醋酸杆菌介导的动物源钙粉生物增效酸解：钙释放与形态转化的比较研究

《Food Chemistry》：Comparative study on Acetobacter-mediated calcium release and speciation from diverse animal-derived calcium powders: eggshell, oyster, chicken bone, and beef bone

本研究开发了一种醋酸杆菌（Acetobacter）发酵介导的生物增效酸解工艺，可高效释放并转化蛋壳、牡蛎壳、牛骨和鸡骨等动物副产物中的钙。研究发现该微生物系统通过有机酸生成与酸驱动矿质溶解、胶原基质松散的协同作用，形成多形态钙（如游离Ca2+、肽钙螯合物），为功能性食品开发提供了绿色经济的新路径。

　　

章节亮点

材料

蛋壳粉（EP）和牡蛎粉（OP）购自Gleaner Code滋养健康旗舰店。牛骨粉（BP）由河南普若提食品技术有限公司（中国郑州）提供。鸡骨粉（CP）通过研磨哈尔滨康源食品有限公司提供的干燥鸡骨制成。除CP外，其余粉末（EP、OP、BP）均直接使用未进一步处理（所有粉末均符合国家安全标准）。

发酵对发酵液pH和总酸含量的影响

在醋酸发酵过程中，醋酸杆菌（Acetobacter）膜结合醇脱氢酶（ADH）和醛脱氢酶（ALDH）催化碳源转化为乙酸，导致pH和总酸含量变化。如图1所示，发酵6天后，不同钙粉发酵液的pH和总酸含量存在差异。统计分析表明所有发酵液均保持酸性。与CB组（pH: 3.35；酸度：具体数据未显示）相比，其他组别表现出显著变化。

讨论

基于上述结果，本文提出一个理论模型，如图7所示。醋酸杆菌发酵通过一种不同于简单酸处理的整合生化过程，将四种钙粉转化为生物可及性钙。该过程始于醋酸杆菌的碳水化合物代谢，其产生有机酸（主要是乙酸），逐步降低pH、软化矿质基质并促进钙释放。我们前期工作（Meng等，2024）已初步验证了这一机制。

结论

本研究确立了醋酸杆菌介导的发酵作为一种有效的生物增效酸解平台，用于从多种动物副产物中提取钙。该过程利用微生物产酸与底物溶解间的独特协同效应，选择性浸出可溶性矿质相，同时重组残留基质（发酵后结晶度和粒径增加即为证据）。不同钙源在钙释放量上存在显著差异。