鸡蛋壳的综合利用.doc

鸡蛋壳的综合利用研究进展摘要: 鸡蛋壳内有很多有效成分, 这些成分可以作为许多行业的原材料, 但现在每年仍有大量的蛋壳没有得到充分利用。鸡蛋壳有效的综合利用可以大大提高经济效益, 减少环境污染。本文综述了鸡蛋壳中钙镁含量的测定, 对蛋壳内钙物质的利用以及鸡蛋壳的一些其它用途。关键词: 鸡蛋壳; 补钙剂; 应用; 综合利用21世纪人们的生活水平不断提高, 鸡蛋在生活中的需求不断增加, 但是大量鸡蛋壳被当做废品丢弃, 不仅浪费资源而且污染环境。近年来鸡蛋壳的综合利用逐渐受到重视 1 , 对蛋壳的有效利用既增加了一些行业的经济效益, 又对环境起到了保护作用。蛋壳内碳酸钙的含量在90% 以上, 是钙的良好来源, 而钙对人体有不可替代的生理功能, 但蛋壳中的钙以碳酸钙形式存在, 不易被人体吸收, 因此需要将其制备成其他形式的物质易于人体吸收。鸡蛋壳还是一种天然固硫剂, 可在煤燃烧过程中起到脱硫效果 2。蛋壳中还有少量溶菌酶, 溶菌酶已被用于抑菌剂、抗菌剂及食品防腐剂等, 在大量廉价蛋壳中提取溶酶菌效益相当可观。1. 蛋壳中钙镁总量的测定蛋壳占整个鸡蛋壳重量的10% 12% 3 。在鸡蛋壳中含有大量钙、镁、铁等元素和一些有机物, 其中钙( CaCO3 )含量高达95%左右。测定蛋壳中钙镁总量方法有配位滴定法, 酸碱滴定法, 高锰酸钾滴定法, 原子吸收法等。这些方法经过多次实验比较 4 , 其中配位滴定法所得的实验结果较稳定, 精密度高, 能得出较为准确的实验数据。2. 蛋壳中钙的利用人体中的钙元素主要以晶体的形式存在于骨骼和牙齿中。现代医学研究证明, 缺钙会造成人体生理障碍, 进而引发一系列严重疾病。根据2002年 中国居民营养与健康!调查报告显示, 我国人民钙缺乏状况仍然很严重, 居民钙的日摄入量为391 毫克, 仅相当于推荐摄入量的41%。仅仅依靠日常饮食, 很难达到医生建议的钙摄入量。因此, 开发营养度高, 吸收率好的钙营养强化剂是目前研究的重点。2. 1. 制备乳酸钙乳酸钙为白色晶体颗粒或粉末, 溶于水。因其具有较高钙含量, 溶解度较大, 吸收率高, 安全性高, 价格合理等优点而备受关注。因此将蛋壳中的无机碳酸钙转化成易于被人体吸收的乳酸钙是一条可走的方法5 。制取乳酸钙的方法主要有双烧法和直接中和法。双烧法制备乳酸钙除去了蛋壳中的其它杂质成分, 使产品不受蛋壳色素及其他有机成分的影响, 可提高产品纯度。两次锻烧蛋壳灰粉有效氧化钙含量为: 第一次95. 7%, 第二次99. 2% 6 。直接中和制取乳酸钙的产率为79. 2%, 生成物中乳酸钙的有效质量分数为86. 9% 7 。相对于高温煅烧的双烧法直接中和法具有节能环保, 生产成本低, 市场竞争力强等优点。2. 2. 制备丙酮酸钙丙酮酸可通过乙酰CoA 和三羧酸循环实现体内糖、脂肪和氨基酸间的互相转化, 因此丙酮酸在三大营养物质的代谢联系中起着重要的枢纽作用。利用丙酮酸这一特性, 开发了相应的钙制剂。对以蛋壳为原料制备丙酮酸钙的工艺进行研究 8 , 实验结果表明: 鸡蛋壳经煅烧后与丙酮酸进行中和反应, 制得产品, 产率可达95%以上, 其中丙酮酸钙含量为87. 6%。虽然其含钙量不足20%, 但进入人体内不像其他补钙产品酸根离子会增加肝肾负担, 产生副影响。丙酮酸根离子可以进入细胞参与有机物代谢既减肥又不影响蛋白质的贮存。因此, 制备成丙酮酸钙是鸡蛋壳综合利用的一条有效途径。2. 3. 制备醋酸钙醋酸钙属于有机酸钙, 溶解性比无机酸钙好, 因此作为一种补钙剂有相当大的市场。采用蛋壳粉直接与醋酸在常温常压下发生中和反应来制备醋酸钙, 用EDTA 络合法检测成品中醋酸钙的含量 9 , 结果表明: 由此制得的醋酸钙产率达99. 0%, 是一条具有竞争力和发展前景的生产路线。醋酸钙即乙酸钙, 而可溶性的乙酸钙还可用作融雪剂及冻结防止剂10 , 作为一种新型的融雪剂替代对环境有害的无机氯化物系融雪剂具有一定的实际意义。2. 4. 制备葡萄糖酸钙葡萄糖酸钙为白色结晶粉末状, 无臭无味, 易溶于沸水, 略溶于冷水, 不溶于乙醇或乙醚等有机溶剂。主要用作食品的钙强化剂、营养剂、缓冲剂、固化剂与鳌合剂。葡萄糖酸钙采用酸碱中和法制备 11 , 产品收率可达95%以上。而原料来自天然产物鸡蛋壳, 安全、无毒, 制品葡萄糖酸钙作为钙强化剂用于食品和医药工业生产, 其开发应用前景广阔。