柠檬酸根离子会与金属阳离子形成络合物。由于螯合作用，形成这些络合物的稳定常数相当大。因此，它甚至能与碱金属阳离子形成络合物。然而，当使用全部三个羧基形成螯合络合物时，会形成7元或8元螯合环，在热力学上通常不如较小的螯合环稳定。因此，羟基可以去质子化，形成更稳定的五元环的一部分，如柠檬酸铁铵（NH4）5Fe(C6H4O7)2·2H2O。 [7]
酯化反应：
柠檬酸可在其三个羧酸基团中的一个或多个基团上进行酯化，形成各种单酯、二酯、三酯和混合酯中的任何一种。如下图所示：
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，全球产量超过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]。
（促进肠道菌群健康
有机酸可以进入细菌的细胞壁，使细菌内部和外部出现pH梯度变化，抑制细菌生长。常见的几种病原菌生长的适宜pH均是中性偏碱，如大肠杆菌适宜的pH为6.0～8.0，链球菌为6.0～7.5，而乳酸菌等益生菌宜于酸性环境繁殖。柠檬酸使胃肠道内pH下降，肠道内乳酸菌等益生菌得到良好的生长条件，从而维持畜禽消化道中微生物菌群的正常平衡 [25]。
增强机体抗应激和能力
活性细胞，即T淋巴细胞和B淋巴细胞，对机体起着监视作用。研究表明，肉鸡饲喂柠檬酸可使活性细胞具有较高的密度，使鸡处于较好状态，可抑制肠道致病菌繁殖和预防传染病的发生 [25]。作防霉剂和抗氧化剂
柠檬酸是一种天然防腐剂。由于柠檬酸可降低饲料的pH，有害微生物的增殖及毒素的产生受到抑制，有明显的防霉作用。作抗氧化剂的增效剂，将柠檬酸与抗氧化剂混合使用，可提高抗氧化效果，阻止或延缓饲料氧化， 提高配合饲料的稳定性并延长贮存期。
