鸡蛋壳是一种天然绿色生物钙源,我国每年约有废弃蛋壳四百万吨,不仅造成环境污染,而且浪费资源。本研究以鸡蛋壳为原料,采用直接中和法把蛋壳中无机钙转化成葡萄糖酸钙、乳酸钙、乙酸钙和柠檬酸钙等有机钙,并用响应面法进行工艺优化;用动物试验测定有机钙的生物转化率,旨在为蛋壳综合利用提供安全可行的技术依据。(1)蛋壳制备葡萄糖酸钙工艺研究。选用食品级葡萄糖酸-δ-内酯制成50%葡萄糖酸与蛋壳在一定水浴温度和时间等条件下反应,确定单因素的基础上,采用响应面Box-Behnken四因素三水平设计,蛋壳制备葡萄糖酸钙最佳工艺条件是:蛋壳粉3 g、50%葡萄糖酸用量为32 mL、固液比为1:12、反应温度30℃,反应时间为1 h,该条件下葡萄糖酸钙的产量最高可达10.31 g。(2)蛋壳制备乳酸钙工艺研究。采用中和法制备乳酸钙,设反应温度、反应时间、乳酸用量及固液比等因素对产量的影响,运用响应面Box-Behnken四因素三水平设计,根据各因素的交互作用最终确定蛋壳制备乳酸钙的最佳条件为:乳酸用量为7 mL,固液比1:16,反应温度45℃,反应时间90 min,乳酸钙产量最高为5.35 g。(3)蛋壳制备乙酸钙置换成柠檬酸钙的工艺研究。采用两步中和法,首先制备乙酸钙,通过确定酸用量、固液比、反应温度及时间的单因素试验,运用响应面Box-Behnken四因素三水平设计,确定制备乙酸钙的最佳工艺参数为:蛋壳粉3 g、固液比1:16、乙酸用量6 mL、反应温度20℃、反应时间75 min。然后进一步确定乙酸钙置换成柠檬酸钙的最佳工艺条件为:过量20%的柠檬酸与乙酸钙反应,水浴温度为80℃、反应时间5 h,柠檬酸钙产量最高3.02 g。(4)四种有机钙生物利用率研究。将葡萄糖酸钙、乳酸钙、乙酸钙、柠檬酸钙分别制成蜜丸,选用小鼠进行动物试验,测其定表观吸收率及生长变化,使用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法和电感耦合等离子体光谱(ICP-OES)法测定体内粪便、尿液及其股骨钙中的钙含量。试验表明:从蛋壳中制取的有机钙对小鼠钙吸收效果非常显著(P<0.05),每日给药剂量66.5(mg/kg)(以钙含量及小鼠体重计)的有机钙能明显提高小鼠骨钙水平,促进小鼠正常生长。吸收效果优于相同钙含量的碳酸钙。通过SPSS方差分析对各项指标显著性分析(P<0.05)得知,四种有机钙对小鼠吸收利用率的影响大小顺序:D>F>C>E,即葡萄糖酸钙组>柠檬酸钙组>乳酸钙组>乙酸钙。根据显著性分析,有机酸钙比碳酸钙更能促进小鼠吸收。