​一水柠檬酸是一种含有一个结晶水的有机化合物，化学式为 C₆H₈O₇·H₂O，分子量约 210.14。它通常呈现为白色透明或半透明的晶体、粒状或微粒状粉末，无臭但具有强烈的酸味，稍后带有涩味。在干燥空气中久置会因结晶水逸出而风化，其晶体为斜方棱晶，转变为无水柠檬酸的临界温度为 36.6±0.15℃。一水柠檬酸的生产过程对原料、工艺、设备及质量控制均有严格要求，具体要求如下：
一、原料选择要求
核心原料：
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，要求纯度高：
淀粉含量≥90%，蔗糖含量≥95%。
无重金属残留（铅≤0.1mg/kg，砷≤0.05mg/kg），农药残留符合GB 2763标准。
辅助原料：
氮源（如硫酸铵、尿素）和微量元素（如镁、锌离子）需符合食品级标准（如GB 1886.3-2016硫酸铵）。
原料预处理：
淀粉质原料需经液化（加α-淀粉酶，80-90℃加热30分钟）和糖化（加葡萄糖淀粉酶，60-65℃加热2-4小时）转化为葡萄糖，葡萄糖含量需≥95%。
糖化后的糖液需通过活性炭脱色和离子交换树脂脱盐，得到透光率≥95%、浓度20%-25%的精制糖液。
二、核心工艺步骤要求
发酵：
菌种选择：采用黑曲霉（Aspergillus niger），需经驯化以提高柠檬酸转化率（通常≥90%）。
发酵条件控制：
温度：30-32℃（黑曲霉最适温度）。
pH值：初始pH 3.0-3.5，发酵过程中自然下降至2.0-2.5（抑制杂菌生长）。
通风量：1:0.8-1.2（v/v·min），确保氧气充足。
发酵时间：72-96小时，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%）。
提取与纯化：
过滤：发酵液经板框过滤去除菌丝体、残渣，再经0.22μm滤膜精密过滤。
中和与酸解：加食品级碳酸钙生成柠檬酸钙沉淀，再用稀硫酸酸解沉淀，重新生成柠檬酸。
脱色脱盐：酸解液经活性炭脱色、离子交换树脂脱盐，得到纯度≥99.5%的精制柠檬酸液。
结晶与干燥：
结晶控制：
精制柠檬酸液浓缩至浓度60%-65%，降温至20-25℃（一水柠檬酸结晶稳定温度）。
搅拌速度控制在20-30r/min，结晶时间12-16小时。
分离干燥：
用离心分离机分离晶体与母液，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%，zui终经筛选（颗粒度20-80目）、包装。
三、设备与操作要求
过滤设备：
板框式过滤机、水平带式真空过滤机、真空转鼓过滤机等，用于分离菌丝体、柠檬酸钙和硫酸钙。
中和、酸解设备：
由搅拌器、加热装置和桶体组成，材料多为不锈钢，高径比1:1-1.5，下封头取135-150锥形，放料口宜粗短。
搅拌型式有桨叶、框式和推进式，转速50-80r/min。
结晶与干燥设备：
结晶罐需维持料温在32℃以下进行连续结晶、分离母液。
干燥品温一水柠檬酸需在36℃以下，高于此温度会失去结晶水成为无水柠檬酸。
四、质量控制要求
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）。