтой кровяной соли. Без переработки в дальнейшем эта соль в кислоте может выступать ингибитором изоцитратдегидрогеназов.

Еще одним компонентом, который может использоваться в качестве сырьевой основы, является грибок Аспергиллиус Нигер. Возникает вопрос – почему в условиях современных технологий для производства лимонной кислоты используют гриб из плесени? Чаще всего его применение требуется для обеспечения функции продуцента. Его химическая формула оптимально подходит для проведения сразу нескольких процессов, которые невозможны или технологически неоправданны при использовании синтетических заменителей. В частности, речь идет о растворении, солификации и последующих процедурах сепарации и очистки.

Специальная подготовка сырья требуется и в процессах выпуска модифицированных производных из лимонной кислоты. В данном случае также могут применяться дополнительные включения, среди которых этиловый спирт, технические и этанолсодержащие полупродукты с отходами спиртовых заводов. В свою очередь, производство лимонной кислоты из мелассы будет дополняться процессами осветления гексацианоферратом, стерилизацией и кипением.

При использовании гидрализатов крахмала с умеренным содержанием примесей подготовка сырья должна будет включать процедуру декатионизации и операцию стерилизации в непрерывном режиме.

Польза и вред для организма человека

Лимонная кислота является полезной пищевой добавкой, которую включают даже в детское питание. Регулярное употребление воды с кислотой (2 г на 200-250 мл) благоприятно влияет на состояние здоровья как мужчин, так и женщин.

Суточная норма употребления кислоты для взрослого человека составляет 4 г, для ребенка — 60 мг на 1 кг веса.

Польза от употребления пищевой добавки следующая:

1. Стакан теплой воды с лимонной кислотой поможет уменьшить боль в горле, вызванную ангиной. Также напиток выводит токсины и вредоносные бактерии из кишечника и очищает печень. Лимонная шипучка помогает избавиться от изжоги.
2. Очищаются кровеносные сосуды, а также артерии, благодаря чему снижается артериальное давление.
3. Полоскание ротовой полости водой с кислотой помогает уничтожить бактерии и микробы, а также освежить дыхание.
4. Уменьшается вероятность заболевания суставов, а также связок и сухожилий.
5. Укрепляется иммунная система, ускоряется процесс выздоровления организма во время вирусных заболеваний.
6. Ускоряется обмен веществ, если натощак выпить стакан воды с лимонной кислотой.
7. Появляется аппетит, что полезно для людей, которые перенесли серьезное заболевание или операцию.
8. Улучшается состояние кожи, которая становится более упругой, сияющей и эластичной.
9. Напиток с лимонной кислотой помогает избавиться от похмелья, так как дезинтоксицирует организм.

Женщинам во время беременности можно пить чай с добавлением небольшого количества лимонной кислоты (2-3 г), чтобы избавиться от изжоги, а также отечности. Кроме этого, напиток можно использовать как альтернативу таблеткам от простуды или гриппа.

Новорожденные детки могут получать частицы лимонной кислоты вместе с молоком матери для улучшения иммунитета. А также легкий напиток с кислотой помогает вырабатывать лактозу.

В чистом виде принимать пищевую добавку ребенку не рекомендуется, но если она указана в детском питании, то кушать можно, главное – не превышать суточную норму потребления (учитывая вес малыша). Помимо этого, с таким распространенным детским недугом, как вши и гниды, поможет справиться раствор, сделанный из лимонной кислоты (5 г) с живокостом (10 г) и кипятком (250 мл) и настоянный в течение 6 часов. Его следует наносить на корни, а затем вычесывать волосы.

Вред организму лимонная кислота наносит, если ее употребляют люди с:

• аллергией;
• язвой желудка;
• воспалением ротовой полости;
• гастритом с повышенной кислотностью.

Нужно остерегаться попадания кислоты в глаза и носоглотку, потому что это может стать причиной ожога.

Превышение суточной дозы потребления вкусовой добавки может стать причиной серьезного отравления, возникновения изжоги, болей в желудке, появления раздражений на коже и слизистой оболочке желудка.

Смертельная доза лимонной кислоты для взрослого человека равняется 20 граммам, принятым за один раз в чистом виде.

Организация процесса размножения спор

Для эффективного проведения микробиологических процессов требуется качественно подготовленный посевной материал. При синтезе кислоты данный материал в виде спор вносится в бродильный чан в самом начале производственного процесса. В оптимизированном виде технология производства лимонной кислоты на основе мелассы отдельно предусматривает этапы подготовки спор для разведения, в рамках которой также выполняется тестирование. Если планируется долгосрочное производство, то споры сушатся. Это необходимо и для длительного сохранения их функциональных качеств, и для успешного проведения дозации.

На следующем этапе подготавливаются субстраты, включающие сахарозу, глюкозу или крахмал. Материалы с содержанием крахмала сначала проходят процедуру осахаривания в целях последующего преобразования в глюкозу, которую используют как производственный штамм.

