鸡蛋壳——补钙，蛋壳的利用技术
蛋壳的利用技术（2007.21）
东北农业大学食品学院 迟玉杰
改革开放以来，我国养禽业有了很大发展，成为世界上禽蛋生产第一大国，连续十五年位居世界第一。我国东北、华北、西北地区以及华东地区北部是我国鸡蛋主要产区，形成围绕我国北部饲料原粮主产区的鸡蛋生产企业群体。但在禽蛋的加工和利用中，大量的蛋壳被扔弃，污染环境、浪费资源。如果将它加以利用，既可以避免污染环境，又可以提高蛋壳利用率。
1.蛋壳主要用在哪些方面？
上个世纪九十年代以来，人们开始重视蛋壳的开发利用，并逐渐应用到各个行业。在畜牧业上，蛋壳粉用于畜禽补钙，加工成蛋壳粉饲料；在农业上，有人将它加工成蛋壳血肥，用作各种蔬菜、盆栽花木和果树盆景的肥料，使它们生长旺盛；在食品中蛋壳可用作食品钙强化剂，用于人体补钙。
就蛋壳粉作为食品钙强化剂，我举几个例子：如在中式面条、日本切面中加入面粉用量0.5~1%的食用蛋壳粉，面的强度得到提高，并且面团筋道、机械适应性提高。又如在香肠等畜肉制品及鱼糕等鱼肉加工品中加入食用蛋壳粉以后，粘着性和弹性得到提高。再如蛋壳粉用于油炸食品，有抑制油炸用油氧化的作用；在油炸食品面衣中加入蛋壳粉，可以使产品松脆感增加。在油中加入蛋壳粉，还可抑制油炸食品的变焦过程。另外，蛋壳粉还可用作酿造用水的硬化剂，酒的脱酸剂，饴糖的中和剂。在制造葡萄酒时用于降低果汁中的过高酸度。此外，食用蛋壳粉在食品中具有掩盖气味、罩光、防止结块和凝固等作用。
2.蛋壳由什么组成？
鸡蛋壳占整个鸡蛋重量的10～12%，由壳上膜、壳下膜和蛋壳三部分组成，蛋壳是一种石灰质的硬壳，位于壳上膜和壳下膜之间。蛋壳表面有大量的吸收孔，每只蛋壳大约有一万个小孔，有利于形成细微、粉状的粉末。
在蛋壳的化学成分中，矿物质占95%，蛋白质3.3%，水分1%，脂肪0.03%，其余是碳水化合物和其它有机物质（当然，以上这些成分中不包括蛋壳中大量残留的蛋清）。蛋壳的矿物质成分主要是碳酸钙，占94%左右，其余是碳酸镁和磷酸钙，钙、磷含量分别占蛋壳干物质的34.9% 和0.2%。在蛋壳中，可以测得七种维生素以及多种微量元素和一些重要的酶类、肽类物质，它们的含量虽然很少，但都是人体需要的物质。
3.钙在人体有哪些重要作用？补钙的必要性是什么？
钙是人体含量最为丰富的无机元素，约占人体体重的1.5%～2.0%，分布于全身各个部位，对维持身体各系统的正常生理功能具有重要作用。钙可以控制新陈代谢、生长发育、心脏跳动、肌肉收缩、大脑思维、细胞分裂、内分泌活动和血液凝固等生命活动，是机体发挥功能必不可少的元素之一。
儿童缺钙容易患佝偻病，孕妇缺钙容易发生肌肉抽搐，老年人缺钙容易患骨质疏松症等。在美国，骨质疏松十分常见，高达1500~2000万人，每年有120万人发生各种类型的骨折，其中70%是常年缺钙引起的骨质疏松所导致的。妇女，特别是绝经后的妇女，钙的需要量更高。我国进行的四次较大规模的营养调查表明，我国国民普遍缺钙，钙的全国人均日摄量约为500mg，国家标准为800mg/天，只占62.5%，不少省份的人均日摄量低于400mg，只达到日供给标准的50%。居民的长期缺钙，必然会影响身体素质，进而影响到整个国民的素质。通过食物补钙，并不能完全满足人体对钙的需求。于是，补钙健身强体成了医务界、营养界、饮食消费人群等各界人士关注的热点。由于我国膳食结构的不合理性，单从自然食物中摄取钙不能达到补钙的目的，而通过进食钙营养强化剂以及钙强化食品是一种比较理想的补钙途径。因此，开发出吸收率高、安全无毒的饮食钙源，成为一个迫切的课题。
4.近几年来，补钙制剂发展非常迅速，国际上允许使用的钙营养强化剂有40多种，这些钙营养强化剂怎样分类?
