蛋壳膜的分离技术与开发利用研究进展

蛋壳膜是附着在蛋壳上的一层薄膜，蛋壳膜为相互交织的纤维膜，双层结构，内膜比外膜更为致密，蛋壳膜可有效阻挡微生物进入蛋的内部，从而对鸡蛋起到保护作用。蛋壳膜主要成分是以糖蛋白形式存在的蛋白质，约占总质量的90%，此外还含有3%的脂质体和2%的糖类。

蛋壳膜蛋白质可分为蛋清蛋白、蛋壳形成蛋白和其他组织蛋白三类，其他组织蛋白包括胶原蛋白、角卵清蛋白、骨桥蛋白和角蛋白等。蛋膜中还含有多种可溶性的有机化合物，如N-乙酰氨基葡萄糖、半乳糖、葡萄糖醛酸、透明质酸、硫酸软骨素等。

蛋壳膜分离的方法

蛋壳膜在市场中具有巨大的应用价值，而发挥蛋壳膜市场价值的关键步骤就是分离蛋壳内膜。鲜蛋内膜分离提取方法有物理法、化学法和酶法。

①    物理壳膜分离法

利用蛋壳的石灰质真壳和壳下膜具有不同质量比例和机械强度，将其粉碎后加入水中，通过搅拌使壳膜发生分离，然后静置分层，干燥后分别获取蛋壳粉和蛋膜粉。采用物理法进行壳膜分离具有条件简单、污染小等优点，但膜回收率不高，且回收的蛋膜中可能残留部分蛋壳，对其后续的利用造成影响。

②    化学法

蛋壳膜与真壳的连接主要是因为真壳部分最内层的乳头层上的乳头核心与蛋壳膜纤维连接并嵌于蛋壳膜纤维网中，只要破坏了二者的连接关系就能使蛋壳壳膜发生有效分离。化学法壳膜分离就是利用化学试剂作用于乳头层中的碳酸钙，使其发生溶解，破坏乳头核心与蛋壳膜纤维的连接，从而达到壳膜分离的目的。

有学者研究了强酸、弱酸、中性和强碱等化学试剂对壳膜分离提取效果的影响，结果表明采用盐酸湿式机械粉碎鲜蛋壳的方法最适宜高效快速分离提取壳下膜。采用化学法进行壳膜分离大大提高了蛋膜的回收率，降低了回收蛋膜中蛋壳的残留量，但添加的化学试剂不仅增加了分离成本，反应产生的残液还会对生态环境造成污染。

③    生物酶法

蛋壳壳下膜中主要成分中90%为蛋白质，此外还含有少量的脂类、碳水化合物和无机物。因此，可以利用各种生物蛋白酶对壳下膜进行生物酶解，使壳下膜与真壳相连的糖蛋白微细纤维发生水解，降低它们之间的结合力，从而达到壳膜分离的目的。如采用双酶水解的方法对鸭蛋内膜进行水解，并从中提取黏多糖，取得了较好的试验效果。

选用不同蛋白酶对蛋壳壳膜进行酶解分离，可以根据酶解液中所含的物质进行回收利用，充分挖掘壳下膜的利用价值，但是生物酶法对试验反应条件要求高，且各种蛋白酶的价格普遍比较高，从而增加了壳膜分离的生产成本。

蛋壳膜的开发利用

1、在生命医学方面的应用

伤口愈合过慢会增加感染的风险，严重的会引起死亡，研究表明作为天然聚合物的蛋壳膜可促进人体表皮细胞再生及伤口愈合。日本相扑运动员在受伤时会直接选择蛋壳膜作为敷料来处理伤口；动物试验表明，蛋壳膜可促进小鼠伤口闭合形成肉芽组织；通过对蛋壳膜的结构性能及安全性分析发现，蛋壳膜不仅可用于治疗眼部损伤，还可以作为烧伤病人的生物敷料。

如将蛋壳膜和壳聚糖混合可制备出具有抑菌活性的伤口护理敷料；采用静电纺丝等方法，将可溶性蛋壳膜蛋白、壳聚糖、姜黄素等物质组合在一起可制备具有抗菌、抗炎、抗氧化功能的双层贴片。