Поскольку уровень примесей на всех этапах переработки сырья и субстратов может быть чрезмерно высоким, многие производители разрабатывают и специальные методики для первичной очистки данных материалов. Например, глубокая переработка гидролизата крахмала для лимонной кислоты в пищевом производстве может включать операции обессоливания. К универсальным и наиболее доступным методикам очистки от примесей можно отнести те же процедуры стерилизации и кипения с механической фильтрацией.

Использование в косметологии

Добавление лимонной кислоты в домашние маски помогает отбелить кожу, сделать ее более гладкой и упругой, а также убрать следы угревой сыпи. Волосы с помощью кислоты можно не просто осветлить, а сделать шелковистыми и блестящими. Кроме этого, пищевая добавка помогает убрать огрубевшую кожу со ступней и пяточек.

Для волос

Лимонная кислота может стать хорошей альтернативой дорогому ополаскивателю для волос. Она не просто уберет жирность, но и осветлит волосы на 1 или 2 тона. Для приготовления смывки нужно развести 2 ч. л. лимонной кислоты в 2 л теплой воды. Ополаскивать волосы нужно после мытья головы. Осветление произойдет после 3-4 процедуры.

Помимо этого, на основе пищевой добавки можно сделать маску, которая поможет укрепить волосы, сделает их более сильными и здоровыми. Маска готовится из 0,5 ч. л. кислоты, 1 яичного желтка, 1 ч. л. меда и 2 ч. л. сока алоэ. Все компоненты хорошо перемешиваются, а затем смесь наносится на чистые волосы и распределяется по всей длине. После этого голову укутывают теплой тканью на полчаса. По истечении 30 мин волосы промывают теплой водой или ополаскивают настойкой зверобоя.

Для кожи лица

Пищевая добавка является незаменимым компонентом домашней косметики, так как с ее помощью можно избавиться от черных точек, выровнять тон кожи, осветлить пигментные пятна и провести пилинг, помогающий отшелушить отмершие клетки, что сделает кожу более мягкой и эластичной.

Осветление пигментных пятен

Для приготовления осветляющего лосьона нужно смешать взбитое куриное яйцо, 0,25 ч. л. лимонной кислоты и 10 капель 3-процентой перекиси. С помощью ватного тампона лосьон наносится на проблемные зоны и через 10 минут смывается теплой водой. В результате применения лосьона пигментные пятна станут светлее, благодаря чему выровняется тон кожи.

Процедуру нельзя проводить чаще 1 раза в неделю людям с сухой кожей и 3-х раз — с жирной кожей.

Борьба с прыщами и черными точками

Чтобы сделать лосьон, нужно смешать 1 ч. л. лимонной кислоты с 2 ч. л. натурального меда. Смесь нанести на очищенную кожу массажными круговыми движениями и через 20 минут смыть прохладной водой. В результате кожа очистится от угревой сыпи и черных точек. После процедуры смазывать лицо ничем не нужно, чтобы не забивать поры.

Пилинг

В домашних условиях фруктовый пилинг можно проводить после предварительной проверки кожи на реакцию от взаимодействия с лимонной кислотой. Для этого достаточно нанести небольшое количество кислоты на участок кожи под подбородком и подождать пару минут. Если негативной реакции нет, то можно проводить процедуру.

Людям с чувствительной кожей лимонную кислоту следует разбавлять оливковым маслом. Кроме этого, проводить пилинг нельзя, если на коже есть ранки, раздражения или воспаленные участки.

Перед пилингом нужно очистить кожу от грязи и косметики. После этого на лицо, избегая область вокруг глаз и губ, тонким слоем нужно нанести массажными движениями смесь из 1 ч. л. лимонной кислоты, разбавленной 2 ч. л. чистой воды, и продолжать массировать в течение 5-7 минут. Затем смыть прохладной водой и нанести успокаивающий увлажняющий крем.

Вначале может возникнуть чувство слабого жжения. Это нормально, оно быстро проходит. Если жжение сильное и усиливается, то пилинг нужно немедленно прекратить и смыть остатки гранул с лица холодной водой.

После проведения процедуры в течение недели нужно воздержаться от загара, использования скрабов и других раздражителей кожи.

Пилинг помогает омолодить кожу посредством удаления огрубевшего верхнего слоя.

Маска для лица

Чтобы сделать маску, нужно смешать 1 ст. л. кефира любой жирности с 0,25 ч. л. пищевой добавки. Затем нанести на очищенную кожу лица и подержать 15 минут. Смыть теплой водой.

Маска помогает улучшить состояние кожи, снимает воспалительные процессы, проявляющиеся в виде раздражений, угрей и прыщей.

Очистка пяток от натоптышей

Чтобы очистить пятки от натоптышей, нужно смешать 20 г лимонной кислоты с 1 л теплой воды и поместить в жидкость ноги. Перед процедурой рекомендуется распарить ноги и слегка очистить их пемзой.