国际上允许使用的钙营养强化剂有40多种，我国卫生部公布列入使用卫生标准的钙营养强化剂有：活性钙、碳酸钙、生物碳酸钙、天门冬氨酸钙、醋酸钙、甘氨酸钙、柠檬酸钙、磷酸氢钙、乳酸钙、苏糖酸钙、葡萄糖酸钙等11种，实际应用的还包括氯化钙、蛋壳钙粉、天然骨粉等。钙制剂可以分为三类：
第一种是以碳酸钙、活性钙、氯化钙及羟基磷酸钙等为代表的钙源。此类制剂为无机钙盐，含钙量都比较高。氯化钙的水溶性最好，曾经用于应急状态下的补钙，但因为急性毒性等副作用比较大，现在已基本被淘汰；碳酸钙因为安全、有效，特别是价廉的优点，在这类钙剂中使用最为广泛，目前美国食品医药管理局批准上市的16种钙制剂中，有10种仍然为碳酸钙，但是碳酸钙、氧化钙都呈碱性，而且溶解度低，必须在胃中与大量胃酸反应生成离子钙之后才能被吸收。
第二种是以乳酸钙、醋酸钙、葡萄糖酸钙和柠檬酸钙为代表的钙源。这类钙制剂是有机酸钙，它们的含钙量相对比较低，但是吸收率比较高，不影响胃酸分泌量，没有急性毒性。醋酸钙是比较好的高血磷症中磷的抑制剂。但是也有一些不足之处，比如乳酸钙给人体引入了使机体容易疲劳的乳酸；柠檬酸钙的溶解度低，不适合在液体食品或者以水冲调的固体食品中使用。
第三种是以Ｌ-苏糖酸钙、Ｌ-天门冬氨酸钙为代表的钙制剂。这类钙制剂与前两代产品相比较,无论在补钙效果还是在营养作用方面都有了更进一步的提高。
5.蛋壳作为补钙制剂的研究现状如何？
蛋加工利用的过程中，仅仅利用了可食部分，也就是蛋清和蛋黄，大量的蛋壳被扔弃。据初步估计，一个中等城市每月所扔弃的蛋壳总量达60－100吨。按蛋壳重占蛋重的11%计算，中国每天生产出大约150万吨的蛋壳，这样既污染环境，又浪费资源。如果能将废弃的蛋壳收集起来进行综合利用，不仅能提高资源利用率和避免环境污染，而且可大大提高经济效益。
鸡蛋壳的主要成分为碳酸钙，是一种很好的天然钙源。将蛋壳经过壳和膜的分离处理之后，高温煅烧蛋壳，再使它与有机酸反应，可以制备成食品钙添加剂。因为蛋壳是生物组织，没有毒性，所以用蛋壳制备的有机钙安全无毒，可作为食品的钙强化剂，用于食品的添加。
采用一次煅烧法从蛋壳中制备有机钙，分解可以得到灰分氧化钙，其中还含有一些杂质，这样会影响到所制备有机钙的纯度。再进行第二次煅烧，就提高了蛋壳灰分中的有效氧化钙含量，使制备出的有机钙剂的纯度得到了提高。
利用蛋壳制备有机钙既可缓解或者消除废弃蛋壳对环境的污染，又避免了用生石灰制备同类产品时除杂过程中可能带入的化学污染，可以将对人体有害的物质降低到最低限度，同时又充分利用了蛋壳中的钙资源。这项研究具有原料易得而且低廉等优点，开发应用前景良好。
6.用蛋壳粉补钙，尤其对老年人来说，钙的吸收率大于普通钙源，开发蛋壳粉有哪些优势？
蛋壳粉的钙吸收率高于普通钙源，可能是与蛋壳多孔疏松的结构有关。从显微结构看，化学合成的碳酸钙是坚实的片状结构，而蛋壳则是不规则的多孔结构，这可能是蛋壳粉比碳酸钙更易被人和动物吸收的主要原因。
7.随着现代工程技术的发展，许多基础工业对粉末物料的特性提出了更高的要求，比如要求粉末物料的粒度、粒度分布和粒形要更细、更均一等等。因为粉末物料的这些特性不但决定了物料的加工性能和吸收性能，而且还影响物料的应用范围和效果。什么是超细粉碎技术？
我国目前对超细粉体的定义范围是将颗粒直径100%小于30微米的粉体称为超细粉体。超细粉体又可以分为微米级、亚微米级和纳米级粉体。超微细粉碎一般是指将3毫米左右的物料颗粒粉碎到10~25微米以下的过程。将颗粒粉碎的更细小，可以更好地发挥它独特的物理、化学及生物学功能。当药品、食品和营养品等经过超细化到微米级以后，就更容易被人体或皮肤吸收，大大增加了功效。
超细粉体的制备主要有化学法和机械粉碎法两种。化学合成法能够得到微米级、亚微米级甚至纳米级的粉体，但是产量低，加工成本高、应用范围窄；机械粉碎法成本低，产量大，是制备超微粉体的主要手段。目前国内在超细粉碎方面所使用的方法，主要是机械粉碎法。采用的设备主要还是球磨机、振动磨以及为数不多的气流粉碎机等。