2. 5. 制备高水溶性果汁钙钙营养强化剂普遍存在着溶解性差的问题, 导致钙强化饮料产生沉淀, 直接影响产品的质量。因此, 开发一种溶解性好,吸收率高的钙营养强化剂是目前需解决的问题。酸性果汁钙不仅有较高的钙含量, 而且有很好的水溶性12 。柠檬酸一苹果酸钙 13 (简称CCM ) 是钙与柠檬酸、苹果酸按一定比例配合的有机复合物, 具有高溶解性, 高生物学吸收利用性, 风味良好等特点, 是一种良好的钙营养强化剂。本产品采用的原料安全, 且在生产过程中未添加其他化学药品, 具有较好的溶解性, 因而该产品是一种安全、无毒的有机钙产品。由于该产品的制备工艺较简单, 且原料广泛, 所以具有较大的应用前景。3. 提取溶菌酶溶菌酶是一种有效的抗菌剂, 在自然界中广泛存在。它由单核# 巨噬细胞分泌, 在机体中起非特异防御机制 14 。它的用途很多, 在食品工业中是一种安全性高的食品添加剂; 在医药上具有抗菌、抗肿瘤、增强免疫力的功效; 在生物技术中是基因工程、细胞工程、发酵工程中必不可少的工具酶 15 。从经济角度考虑, 对蛋壳中提取溶菌酶的方法进行初步研究: 虽然溶菌酶在鸡蛋壳中含量很低, 但是因鸡蛋壳是用过的废品, 成本低且数量巨大 16 , 所以采用聚丙烯酸沉淀法, 非常适合提取其中的微量溶菌酶。此法每100 g 蛋壳中大约可提取出0. 162 g左右的溶菌酶, 收率约为0. 13% 17 。而且此法有三个特点 18 : ( 1)设备投资少; ( 2) 聚丙烯酸用量小; ( 3) 聚丙烯酸可通过硫酸从钙盐中释放出来, 便于反复使用, 从而大大降低生产成本。因而用聚丙烯酸沉淀法可有效提取其中的溶菌酶。4. 鸡蛋壳的脱硫效果煤在燃烧过程中产生的SO2排放到大气中会造成酸雨。目前, 国内对于脱硫的研究主要是利用钙基固硫剂进行脱硫, 但存在钙基固硫剂脱硫率比较低 19 的问题。脱硫后产物C aSO4 在高温灼烧情况下会大量分解, 而且CaO表面气孔被CaSO4堵塞,实际上的脱硫率和钙使用率都很低, 所以現在主要研究方向是提高脱硫率和钙使用率。鸡蛋壳经高温煅烧后可得含CaO 98%的灰粉。由于鸡蛋壳多孔且透气, 这些孔是细密的, 在清洗和烘干后, 壳内的半透膜被破坏, 使壳的细孔有更好的透气性, 这样二氧化硫就可以轻易进入壳的小孔内与壳内的碳酸钙产生固硫反应, 有较高的脱硫率。研究表明: 鸡蛋壳的脱硫效果优于钢渣且与贝壳类相当 20 。如能把大量被丢弃的鸡蛋壳用于燃烧过程进行脱硫, 既可减少资源浪费, 还可减轻环保负担。5. 结论与展望发达国家在技术上处于领先地位。美国科学家将蛋壳和壳膜完全分离后把蛋壳用于营养制造业、制药业和化工业等产业, 而日本则利用蛋壳制作的蛋壳粉补钙, 吸收率大于普通钙源 21。蛋壳的开发与利用在我国尚处于初级阶段, 目前国内对鸡蛋壳的利用主要是将其粉碎后拌入饲料, 作为家畜的钙添加剂。还有加工蛋血粉肥, 制成食品膨化助剂等用途 22 。大量的蛋品仍按原始的方式被分散地消费掉, 而且对于鸡蛋壳的回收利用并不理想: 直接被当做垃圾进行填埋, 或被丢弃于环境中 23- 24 。这些没有被利用起来的鸡蛋壳不仅是一种资源, 更是一笔巨大的财富。它们不应被随地丢弃污染环境, 而应引起有关部门和行业的高度重视。目前, 废弃蛋壳中仅少量用于饲料生产,利用率不高, 科研人才短缺, 研究成果也较少。政府和企业应在基础和应用研究方面加大投入, 充分挖掘鸡蛋壳的内在价值。充分利用不仅能减少资源浪费, 还能把垃圾转换成经济。这符合当代社会的可持续发展理念, 可以达到环境和经济的双重收益。参考文献 1 . 皮钰珍, 王淑琴, 李秋红. 鸡蛋壳膜资源的开发与应用前景 J . 食品科技, 2006 ( 4) : 128 - 130. 2 . 谢新媛. 煤燃烧过程固硫剂的研究进展 J . 化工进展, 2004, 23 ( 10) : 1 062 - 1 066. 3 . 杜利成. 试论鸡蛋壳及其综合利用 J . 四川食品与发酵, 2004 ( 4 ) : 10- 13. 4 . 张振英, 解从霞. 蛋壳中钙镁含量的测定 J . 内蒙古石油化工, 2006, ( 11) : 15- 16. 5 . 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