Держать пятки в ванночке нужно в течение 20 минут, затем еще раз потереть пемзой и смазать жирным увлажняющим кремом. Проводить процедуру нужно пару раз в неделю перед сном. В результате кожа станет более мягкой, исчезнут мелкие трещины.

Процесс брожения и выделение кислоты

В современных технологиях обеспечения процесса брожения применяются специальные барботажные ферментеры, которые отбирают по подготовленным штаммам рассмотренного выше плесневого грибка. Подбор осуществляется вместе с тестированием по определенным параметрам, что позволяет организовывать брожение по индивидуальным конфигурациям с учетом особенностей применяемого сырья. В наиболее технологичных процессах производства лимонной кислоты также задействуются инструменты регуляции метаболической активности барботажных микроорганизмов.

На этапе выделения кислоты стоит задача получить раствор из ферментационной среды с начальным уровнем очистки. В целях повышения степени очистки генерирующая смесь должна быть соответствующим образом подготовлена. В частности, она подвергается следующим процессам предварительной обработки:

1. Процедура сепарации и осаждения.
2. Операция отделения мицелия.
3. Отделение сульфата кальция и разложение ферментационной массы.

Для сепарации сухих остатков на современных производствах применяются ленточные фильтры с автоматическим управлением. Также и для организации процессов фильтрации осадка задействуются специальные центрифуги и сепараторы с электронными системами регуляции, что повышает точность переработки материала.

Очистка полученной лимонной кислоты

Завершающая стадия производства, включающая в себя комплексную обработку уже полученного продукта. В этом процессе применяется активированный уголь с анионо- и катионообменными смолами. Технология такой очистки реализуется в реакторах с неподвижным слоем в несколько этапов:

1. Процесс выпаривания под определенной температурой.
2. Кристаллизация в вакууме.
3. Отсев кристаллов в установке центрифуги.
4. Сушка с применением псевдоожиженных слоев.
5. Процедура просеивания.

Выпаривание производится в выпарном многоступенчатом агрегате с падающей жидкостной пленкой. В результате этого процесса происходит достижение необходимого коэффициента выпарки без снижения потребительских свойств лимонной кислоты. Расход энергетических ресурсов на этом этапе может значительно сокращаться благодаря обеспечению тепловой компрессии на парах.

Что касается кристаллизации, то данный процесс производства лимонной кислоты выполняется с принудительной циркуляцией. В некоторых технических конфигурациях заводов пищевой промышленности вакуум-кристаллизаторы проектируются на одной конструкционной базе вместе с аппаратами для получения модифицированных и производных лимоннокислого натрия. К примеру, аналогичное оборудование используется при получении обезвоженных продуктов и моногидрата лимонной кислоты.

Не последнее значение на этапе очистки имеет и операция рециркуляции ферментационного раствора, при которой происходит отделение маточных ферментов от кристаллосодержащей суспензии. Технически данную процедуру реализует центрифуга с непрерывным действием, что дает возможность тонкого контроля характеристик конечной продукции.

Заключительные процессы осушки и просеивания требуют деликатности в обращении с полученным и очищенным продуктом. На данном этапе будут играть роль и требования к форме выпуска лимонной кислоты – например, фракционирование выполняется в соответствии с проектным размером частиц.

Влияние на организм ребенка

Е330 не наносит вреда организму детей, но в первые несколько месяцев жизни рекомендуется исключить ее употребление. Международные пищевые стандарты допускают использование этой добавки в смесях, кашах и прикорме для детей старше 5 месяцев. Предельная норма содержания вещества — 2 г/л.

Лимонная кислота не оказывает вредного воздействия на детский организм.

Отечественный рынок лимонной кислоты

К основным участникам данного сегмента на российском рынке пищевой промышленности можно отнести производителей из Китая, контролирующих практически половину всех объемов выпуска. Но существенная доля приходится и на российские заводы по производству лимонной кислоты, особое место среди которых занимает предприятие «Цитробел», расположенное в Белгороде. Собственно, это едва ли не единственный отечественный комбинат с мощностями мирового масштаба. Активно сотрудничают коммерческие организации пищевого сектора и с заводами ближнего зарубежья. В этом направлении выделяются украинские и белорусские сахарные заводы, расположенные в Смеле и Скиделе соответственно.

По словам специалистов, российская лимонная кислота отвечает нормативным требованиям ГОСТа и стандартам оформления тары. Это одно из преимуществ, которое позволяет успешно конкурировать отечественным заводам по производству лимонной кислоты в России с китайскими предприятиями. Так, по сравнению с «Цитробелом», который обеспечивает поставки лимонной кислоты стабильно высокого качества, производители из Поднебесной далеко не всегда гарантируют соответствие продукции жестким стандартам, что отражается и на ценах. Разница определяется уровнем производителя и торговой сети. При этом даже в поставках от крупных компаний характеристики лимонной кислоты в одной партии неоднородны и могут варьироваться. Это подтверждается и в отзывах потребителей, где отмечаются претензии к растворимости и влажности продукта.