8.目前关于蛋壳超细粉体的国内外研究现状怎样？
目前国内外对蛋壳钙的研究还主要集中在功能特性方面，以改善各种畜禽的钙缺乏等症为主。日本在蛋壳超细粉体的制备以及应用研究方面走在世界的前列，他们用球磨机将蛋壳加工成超细粉体，并添加到各种食品中，达到了很好的效果。目前国内对蛋壳超细粉体的制备还很少。
9.蛋壳超细粉的主要化学成分是什么？如何制备蛋壳粉？
蛋壳粉的化学组成在前面已经讲过，由于蛋壳粉中富含37.7%的钙，因此，仅仅添加微量的蛋壳钙，对于食品的钙强化将是很充分的。而且，蛋壳粉中磷含量比较低。理想的饮食钙、磷吸收比为1：1，但是研究证明，磷的吸收是充分的，钙的缺乏是普遍的。过量的磷吸收被认为是不需要的。因此，使用蛋壳钙强化食品在补钙的同时，可以防止摄入过量的磷（过量磷的摄入已经成为当今的饮食保健问题）。
蛋壳粉的制备方法是将蛋壳洗净，除去蛋壳膜，然后脱水、干燥、超微粉碎后再杀菌而成。蛋壳的利用有利于环保，是价格最便宜、加工最简单、在日本市场上所占份额比较多的一种钙源。
10.蛋壳粉的功能特性和作用是什么？
蛋壳粉的功能特性和作用主要表现在4个方面：
第一、蛋壳钙的吸收率高。
国外研究发现，用碳酸钙、粗蛋壳粉、超细蛋壳粉测试成长期和成熟期小鼠的钙吸收率，对成长期小鼠来说，三种钙源的吸收率没有明显的不同，但是对于成熟期大鼠来说，蛋壳粉在吸收率上优于碳酸钙。而且在怀孕的老鼠中，蛋壳钙比碳酸钙的吸收率更高。还有研究报道，用蛋壳粉补钙，尤其对老年人，其吸收率大于普通钙源。
第二、蛋壳钙的消化率高。
国外用不同钙源研究它们对产蛋母鸡的鸡蛋质量以及钙消化率的影响，结果发现，在分别喂食蛋壳粉、石灰粉、牡蛎壳粉的产蛋母鸡中，所有鸡蛋的重量都有所增加。但是用蛋壳粉喂食的产蛋母鸡中，饮食钙的消化率是最高的。
第三、蛋壳钙有利于提高骨矿物密度。
国外对哺乳期的老鼠进行补钙，以研究老鼠的骨矿物保持水平，结果发现，蛋壳钙比磷酸钙在骨矿物的保持上更有效。而且蛋壳钙在阻止骨损失方面也很有效。
第四、蛋壳钙可以作为磷酸盐抑制剂。
肾脏病患者经常需要血液透析，容易造成血清中磷元素的增加，高磷酸盐血症经常发生。避免这种情况发生的一种方式是摄入低磷的饮食，然而这有一些困难。于是，口服磷酸盐抑制剂被用于阻隔小肠对饮食中磷的吸收。碳酸钙曾是最广泛使用的口服磷酸盐抑制剂，用以治疗血透析患者的高磷酸盐血症。国外研究显示，蛋壳钙可以作为口服磷酸盐抑制剂使用，而且比碳酸钙更为有效，不仅降低了血清中磷元素的水平，而且没有造成血清中钙的集结。这种优势可能与蛋壳的多孔结构以及所含的微量蛋白质有关。
11.如何制备超微细蛋壳粉？
超微细蛋壳粉的制备工艺是：蛋壳→清洗、消毒→壳膜分离→壳烘干→用高速粉碎机进行粗碎→再用超微细粉碎机进行细粉碎→蛋壳超细粉体的制备成品
洗涤蛋壳，目的是为了去除蛋壳上绝大部分污染物以及细菌，但是仍然有少量的细菌，尤其是肠道致病菌存在。为了确保产品质量，应该对蛋壳进行消毒处理，使蛋壳上的细菌数降到最低限度。一般蛋壳的消毒方法有漂白粉溶液消毒法、高锰酸钾溶液浸泡法、磷酸作为抗菌剂处理法以及过氧化物酶催化消毒法等等。
消毒之后，要进行壳膜分离。蛋壳是由石灰质外层硬壳和紧贴壳层的蛋白膜组成。酸、碱、酶的作用可以使石灰质或角蛋白发生变化，从而降低它们的结合力，在机械搅拌的作用下，使壳膜得到较好的分离。
壳膜分离完成，要对蛋壳进行粗粉碎：高速粉碎机对蛋壳进行预破碎，转速为高速。然后对蛋壳进行超微细粉碎：可以采用球磨机，也可以使用超微细粉碎机，便可得到颗粒直径大约在2微米左右的蛋壳粉。
第10小节中的功能特性说明鸡蛋壳是不错的钙源。
大家可以加以利用。
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