常见的柠檬酸的生产方式有三种，依次为直接提取法、化学合成法和生物发酵法。直接提取法是指从高含柠檬酸的蔬菜和水果中直接提取，由于具有高成本低产量的劣势，这种方法并没有得到广泛应用；化学合成法由于许多化学试剂有毒，再加上化工原料昂贵、合成步骤繁琐，业生产上很少应用；现在工业上应用最多的是微生物发酵法，微生物发酵法又可以细分为表层发酵、固体发酵、液体深层发酵等，其中应用最多的是液体深层发酵。

目前企业应用最多的柠檬酸高产菌株是A.niger。A.niger是自然界中常见的曲霉属真菌，普遍存在在土壤、空气和粮食作物中，是工业上常见的发酵菌种，常被用来生产柠檬酸、淀粉酶、纤维素酶、酸性蛋白酶、葡萄糖氧化酶、果胶酶、没食子酸和葡糖酸等。黑曲霉适宜温度37℃，最适相对湿度为88%，黑曲霉产酸能力强，即使酸性条件下仍然可以大量产酸柠檬酸，产酸过程不产生有毒副产物，且可以利用多种碳源，使其具有其他菌种无法匹敌的竞争优势。

以黑曲霉液体发酵生产柠檬酸技术为例，淀粉为原料，麸曲活化制成孢子悬浮液，淀粉经液化、糖化得到糖化液，整个处理过程大约需要24h，然后加入一定浓度的氮源和无机盐制成基础培养基，氮源一般为玉米浆和酵母浸膏等。基础培养基高温灭菌并冷却后接入孢子悬浮液，黑曲霉孢子经种子罐扩培后接种至发酵罐进行发酵。批次发酵周期大约60~80h，发酵结束后，通过对发酵液进行菌液分离、沉淀、精制过程获得柠檬酸产品。

正常的柠檬酸发酵培养基中除发酵菌株黑曲霉外粘染其他微生物，称为染菌。虽然柠檬酸发酵过程中随着产物柠檬酸的积累，发酵液 pH值很快降低到 2.0 以下，酸性条件下很多微生物不能繁殖，但是柠檬酸发酵前期值高，营养丰富容易染菌，一旦染菌对柠檬酸生产危害很大。近年来柠檬酸行业不断发展，对发酵防染菌工作提出了更高的要求。以下对柠檬酸染菌原因、种类、影响因素进行了分析

染菌原因：

(1) 操作染菌：操作人员要有无菌意识，要掌握基本的微生物学知识，可以熟练进行消毒和灭菌操作。柠檬酸发酵需要进行各种灭菌操作，例如定期对发酵罐进行空消，每罐培养基要进行实消，无论是发酵罐空消还是培养基实消，操作人员都要严格按照灭菌温度和压力进行操作。

(2) 种子罐染菌：柠檬酸发酵多为二级培养，原种需要先经过种子罐扩培，种子罐在培养过程中也容易受到微生物污染。一般情况下，种子罐在接入发酵罐前要进行杂菌检查，染菌的种子罐不能使用。

(3) 辅料带入杂菌：柠檬酸发酵过程中主要辅料有尿素、硫酸铵、泡敌、糖化酶等。一般营养盐等辅料都在培养基实消前加入，这样在培养基实消时就可以把辅料中的杂菌一并杀死。柠檬酸发酵过程中由于培养基的特性和通风培养，发酵液容易起泡，严重时会出现漫罐，尤其在黑曲霉生长的对数期，黑曲霉代谢旺盛，一般每隔几分钟就要加一次消泡剂。消泡剂需要在发酵培养过程中加入，因此消泡剂和相关的管道如果灭菌不彻底，很容易造成发酵染菌。

(4) 空气带入杂菌：柠檬酸为好氧发酵，发酵过程中需要持续通风，保证发酵液中的溶氧能够满足黑曲霉生长需要。因此压缩空气需要经过过滤除菌后通入发酵罐，过滤器安装使用不当或使用前灭菌不彻底都会造成发酵染菌。

(5) 设备漏点和卫生：柠檬酸发酵过程中产生大量的热量，发酵罐一般采用内置盘管，使用循环水进行发酵温度控制，由于消罐产生振动，在使用过程中，循环水的盘管焊缝会出现开焊或渗漏，造成循环水进人发酵液，进而污染发酵液，造成发酵染菌。