Skorupki – literatura

 

Skorupka jaja kurzego – powstawanie, budowa i znaczenie

Skorupka jaja kurzego powstaje w procesie biomineralizacji w organizmie kury. Proces ten polega na łączeniu się uwodnionych jonów wapnia Ca2+ z anionem wodorowęglanowym HCO3– tworzonym w obecności anhydrozy węglanowej.

2 CO2 + H2O  ß——à 2 HCO3

Ca2+ +  2 HCO3  ß——à  Ca(HCO3)2

Wytrącający się  z ciekłego środowiska węglan wapnia ma strukturę porowatą i zawiera nieznaczną ilość substancji organicznych (ok 5%) [1]. Wśród substancji organicznych są białka (ok. 1%) [2] oraz znaczne ilości kwasów tłuszczowych (2% – 4%) w postaci lipidów i lipoprotein [3]. Podstawowym barwnikiem skorupek jest pigment biliwerdyna [4].

Głównym zadaniem skorupki jaja jest ochrona rozwijającego się zarodka przed szkodliwymi czynnikami zewnętrznymi. Ponadto porowata struktura skorupki umożliwia wymianę gazów. Skorupka jest źródłem szeregu kationów, głównie wapnia. Jako naturalny materiał nieorganiczny dodatkowo wzmocniony rusztowaniem organicznym jest stosunkowo wytrzymała.

Źródła pochodzenia węglanu wapnia

Powszechnym źródłem jonu wapniowego są syntetyczne i kopalne formy węglanu wapna (aragonit i kalcyt). Decydujące znaczenie ma bardzo wysoka zawartość jonów Ca2+, niski koszt produkcji oraz stosunkowa duża biodostępność (tj. stopień przyswajania przez organizm ludzki bądź zwierzęcy).

Znacznie bardziej niż kopalny minerał ceniony jest naturalny, biogenny węglan wapnia. Biogenny węglan wapnia pochodzi  m.in. od muszli skorupiaków morskich oraz zewnętrznych szkieletów zwierząt morskich (w tym nieszlachetnych odmian białego korala), czy właśnie od skorupek jaj kurzych [przyp. Małgorzata Wiewióra].

W przypadku biogennego węglanu wapnia istotne są takie cechy jak jego porowatość (ułatwia przyswajanie) oraz obecność śladowych ilości innych pierwiastków (np. strontu i fluoru), korzystnych dla metabolizmu organizmów żywych. Istotne jest pochodzenie naturalnego węglanu wapnia.

Zagrożenia mogą powodować małe ilości metali ciężkich. Głównym zagrożeniem może być obecność ołowiu, glinu, kadmu czy rtęci [5] – dlatego materiał należy pozyskiwać ze sprawdzonych źródeł oraz od kur korzystających z pełni zbilansowanej karmy [przyp. Wojciech Wiewióra].

Skład chemiczny skorupek jaj kurzych

Na podstawie badań Schaafsmy i wsp. [6] uważa się, że w skorupki jaj po wylęgu zawierają podobną zawartość jonów wapnia co syntetyczny węglan wapnia. W przypadku skorupek jaj kurzych pojawia się więcej [korzystnych dla zdrowia – przyp. WW] strontu i selenu. Zmniejszona ilość szkodliwych metali ciężkich w skorupkach jaj kurzych takich jak wanad, chrom, ołów, glin i kadm może być spowodowana utrudnioną jego biodostępnością w organizmie matki. Wśród  śladowych ilości innych pierwiastków istotna jest obecność selenu, cynku, miedzi i strontu [7], [8]. Uważa się, że stront ma działanie hamujące w stosunku do osteoklastów i pobudzające czynności osteoblastów (komórek kościotwórczych).

Według Kusumi i wsp. [9] porowaty węglan wapnia pochodzący ze skorup jaj kurzych jest znacznie łatwiej rozpuszczany (trawiony) niż jego syntetyczne odmiany i może skuteczniej poprawiać gęstość mineralną kości [10], [11], [12], [13]. Ponadto obserwowano działanie przeciwbakteryjne białek obecnych w skorupach jaj kurzych [14], [15]. Oczywiście należy unikać możliwości namnażania szkodliwych bakterii w przypadku wadliwego przechowywania skorupek.

