摘要  利用鹽酸、乳酸、乙酸、檸檬酸作用于生產(chǎn)骨膠的副產(chǎn)品骨渣，鹽酸可獲得最大的鈣轉(zhuǎn)化率。研究表明，鹽酸作用的最佳濃度為3∞l/l最佳用量為 4m1／g，最佳作用條件為高壓提取，最佳溫度為108℃，高壓時間為60分鐘。在此條件下作用，骨渣中溶出的可溶性鈣含量為22．45％，骨鈣轉(zhuǎn)化率為 76 80％。 
     科學研究表明，鈣在人體內(nèi)的生理代謝上有著極為重要的作用，它是僅次于c、H、O、N的第五種重要元素，是人體內(nèi)最重要的一種陽離子，是人體必需的營養(yǎng)成分。它對維持人體的循環(huán)、呼吸、神經(jīng)、消化、內(nèi)分泌、肌肉、骨骼、泌尿及免疫等系統(tǒng)的正常生理功能具有重要意義。缺鈣嚴重威脅人體健康，導(dǎo)致兒童佝僂病、盜汗、驚厥，影響生長發(fā)育。孕婦的抽搐，新生兒各種疾病以及中老年人高血壓、心血管疾病、骨質(zhì)疏松、肌肉痙攣、手足麻木及老年癡呆癥等都與缺鈣有關(guān)。雖然地球上存在大量鈣元素，但由于難以被人體吸收，所以人類普遍存在鈣缺乏。因此，補鈣已成為目前我國膳食中迫不及待的問題。動物骨骼中雖含有豐富的鈣質(zhì)，然而其主要以羥磷灰石結(jié)晶形式存在，溶解度極低，因而簡單的采用物理方法(如煮制法等)不能有效地促進鈣的吸收利用。 
    近幾十年來，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，我國骨膠業(yè)也在不斷壯大，骨膠的生產(chǎn)量迅速增加，隨之而來產(chǎn)生了大量的骨渣廢棄物。以年生產(chǎn)1000余噸骨膠的中型骨膠廠為例，僅每年積壓的廢棄骨渣就有上百噸之多。這些骨渣廢棄物有時被加工成骨粉作飼料用，但其經(jīng)濟價值遠沒有得到充分的利用。骨渣中含有大量的鈣，由于在生產(chǎn)過程中它經(jīng)過了純苯萃取、二氧化硫漂白酥松、蒸汽脫膠等一系列工藝，蛋白質(zhì)中膠原纖維的含量比相應(yīng)的鮮骨要低，就使得鈣的溶出要相對容易。經(jīng)分析，它含有平均29． 23％的鈣，遠遠高于相應(yīng)的鮮骨的22．32％，是一種良好的鈣源。國內(nèi)外對于利用骨膠生產(chǎn)附屬物骨渣提取可溶性鈣的研究還未見報導(dǎo)，本文就此進行了研究。 
1試驗材料與方法 
1．1試驗材料 
  太谷骨膠廠生產(chǎn)骨膠時的廢棄骨渣。 
1．2化學試劑 
    鹽酸、乳酸、乙酸、檸檬酸均為分析純。 
1．3試驗方法 
l_3．1  骨渣的預(yù)處理取一潔凈的容器收集從反應(yīng)缸中排出的骨渣，將其置于85℃的烘箱中烘干，干燥的骨渣用粉碎機粉碎，得粉末狀骨粉。 
1．3．2骨粉中總鈣的測定用硝酸和高氯酸經(jīng)濕法處理后，采用高錳酸鉀滴定法。 
1．3．3可溶性鈣含量的測定對所有待測樣先用三層紗布過濾后，100轉(zhuǎn)／分鐘10分鐘離心，再用定量濾紙過濾至100m1容量瓶中，定容，用高錳酸鉀滴定法測定可溶性鈣的含量。 
1．3．4可溶性鈣溶出率(NCa)及鈣的提取率的計算Rca=可溶性鈣總量／骨粉總重量×100％鈣的提取率=可溶性鈣總量/骨粉中的總鈣含量*100%2骨粉中可溶性鈣的提取試驗 
2．1酸的選擇 
    分別于1g骨粉中加入6％的鹽酸、乳酸、乙酸、檸檬酸各2m1，加入8Ⅲl的蒸餾水，在溫度108℃的條件下作用1小時，測各酸解液中可溶性鈣的含量。 
2．2酸的濃度的選擇 
    1g骨粉中分別加入6mol／L、3mol／L、2．5m0L/l、2．Omol/L1．5mol／L的鹽酸各5ml，在溫度為108度的條件下作用1小時后測各種不同濃度酸解上清液中 
的含鈣量。 
2．3酸的用量的選擇 
    分別于1g骨粉中加入3mol／L的Hcl lOml、5ml、4ml、3ml、2ml、1m1在溫度108℃的條件下作用1小時后測各種不同劑量酸解液中的可溶性鈣含量，計算鈣的提取率。 
2．4反應(yīng)溫度的選擇 
2．4．1常溫與高壓作用的比較分別于1g骨粉中加入3mol／L的HCl 5ml、4m1、3ml，分別入放置于常溫下(25℃)作用4小時和108℃的高溫條件下作用1小時，然后分別測定其上清液中的可溶性鈣含量。 
2．4．2不同高壓溫度的影響分別于1g骨粉中加入2m0L/L的Hcl 3m1，于不同壓力(即不同溫度下)作用10分鐘，測定其上清液中的可溶性鈣含量。 
2．5不同高壓時間的影響 
    分別于1g骨粉中加入2moL／L的Hcl 3m1，在108℃條件下分別作用10、30、60、90、110分鐘，然后測定其上清液中的可溶性鈣含量。 
3結(jié)果與討論 
3．1最佳酸的確定 