除了可促进外伤愈合，蛋壳膜还可以修复关节炎症及损伤。研究表明关节疼痛患者连续服用一定量的蛋壳膜后可明显改善其关节疼痛感和僵硬程度，还可缓解运动后的不适，效果优于安慰剂。这与蛋壳膜中存在的多糖（如透明质酸、硫酸软骨素）有密切联系。

蛋壳膜对人体其他各类疾病的治疗也有益处，如改善高尿酸血症、降低体内胆固醇含量、促进神经再生、缓解胃肠道相关疾病等。此外，蛋壳膜优秀的天然结构及性质还使其还可参与医用器具的制作，如利用蛋壳膜辅助制作可用于手术练习的眼睛模型；利用蛋壳膜蛋白与其他可生物降解聚合物结合制备出具有良好机械性能和生物相容性的纤维支架。

2、在美容养颜方面的应用

美容养颜产品是市场热销产品，也是最受市场消费者欢迎的产品。根据调查我国美容养颜产品的消耗比较大，因此开发环保型的养颜美容产品成为未来美容行业发展的主要趋势。蛋壳膜是美容产品的主要元素，经充分水解和精准提纯后的水解蛋壳膜，富含氨基酸、多肽、角蛋白、透明质酸、胶原蛋白和硫酸软骨素等活性元素，具有强大的美肌护肤功效。

一是蛋壳膜中的多肽和氨基酸可直接渗透到真皮层中迅速激活表皮细胞，为肌肤补充营养，激发真皮层的成纤维母细胞，加快合成胶原蛋白，帮助肌肤对抗皱纹，使皮肤柔滑、细腻、富有弹性；

二是水解蛋壳膜含有丰富的透明质酸，它是理想的天然保水剂，具有很强的亲水性，能够吸附自身重量500-1000倍的水分，可以改善皮肤营养代谢，使皮肤柔嫩、光滑、去皱、增加弹性、防止衰老，在保湿的同时又是良好的透皮吸收促进剂。而水解蛋壳膜中释放的硫酸软骨素，是共价连接在蛋白质上形成蛋白聚糖的一类糖胺聚糖，极易吸水且锁水能力强。

3、在功能性食品方面的应用

蛋壳膜中多样的活性物质是天然的膳食补充剂，这保证了其在食品工业中作为功能性和营养性食品成分的潜在用途。动物试验表明，大量补充蛋壳膜是安全的，大鼠饲喂试验表明超过80%的蛋壳膜可被吸收，且蛋壳膜水解物的吸收率更高；研究表明，基于蛋壳膜的功能性食品具有降血脂、抗凝血、抗炎症等功效；从蛋壳膜中提取的N-乙酰神经氨酸补充剂可提高大鼠的空间学习记忆能力，表明蛋壳膜在功能性食品中具有高价值应用潜力。

在日本，很多公司及个人利用蛋壳膜生产各种调味料，蛋壳膜使调味料中含有较多对人体有益的氨基酸，这使调料具有丰富的口味和较高的营养，且蛋壳膜中的活性物质还可以赋予其抗氧化等功效。蛋壳膜的安全性和营养性使其可以被广泛应用于各种食品生产中。

4、在生物传感器中的应用

蛋壳膜在传感器中的应用主要体现在酶生物传感器上，感受器是酶生物传感器的重要组成部分。固定化酶是关键步骤，其主要是通过对酶的固定达到灵敏的传感效果。研究表明，目前已有研究利用戊二醛等交联剂将酶固定在鸡蛋壳膜上，其效果可以增强酶的使用寿命，以此提高生物传感器的工作性能。如葡萄糖生物传感器，将葡萄糖氧化酶固定在鸡蛋壳膜上，用来测定产品中葡萄糖的浓度。

参考资料：

[1]章友昌,保明狄,李文昕,乔秀臣.鸡蛋壳壳膜分离技术研究进展[J].中国家禽,2022,44(07):90-95.

[2]安艳茹,夏梦颖,黄玉萍,周叶方.鸡蛋壳膜的开发利用[J].食品工业科技,2013,34(03):375-378+382.

[3]张改平,牛明福,何皎.蛋壳膜的应用研究进展[J].食品与机械,2022,38(12):205-211.

作者简介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科学硕士，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品的开发与研究。