利用鸡蛋壳制备高水溶性果汁钙的研究.docVIP

利用鸡蛋壳制备高水溶性“果汁钙”的研究 作者：河南许昌实验中学 李理 辅导老师：赵东 李林 侯益民 摘要 蛋壳的主要成分是碳酸钙，是一种天然的绿色钙源。酸性水果汁具有结合钙的能力，同时含有促进钙吸收的成分。鸡蛋壳煅烧成为蛋壳粉，氧化钙含量97%左右。酸性水果汁与蛋壳粉反应，得到了“柠檬汁钙”、“橙汁钙”、“芦柑汁钙”等“果汁钙”样品。“果汁钙”水溶性优越，钙含量较高，且无碱性刺激。同时还可以保持蛋壳中的镁、铁等必需元素和果汁中的有机酸、维生素C、果糖、氨基酸等有益成分。本项目既能将蛋壳变废为宝，又为我国丰富的水果资源找到一种新的加工增值途径。采用天然原料和绿色工艺，避免了对产品和环境的污染。成本相对低廉，具有市场前景。本已申报国家发明专利获受理在《河南化工》2005年第5期发表论文1篇。 关键词 鸡蛋壳，水果，果汁钙，水溶性，钙含量 1 项目背景 1.1 我国禽蛋生产和蛋壳利用的现状[1-3] 我国禽蛋产量居世界第一，每年扔掉的蛋壳就有400万吨。我国对蛋壳的利用目前还停留在粗加工的层面上，主要是用于畜禽的饲料，作为钙的补充剂，或者是用蛋壳粉生产强化奶制品等。 在蛋壳利用方面，发达国家领先一步，美国将蛋壳用于营养、制药和化工等方面，日本将蛋壳用于食品添加剂、土壤改良剂、家畜饲料、人造皮肤、照相机的滤光镜等。 目前，我国科学家正在开展一系列研究，包括将蛋壳中的无机钙转化为有机钙、从蛋壳内膜提取角蛋白、从残留蛋清中提取“溶菌酶”等。 1.2 蛋壳的主要成分和作为钙源的优点[4,5] 母鸡能够在16个小时内制造一个重约5克的碳酸钙蛋壳（其中有2克钙），是通过动用其骨头中心腔内增生的一种细小骨片，蛋壳钙化时，这些小骨片逐渐被消化掉，钙质就渗入到蛋壳中去。 蛋壳中碳酸钙的含量在93%以上，其余为碳酸镁、磷酸钙、蛋白质、水分等，重金属含量低于食品添加剂（GB l7203—1998）质量标准。 从蛋壳的形成过程和蛋壳的化学成分，不难看出蛋壳是一种天然的绿色钙源。 1.3 目前市场上的钙制剂比较[6-9] 根据《中国食物与营养发展纲要（2001―20l0年）》，每人每天应摄入钙580毫克。实际上孕妇、儿童和青少年的需钙量都高于这一标准。中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所进行三次全国营养调查，均表明国人的膳食营养素中钙最为缺乏，钙摄入量平均只达到每日供给量的50%。因此目前补钙药品、保健品、食品添加剂等发展十分迅速。 我国允许使用的钙营养强化剂主要有：活性钙、碳酸钙、生物碳酸钙、天冬氨酸钙、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。实际应用的则还包括磷酸钙、氯化钙、蛋壳钙粉、天然骨粉、酪蛋白钙肽等钙源。 我国市场上的此类产品至少有几百种之多，但如果从安全性、有效性、普及性等方面综合考虑，可供选择的产品却为数不多。例如活性钙、碳酸钙消耗胃酸，磷酸氢钙含有较多的磷，贝壳、骨粉容易重金属超标，柠檬酸可能增加铝的吸收，乳酸根引起乏力，葡萄糖酸分解产生葡萄糖，醋酸钙可能引起软组织钙化，L-苏糖酸钙、L-天冬氨酸钙价格高等。 1.4 为何以酸性水果汁为钙的“载体”[10-1] 如前所述，人体长期摄入单一的一种有机酸，往往对健康有不利影响。水果中则往往含有多种有机酸，例如柑桔类水果，主要含有柠檬酸、抗坏血酸、苹果酸和富马酸。柠檬酸钙、抗坏血酸钙、苹果酸钙和富马酸钙在我国或国际上已被用于钙营养补充。水果中除了有机酸以外，糖分、果胶、氨基酸、维生素等含量也很丰富，它们也具有一定的与钙结合的能力。还有重要的一点，水果中的多种成分对钙的吸收有促进作用。 我国果树栽培面积和水果产量均居世界首位，但优质品种相对缺乏，果品深加工能力和技术严重不足，往往造成内销不旺、外销不畅的局面。一些柑桔类水果因品种或气候原因造成酸度偏高，则难以卖出好价钱。因此，酸性水果汁对于钙是一种价廉物美的“载体”。 2 实验过程 2.1 鸡蛋壳高温煅烧成蛋壳粉 2.1.1 实验原理 在高温下蛋壳中的有机质分解为二氧化碳、水和其它小分子，完全挥发。碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳： CaCO3CaO+CO2↑ 2.1.2 实验材料 鸡蛋壳（家中积攒） 2.1.3 仪器设备 BL-220H电子天平，DHG-9053A型电热鼓风恒温干燥箱，KSW-110高温箱式电阻炉（马弗炉），石英坩埚 2.1.4 实验过程 将鸡蛋壳洗净、捣碎，在电热鼓风恒温干燥箱中以100℃烘至恒重。如果蛋壳不充分干燥，在煅烧时容易发生爆溅，使样品丢失或沾污。 用电子天平称取一定重量的已烘干的蛋壳，放在石英坩埚中，在中以1000℃煅烧至恒重。样品称重后用密封良好的容器盛装，以防吸潮。 鼓风恒温干燥 在马弗炉中煅烧 2.2 蛋壳粉的钙含量测定 2.2.1 实验原理 钙与氨羧络合剂能够