​一水柠檬酸的工业生产以 “生物发酵法” 为主（占全球产量 95% 以上），核心是利用微生物将碳水化合物转化为柠檬酸，再经分离、结晶得到一水形态。整个流程需严格控制发酵条件与结晶参数，避免杂质残留（如重金属、微生物），确保产品达标。
1. 原料选择：高转化率是核心
主要原料：以淀粉质原料（如玉米淀粉、薯类淀粉）或蔗糖（如甘蔗糖、甜菜糖）为主，要求原料纯度高（淀粉含量≥90%，蔗糖含量≥95%），无重金属（铅≤0.1mg/kg，砷≤0.05mg/kg）、农药残留（符合 GB 2763 标准）；
辅助原料：发酵过程需添加 “氮源”（如硫酸铵、尿素，提供微生物营养）、“微量元素”（如镁、锌离子，促进酶活性），均需符合食品级标准（如 GB 1886.3-2016 硫酸铵）。
2. 核心工艺步骤：四步实现从原料到成品
（1）原料预处理：转化为可发酵糖
淀粉水解：淀粉质原料先经 “液化”（加 α- 淀粉酶，80-90℃加热 30min，将淀粉分解为糊精），再 “糖化”（加葡萄糖淀粉酶，60-65℃加热 2-4h，转化为葡萄糖，葡萄糖含量≥95%）；
糖液精制：糖化后的糖液通过 “活性炭脱色”（去除色素、杂质）、“离子交换树脂脱盐”（去除钙、镁离子，避免影响发酵），最终得到 “精制糖液”（浓度 20%-25%，透光率≥95%）。
（2）发酵：微生物转化葡萄糖为柠檬酸
菌种选择：采用黑曲霉（Aspergillus niger）作为发酵菌种（食品级，符合 GB 4789.15 标准），菌种需经驯化（提高柠檬酸转化率，通常≥90%）；
发酵条件控制：
温度：30-32℃（黑曲霉最适温度，温度过高易产杂酸，过低则发酵缓慢）；
pH 值：初始 pH 3.0-3.5，发酵过程中自然下降至 2.0-2.5（酸性环境抑制杂菌生长，促进柠檬酸积累）；
通风量： aerobic 发酵，通风量 1:0.8-1.2（v/v・min），确保氧气充足（黑曲霉需有氧呼吸产柠檬酸）；
发酵时间：72-96h，通过 “高效液相色谱（HPLC）” 监测柠檬酸浓度，达标后终止发酵（柠檬酸浓度≥15%）。
（3）提取与纯化：去除杂质，浓缩柠檬酸
过滤：发酵液先经 “板框过滤” 去除菌丝体、残渣，再经 “精密过滤”（0.22μm 滤膜）去除微小颗粒，得到 “粗柠檬酸液”；
中和与酸解：向粗液中加碳酸钙（食品级），生成 “柠檬酸钙沉淀”（去除可溶性杂质），再用稀硫酸（食品级）酸解沉淀，重新生成柠檬酸（即 “酸解液”）；
脱色脱盐：酸解液再次经活性炭脱色、离子交换树脂脱盐（去除钙、硫酸根离子），得到 “精制柠檬酸液”（纯度≥99.5%）。
（4）结晶与干燥：得到一水柠檬酸成品
结晶控制：这是制备 “一水柠檬酸” 的关键步骤 —— 将精制柠檬酸液浓缩至浓度 60%-65%，降温至 20-25℃（此温度下一水柠檬酸结晶稳定，无水柠檬酸不易析出），搅拌速度控制在 20-30r/min（避免结晶过大或过小），结晶时间 12-16h，形成一水柠檬酸晶体；
分离干燥：用 “离心分离机” 分离晶体与母液（母液可回收重新浓缩），晶体经 “热风干燥”（温度 60-70℃，避免失去结晶水），干燥后含水量控制在 10%-11%，最终经筛选（颗粒度 20-80 目）、包装，得到一水柠檬酸成品。
3. 质量控制：关键指标监测
纯度：成品柠檬酸含量≥99.5%（HPLC 检测）；
重金属：铅≤0.1mg/kg，砷≤0.05mg/kg，汞≤0.01mg/kg（原子吸收光谱检测）；
微生物：菌落总数≤1000CFU/g，大肠杆菌、沙门氏菌不得检出（GB 4789 标准检测）；
外观：无肉眼可见杂质，颜色为白色（色差仪检测，白度≥90）。