Rola węglanu wapnia w odkwaszaniu gleb

Tradycyjne metody odkwaszania gleb opierają się na stosowaniu rozdrobnionego wapienia, tj. stosunkowo twardego i trudno przyswajalnego kamienia wapiennego w celu neutralizacji kwasów organicznych. Ponadto, kopalny węglan wapnia jest często zanieczyszczony znacznymi ilościami soli magnezu, żelaza i manganu.

Badania własne i dyskusja wyników [18]

W celu potwierdzenia budowy skorupek jaj kurzych wykonano szereg analiz stosując zaawansowane metody instrumentalne. Wykonane badania miały na celu potwierdzenie budowy chemicznej skorupek jaj kurzych i prostych metod analizy instrumentalnej.

W pierwszej kolejności wykazano przy pomocy promieniowania rentgenowskiego obecność jonów wapnia w badanych skorupkach.

Ponadto, na podstawie badań w podczerwieni (widma IR w pastylkach KBr w zakresie od 400 do 4000 cm-1) wykazano obecność węglanu wapnia. Zauważyć można drgania rozciągające i deformacyjne trwałej formy krystalicznej węglanu wapnia – kalcytu [16]. Podobne widma IR obserwuje się w przypadku korala białego [17]. Szerokie pasmo przy ok. 3400 cm-1 pochodzi od nieznacznej ilości wilgoci w próbce.

Widma wykonane w postaci pastylki KBr charakteryzują się stosunkowo małym szumem i dobrze wykształconymi pikami. Zastosowanie znacznie mniej pracochłonnej pod kątem przygotowania próbki do badania techniki odbicia wewnętrznego (ATR) pozwala uzyskać widma znaczne gorszej jakości. Należy jednak zaznaczyć, że takie widma również zawierają wszystkie istotne informacje pozwalające na stwierdzenie obecności węglanu wapnia w badanych skorupkach. Podobne wyniki można uzyskać techniką komplementarną do spektroskopii IR, tj. przy pomocy rozpraszania promieniowania Ramana [17]. W tym przypadku pasma są znacznie węższe i widmo jest prostsze do analizy.

Ocena dwóch próbek skorupek jaj kurzych do odkwaszania gleby oraz jej wzbogacania w wybrane pierwiastki [18]

Dostarczono dwie próbki rozdrobnionych skorupek jaja kurzego (produkt suszony sterylizowany i mielony):

  1. gruboziarniste (0.5-2 mm)
  2. drobnoziarniste (poniżej 0.05 mm).

Na podstawie literatury oraz własnych badań można stwierdzić, ze dostarczone preparaty zawierają węglan wapnia (kalcyt jako bardziej trwałą odmianę krystaliczną).

Ze względu na znaczne rozdrobnienie oraz możliwość przygotowania zawiesin wodnych stwierdzono, ze takie preparaty w formie suchej lub zawiesiny wodnej doskonale nadają się do odkwaszania gleby oraz jej wzbogacania w szereg korzystnych pierwiastków śladowych poprawiających wzrost roślin.

