在禽蛋的加工和利用中,很多是僅僅利用了其可食部分即蛋清和蛋黃,大量的蛋殼被扔棄。按蛋殼重占蛋重的12%計算,中國每年生產出約300萬t蛋殼,這不僅對環境造成汙染,也是資源的浪費。如果能將廢棄的蛋殼收集起來,進行綜合利用,不僅能提高資源利用率和經濟效益,而且又可避免對環境生態的汙染。
一、蛋殼的結構
蛋殼部分由外蛋殼膜、石灰質蛋殼和蛋殼下膜所構成。
(一)外蛋殼膜的物理結構
鮮蛋的蛋殼表麵覆蓋一層黏液形成的膜,又稱外殼膜,也稱殼上膜、殼外膜或角質層。它是由一種無定形結構、透明、可溶性的膠質黏液幹燥而形成薄膜。完整的薄膜能透氣、透水,可防止微生物侵入蛋內。然而此膜僅用水洗或機械摩擦即可脫落,而失去封閉氣孔的保護作用。該膜厚度不等,平均為10μm。
外蛋殼膜有封閉氣孔的作用,可以阻止蛋內水分蒸發、二氧化碳逸散及外部微生物侵入,但它不耐摩擦,易受潮脫落。因此,該膜對蛋的質量僅能起短時間保護作用。
(二)蛋殼的物理結構
蛋殼又稱石灰質硬殼,是包裹著鮮蛋內容物外麵的一層硬殼,它使蛋具有固定形狀並保護蛋白、蛋黃的作用,但質脆不耐碰撞或擠壓。
蛋殼的厚度一般為270~370μm。由於禽類的品種、氣候條件和飼料等因素的影響,蛋殼的厚度均有差異,另外蛋殼表麵常帶有不同色澤,從白色至藍綠色都有,一般地說色澤深的,蛋殼較厚。
蛋殼是由兩部分組成:①相互交織的蛋白纖維和顆粒組成基質,位於蛋殼的內側;②有間隙的方解石晶,形成外層的海綿狀層。
基質可分為兩區域,即內層乳頭狀基質層和外層的海綿層,這是按著它們含有的黏多糖、離子的吸附能力和阻止10%溶解力來劃分的。乳頭基質層與外側蛋殼膜蛋白纖維緊緊相連,並有一部分伸到膜層,深20μm,稱為乳頭核心。方解石晶體在每個乳頭基質區定向漫射,形成椎形層,上部與內聚質粒緊緊相接。海綿基質區有大量纖維(直徑0.04μm),這些纖維與蛋殼平行,並與很多囊泡(直徑0.4μm)內的晶體以長晶體軸向蛋殼表麵定向漫射。
通過光學顯微鏡研究,發現蛋殼內的基質纖維不是簡單包著方解石晶體,而是穿過它們,因此,基質對蛋殼強度可能有明顯影響。乳頭狀層厚度約為0.1mm,占蛋殼厚度1/3。每個乳頭周圍有大小不等的孔道,有的孔道通過海綿層而到蛋殼表麵,在高倍顯微鏡下,氣孔的通道是不規則的彎曲狀並相連接,似龜裂紋狀。乳頭狀層的上層為海綿層,起著固定蛋形作用。該層發脆不耐碰撞和擠壓,但具有相當的硬度。
蛋殼上的氣孔為1000~12000個,孔徑為4~40μm,氣孔在蛋殼表麵的分布是不均勻的,蛋的大頭最多為300~370個/cm2,小頭最少為150~180個/cm2。
氣孔的存在具有實踐意義,因為,禽蛋實際上是一個細胞體,它為了使生命延續下去,作為生命點的胚胎必須進行正常的新陳代謝。因此,必須吸取外界的新鮮空氣,而排出胚胎的代謝產物──二氧化碳,這一過程在孵化時,胚胎是靠氣孔完成的。新鮮蛋在存放過程中,蛋內水分通過氣孔蒸發,造成失重。微生物在外蛋殼膜脫落時,可以通過氣孔侵入蛋內,加速蛋的腐敗。加工再製蛋時,料液由氣孔浸入。所以對於氣孔要根據需要人為地利用它或破壞它。
(三)殼下膜的物理結構
殼下膜是由兩層緊緊相貼的膜組成的,其內層緊接觸蛋白,稱蛋白膜;外層緊貼石灰質蛋殼,稱為內蛋殼膜。
蛋白膜及內蛋殼膜,都是由很細的纖維交錯呈網狀結構,內蛋殼膜的纖維粗,網狀結構空隙大,細菌可直接通過進入蛋內,該膜較厚,其厚度為41.1~60.0μm。而蛋白膜厚12.9~17.3μm,其纖維紋理較緊密細致。有些細菌不能直接通過進入蛋內,隻有其分泌的蛋白酶將蛋白膜破壞之後,微生物才能進入蛋內。所有的黴菌的孢子均不能透過這兩層膜進入蛋內,但其菌絲體可以透過,並能引起蛋內發黴。總之,殼下膜有阻止微生物侵入蛋內的作用。