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说起柠檬酸，人们首先想到的便是添加剂的属性，诚然，柠檬酸是食品工业中常用的一种食品添加剂，但其也有着"天然"的属性。柠檬酸又名枸橼酸，在自然界中分布广泛，其天然存在于植物的果实和动物的骨骼、肌肉、血液中。柠檬酸是一种重要的化工原料，在食品、医药和化工等领域有广泛应用，其中其厚重的酸味使其作为酸度调节剂被大量应用于食品加工中，且应用到食品中的用量占其生产总量的75%以上，是目前用量最大的一种酸味剂。
柠檬酸的生产方式比较灵活，水果提取、化学合成、微生物发酵等都可有效生产，但微生物发酵是最经济、安全的方式。在菌种选择上也比较宽泛，黑曲霉、棒曲霉、文氏曲霉、芬曲霉、丁烯二酸曲霉、橘青霉、解脂假丝酵母等众多菌种都可采用，且对原料没有特殊依赖性，只要能通过微生物代谢产生柠檬酸即可，故柠檬酸的价格非常低廉，这也是其广泛应用的重要基础。
柠檬酸在食品中主要起到酸度和pH调节的作用，因其能够降低环境中的pH，从而营造更加稳定的环境，从而使其具有一定的抑菌作用和抗氧化作用。柠檬酸本身并不具有抗氧化性，但能够提高体系中抗氧化剂的效果，尤其是对苯酚类抗氧剂增效显著。柠檬酸适用的食品类别非常宽泛，饮料、乳制品、脂肪制品、冷冻饮品、米面制品、肉制品等都可以使用，下面以饮料为例。
颜色和风味是饮料产品的重要评价标准，二者的好坏直接关系到品质。柠檬酸在饮料中使用充分发挥了其三大特点：
1、提味，柠檬酸本身是果汁的天然成分之一，在饮料中添加可以赋予产品水果风味，同时使酸度更醇厚，不会出现突兀的感觉；
2、护色，柠檬酸能够控制酚酶的活性，抑制果蔬原料产生的酶促褐变反应，同时，其具有的抗氧化增效效果，能提高护色剂的作用，起到双重护色作用；
3、抑菌，柠檬酸能够有效调节pH，是通过调节环境体系起到抑菌防腐的作用。在独立的抑菌实验中，柠檬酸对多种细菌的抑菌效果还要优于防腐剂山梨酸钾。此外，柠檬酸还具有掩盖杂味、协调风味等作用。
自1940年H.A.克雷伯斯提出三羧酸循环学说以来，柠檬酸对代谢的影响逐渐受到关注，柠檬酸是三羧酸循环的重要中间产物，三羧酸循环又是糖类、脂类、氨基酸的最终代谢通路，在人体的正常代谢中扮演着重要角色，而体内柠檬酸的不足不仅会导致疲劳元素乳酸和焦性葡萄糖的产生，而且会导致其他疾病的出现，其健康效应不可忽视。柠檬酸还具有以下功能：
柠檬酸通过对小肠壁的刺激，反射性地减慢胃排空速度，延长了食物在胃内的停留时间，使食物与胃液和睡液等消化液充分混合，增加食物的消化率，因此还能起到降低血糖徒增的风险。同时，柠檬酸能够降低肠道pH值，抑制有害菌的生产，维护肠道健康。
柠檬酸能与钙形成更易吸收的有机化合物柠檬酸钙，从而促进机体对钙的吸收，对缺钙和骨质疏松具有一定的预防作用。钙离子是凝血过程中所需的物质之一，血液中钙离子减少，会使血液凝固受阻，此作用在医学上常作为抗凝血剂使用。
柠檬酸安全性很高，且作为食品添加剂使用已经非常成熟，随着对其健康效应的逐渐揭示，柠檬酸被赋予功能化或许是其新的发展方向。