  1. Arias JL1, Fink DJ, Xiao SQ, Heuer AH, Caplan AI.. Biomineralization and eggshells: cell-mediated acellular compartments of mineralized extracellular matrix. Int Rev Cytol. 1993;145:217-50. Link
  2. Daengprok W1, Garnjanagoonchorn W, Naivikul O, Pornsinlpatip P, Issigonis K, Mine Y. Chicken eggshell matrix proteins enhance calcium transport in the human intestinal epithelial cells, Caco-2.. J Agric Food Chem. 2003 Sep 24;51(20):6056-61. Link
  3. Miksík I1, Charvátová J, Eckhardt A, Deyl Z. Insoluble eggshell matrix proteins–their peptide mapping and partial characterization by capillary electrophoresis and high-performance liquid chromatography. Electrophoresis. 2003 Mar;24(5):843-52. Link
  4. Zhao R1, Xu GY, Liu ZZ, Li JY, Yang N. A study on eggshell pigmentation: biliverdin in blue-shelled chickens. Poult Sci. 2006 Mar;85(3):546-9. Link
  5. Whiting SJ. Safety of some calcium supplements questioned. Nutr Rev. 1994 Mar;52(3):95-7. Link
  6. Schaafsma A1, Pakan I, Hofstede GJ, Muskiet FA, Van Der Veer E, De Vries PJ. Mineral, amino acid, and hormonal composition of chicken eggshell powder and the evaluation of its use in human nutrition. Poult Sci. 2000 Dec;79(12):1833-8. Link
  7. Nakano T1, Ikawa NI, Ozimek L. Chemical composition of chicken eggshell and shell membranes. Poult Sci. 2003 Mar;82(3):510-4. Link
  8. Seeman E1, Devogelaer JP, Lorenc R, Spector T, Brixen K, Balogh A, Stucki G, Reginster JY. Strontium ranelate reduces the risk of vertebral fractures in patients with osteopenia. J Bone Miner Res. 2008 Mar;23(3):433-8. Link
  9. Kusumi N., Nakamura M., Tando Y., Suda T., Kudo K., Eggshell calcium solubility in stomach, Japanese Journal of Nutritional Assessment, 1999, 16, 291.
  10. Naomi Omi, Ikuko Ezawa. Effect of Egg-Shell Ca on Preventing of Bone Loss after Ovariectomy. Journal of Home Economics of J … / Volume 49 (1998) Issue 3. Link
  11. Naomi Omi, Ikuko Ezawa. Te effect of several natural calcium sources of bone mineral density in ovariectomized rats. Abstrakt konferencji: 1st Annual Meeting of Japan Osteoporosis Society, Kurashiki; 1999; str. 64.
  12. Masaki H, Nakatsuka Y, Miki T, Takamoto K, Ohnishi T, Suguro N, Kunou M, Kawamura M, Nishizawa Y, Morii H. Inhibitory effects of eggshell calcium on bone resorption in elderly subjects – comparison with calcium carbonate. Osteoporosis (Jpn) 2000;8:245-7.
  13. Takuji Murata, Tomoko Kuno, Masatoshi Hozumi, Hiroshi Tamai, Masahiro Takagi, Tatsuya Kamiwaki, Yoshio Itoh. Inhibitory Effect of Calcium (Derived from Eggshell)-Supplemented Chocolate on Absorption of Fat in Human Males. Nippon Eiyo Shokuryo Gakkaishi / Volume 51 (1998) Issue 4. Link
  14. Mine Y1, Oberle C, Kassaify Z. Eggshell matrix proteins as defense mechanism of avian eggs. J Agric Food Chem. 2003 Jan 1;51(1):249-53. Link
  15. Poland AL1, Sheldon BW. Altering the thermal resistance of foodborne bacterial pathogens with an eggshell membrane waste by-product. J Food Prot. 2001 Apr;64(4):486-92. Link
  16. Yves Nysa, Joël Gautrona, Juan M. Garcia-Ruizb, Maxwell T. Hinckec. Avian eggshell mineralization: biochemical and functional characterization of matrix proteins. Comptes Rendus Palevol Volume 3, Issues 6–7, October 2004, Pages 549-562. Link
  17. Kupka, H. M. Lin, L. Stobiriski, Ch.-H. Chen, W.-J. Liou, R. Wrzalik, Z. Flisak, Experimental and theoretical studies on corals. I. Toward understanding the origin of color in precious red corals from Raman and IR spectroscopies and DFT calculations. J. Raman Spectrosc., 2010; 47: 651-658.
  18. Tobald Kupka. Wydział Chemii Uniwersytet Opolski. Opracowanie na temat zastosowania rozdrobnionych skorupek jaj kurzych, jako dodatku do neutralizacji i wzbogacania kwaśnych gleb w rolnictwie i uprawie roślin ozdobnych
  19. Miksík I1, Eckhardt A, Sedláková P, Mikulikova K., Proteins of insoluble matrix of avian (gallus gallus) eggshell, Connect Tissue Res. 2007;48(1):1-8. Link
  20. Łukasz Szeleszczuk. Zakład Chemii Fizycznej, Wydział Farmaceutyczny, Warszawski Uniwersytet Medyczny. Skorupa jaja kurzego – niedoceniane źródło wapnia
  21. Dariusz Maciej Pisklak, Łukasz Szeleszczuk, Iwona Wawer. Department of Physical Chemistry, Faculty of Pharmacy, Medical University of Warsaw. 1H and 13C Magic-Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance
  22. Rola i znaczenie związków mineralnych w żywieniu zwierząt, Lubuski Ośrodek Doradztwa Rolniczego w Kalsku. Link

 

 

Kliknij, aby przejść:

początek strony

Skorupki – charakterystyka

Skorupki dla roślin

Skorupki dla zwierząt

Skorupki dla ludzi