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1890年，在意大利柑橘类水果产业的基础上，开始了工业规模的柠檬酸生产，用熟石灰（氢氧化钙）处理果汁以沉淀柠檬酸钙，然后分离柠檬酸钙并用稀硫酸将其转化为柠檬酸 [9]。
1917年，美国食品化学家詹姆斯-库里（James Currie）发现，黑曲霉的某些菌株可以地生产柠檬酸，两年后，辉瑞制药公司开始使用这种技术进行工业化生产 [10]。1929年，Citrique Belge公司也开始使用这种技术进行生产。这种生产技术至今仍是柠檬酸的主要工业化生产途径，在这种技术中，黑曲霉培养物在含蔗糖或葡萄糖的培养基上进行喂养，以生产柠檬酸。糖的来源是玉米浸液、糖蜜、水解玉米淀粉或其他廉价的含糖溶液。从生成的溶液中过滤出霉菌后，用氢氧化钙沉淀柠檬酸，生成柠檬酸钙盐，再用硫酸处理，从中再生柠檬酸，就像直接从柑橘果汁中提取柠檬酸一样 [11]。
1977年，Lever Brothers公司获得了在高压条件下从乌头钙盐或异柠檬酸钙盐（又称异柠檬酸钙盐）开始化学合成柠檬酸的专利。这似乎是一种逆向的、非酶的三羧酸循环反应，可产生接近定量的柠檬酸 [12]。
2018年，产量超过200万吨。其中50%以上产自中国 [13]。50%以上用作饮料中的酸度调节剂，约20%用于其他食品应用，20%用于洗涤剂应用，10%用于食品以外的应用，如化妆品、药品和化工行业 [9]。

天然柠檬酸在自然界中分布很广，天然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。
很多种水果和蔬菜，尤其是柑橘属的水果中都含有较多的柠檬酸，特别是柠檬和青柠——它们含有大量柠檬酸，在干燥之后，含量可达8%（在果汁中的含量大约为47 g/L）。在柑橘属水果中，柠檬酸的含量介于橙和葡萄的0.005mol/L和柠檬和青柠的0.30 mol/L之间。这个含量随着不同的栽培种和植物的生长情况而有所变化 [14]。
柠檬酸循环（三羧酸循环）
柠檬酸是柠檬酸循环（又称 TCA（三羧酸）循环）的中间产物，是动物、植物和细菌的核心代谢途径。柠檬酸合成酶催化草酰乙酸（OAA）与乙酰辅酶A缩合形成含有3个羧基的柠檬酸。然后，柠檬酸盐作为乌头酸酶的底物，转化为乌头酸。这个循环以草酰乙酸的再生而结束。这一系列化学反应是高等生物三分之二的食物能量来源。汉斯-阿道夫-克雷布斯因这一发现获得了1953年诺贝尔生理学或医学奖。

柠檬酸盐可被运出线粒体并进入细胞质，然后分解为乙酰-CoA（用于脂肪酸合成）和草酰乙酸。柠檬酸盐是这种转化的正向调节剂，并对乙酰-CoA 羧化酶进行异构调节，而乙酰-CoA 羧化酶是乙酰-CoA 转化为丙二酰-CoA（脂肪酸合成的步）的调节酶。简而言之，柠檬酸盐被运输到细胞质中，转化为乙酰-CoA，然后由乙酰-CoA 羧化酶转化为丙二酰-CoA，而乙酰-CoA 羧化酶受柠檬酸盐的异构调节。
除此之外，柠檬酸盐是骨骼的重要组成部分，有助于调节磷灰石晶体的大小

柠檬酸为食用酸类，可增强体内正常代谢，适当的剂量对人体无害。在某些食品中加入柠檬酸后口感好，并可促进食欲，在中国允许果酱、饮料、罐头和糖果中使用柠檬酸 [18]。
基于柠檬酸对钙的代谢可产生的影响，经常食用罐头、饮料、果酱、酸味糖果的人们，特别是孩子，要注意补钙，多喝牛奶、鱼头、鱼骨汤、吃些小虾皮等，以免导致血钙不足而影响健康，胃溃疡、胃酸过多、龋齿和糖尿病患者不宜经常食用柠檬酸。柠檬酸不能加在纯奶里，否则会引起纯奶凝固。乳制品行业常把柠檬酸配成10%左右的溶液加入低浓度的牛奶溶液中，加入时应快速的搅拌。

柠檬酸是通过微生物发酵生产的有机酸，在洗涤剂生产当中进行应用比较广泛，其自身的特异性以及螯合作用发挥起到了积极作用。柠檬酸在实际的使用过程中，有着良好的性能体现，主要就是在安全性方面比较，制备柠檬酸的原料都是来源于粮食，这是安全的食品级微生物。柠檬酸的使用对环境不会造成影响，在微生物以及热等作用下比较容易降解，其自身的螯合能力也比较强，主要及时柠檬酸盐对锰离子以及铁离子等有着比较强的螯合能力，使用效果也比较。洗涤剂中的柠檬酸使用性能中的缓蚀性也比较，酸洗作为化学清洗中的一个比较重要的环节，和无机酸相比较而言，柠檬酸的酸性相对比较弱，所以对设备所产生的腐蚀性也比较小，柠檬酸清洗的安全可靠性比较强，废液也比较容易处理，对人体不会造成危害 [24]。柠檬酸清洗机理

柠檬酸属于果酸的一种，可加快角质更新，常用于乳液、乳霜、洗发精、美白用品、用品、青春痘用品等。柠檬酸在化学技术上可用作实验试剂、色谱分析试剂及生化试剂；用作络合剂，掩蔽剂；用以配制缓冲溶液。采用柠檬酸或柠檬酸盐类作助洗剂，可改善洗涤产品的性能，可以迅速沉淀金属离子，防止污染物重新附着在织物上，保持洗涤必要的碱性；使污垢和灰分散和悬浮；提高表面活性剂的性能，是一种优良的鳌合剂；可用作测试建筑陶瓷瓷砖的耐酸性的试剂。柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液用于烟气脱硫。柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液由于其蒸气压低、、化学性质稳定、对SO2吸收率高等原因，是开发价值的脱硫吸收剂。
柠檬酸可作为无甲醛染色整理剂，提高织物的服用性能或使织物具有拒水、拒油等特性。
柠檬酸酯类，已经美国食品和药物管理局批准，作为食品包装用的聚氯乙烯及纤维素塑料薄膜的增塑剂。乙酰化、丁酰化柠檬酸酯可用于甲基丙烯酸甲酯聚合物的发泡剂、丙烯酰胺的稳定剂、聚酰胺黏合剂的引发剂、聚氯乙烯的增塑剂等。特别是柠檬酸丁酯和乙酰化柠檬酸三丁酯，是举世公认的增塑剂。本身除外，在相容性，耐抽出性，低挥发性等方面性能更为。如乙酰化柠檬酸三己酯、丁酰化柠檬酸三丁酯可用于生产卫生要求高的成分输血管与导管等。