表1  酸解反應(yīng)

酸類	用量（ml）	反應(yīng)時間（小時）	溫度（度）	鈣溶出率（%）	鈣的提取率（%）
鹽酸	2	1	108	12.93	47.40
乳酸	2	1	108	2.26	8.28
檸檬酸	2	1	108	1.79	6.54
乙酸	2	1	108	1.98	7.24

     用鹽酸、乳酸、乙酸、檸檬酸酸解骨粉，結(jié)果如表l。由表1可知，鹽酸分解骨粉轉(zhuǎn)化鈣的能力最強，乳酸次之，乙酸又次之，檸檬酸最差。這是因為鹽酸的酸性最強，所以能將骨中的PO43-置換出來。而乳酸與鈣形成鹽的溶解度比乙酸鈣大，所以乳酸的提取效果比乙酸強。以上3種酸均通過分解膠原纖維，破壞羥磷灰石與膠原纖維的有機結(jié)合而達到溶出骨中鈣的結(jié)果，唯有檸檬酸例外，它是通過與ca2+結(jié)合時放出H+，H+再與液體中P043-、ca43+等結(jié)合，在分解少部分膠原纖維的基礎(chǔ)上，骨粉中的Ca2+與液體中Ca2+不斷交換而達到平衡，所以檸檬酸的提取效果是較弱的。 
3．2酸濃度的選擇 
    使用不同濃度的鹽酸進行酸解骨粉，結(jié)果見圖1。數(shù)據(jù)分析可見，鹽酸濃度對酸水解有直接影響。隨著鹽酸濃度增加，RCa顯著提高，至2mol幾時基本趨于平衡，所以最佳酸濃度為2mol／L。 
3．3酸用量的選擇 
    圖2表明，隨著鹽酸用量的增加，骨鈣的溶出率不斷增加，RCa值呈直線上升直至4ml時將鈣完全提取出來為止。所以最佳酸用量為4ml。 
3．4溫度對酸水解的影響 

3． 4．1            高壓與常溫作用的比較  從圖3可以看出，常溫作用與高壓作用在鈣的提取率上有差異，高溫作用效果更好一點，且其優(yōu)點還在于：第一，常溫作用所需時間長而高壓作用所需時間短；第二，常溫作用之后溶液呈黃色且過濾速度慢，而高壓作用之后溶液呈無色且過濾速度相當快。究其原因是因為在高壓條件下骨粉易分解成為較小的顆粒，鈣的溶出更為容易。綜上所述，酸解采用高壓。 

表2 不同高壓溫度對鈣提取率的影響

壓力（MPa）	相應(yīng)溫度（度）	鈣溶出率（%）	鈣的提取率（%）
0.05	108	17.79	60.86
0.09	117	17.78	60.83
0.13	124	17.42	59.60

  
3． 4．2不同高1壓溫度的比較由表2可以看出，在鹽酸作用下，溫度108度時RCa值最高，再升高溫度時，RCa反而有所下降。這可能是由于鹽酸具有很強的揮發(fā)性所致。溫度升高時，溶液中離子運動速度加快與鹽酸揮發(fā)兩個過程共同作用，溫度超過108℃時，鹽酸揮發(fā)起主導(dǎo)作用。 

3．4．3高壓時間對酸水解的影響  由圖4可以看出，高壓作用60分鐘可溶性鈣含量達到最高，隨著時間的增加，可溶性鈣含量反而有所下降。其原因可能是溫度增高時，酸的分子運動加快，揮發(fā)性增強，反而不利于對鈣的提取，故最佳高壓時間為60分鐘。 
4結(jié)論 
     選用鹽酸、乙酸、乳酸、檸檬酸提取骨膠生產(chǎn)的副產(chǎn)品骨渣中的鈣，結(jié)果表明，鹽酸水解骨渣轉(zhuǎn)化鈣的能力最強，最佳濃度為3mol／L，最佳用量為4ml，最佳作用條件為高壓提取，最佳高壓溫度為108度，最佳時間為60分鐘。經(jīng)驗證試驗可知，可溶性鈣溶出率為22．45％，轉(zhuǎn)化率高達76．80％。 
    骨渣經(jīng)過酸解可析出大量可溶性的鈣，離子型的鈣有利于人體的消化吸收，可作為保健食品進一步開發(fā)利用。