Πως μπορούν να αξιοποιηθούν τα τσόφλια των αυγών στην κυκλική οικονομία;

HeTa Food Research Centre for Excellence

Τα αυγά έχουν ξεχωριστή θέση στην διατροφή των ανθρώπων ως πηγή ζωικής πρωτεΐνης, πλουσία σε βασικά θρεπτικά συστατικά που παράλληλα είναι διαθέσιμα σε προσιτές τιμές. Μεταξύ 2010 και 2020, παρατηρήθηκε μια σημαντική αύξηση 24,4% στην παγκόσμια παραγωγή αυγών, με την παραγωγή να φτάνει περίπου τα 76,8 εκατομμύρια τόνους το 2018. Η τάση αυτή αναμένεται να συνεχιστεί καθώς αυξάνεται η ζήτηση για ζωική πρωτεΐνη. Η Κίνα αντιπροσωπεύει περίπου 35% της παγκόσμιας παραγωγής αυγών.

Επιπλέον, οι Ηνωμένες Πολιτείες (6,5 εκατομμύρια τόνοι) και η Ινδία (5,2 εκατομμύρια τόνοι) διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην παραγωγή αυγών, συμβάλλοντας σχεδόν στο 53% της συνολικής παγκόσμιας παραγωγής (FAO, 2020). Τα τσόφλια των αυγών αντιπροσωπεύουν το 11% του συνολικού βάρους τους (Oliveira, Benelli and Amante, 2013). Μελέτες έχουν αποδείξει ότι μεγάλη ποσότητα κελύφων αυγών απορρίπτεται σε χώρους υγειονομικής ταφής, γεγονός που όχι μόνο αποτελεί ιδανικό περιβάλλον γοα την ανάπτυξη βακτηρίων, αλλά προκαλεί δυσωδία και θέτει σε σοβαρό κίνδυνο τη δημόσια υγεία (Khemthong et al., 2012).

Ποιες χρήσιμες ουσίες περιέχονται στα τσόφλια των αυγών;

Οι ανόργανες ουσίες στα τσόφλια των αυγών αντιπροσωπεύουν περίπου το 96%, συμπεριλαμβανομένου του ανθρακικού ασβεστίου (94%), του φωσφορικού ασβεστίου (1%), του ανθρακικού μαγνησίου (1%) (Stadelman, 2000). Το υπόλοιπο 4% είναι οργανικές ουσίες που βρίσκονται στη μεμβράνη του κελύφους των αυγών. Το κολλαγόνο, το υαλουρονικό οξύ και η θειική χονδροϊτίνη της μεμβράνης του κελύφους αυγού αποτελούν συστατικά με πολλές προοπτικές εφαρμογής.

Υαλουρονικό οξύ

Το υαλουρονικό οξύ βρίσκεται κυρίως στα μάτια, ενώ μικρή ποσότητα βρίσκεται στους χόνδρους του σώματος. Η θειική χονδροϊτίνη και το υαλουρονικό οξύ είναι σημαντικές βιοχημικές πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται στην ιατρική και τα καλλυντικά.

Ως φάρμακα που χρησιμοποιούνται στην ιατρική, συμβάλλουν στη μείωση των λιπιδίων του αίματος, στην αποφυγή δημιουργίας φρόμβων, στην καταπολέμηση των όγκων, στην  θεραπείς της αρθρίτιδας, της αρτηριοσκλήρυνσης, των καρδιαγγειακών και εγκεφαλοαγγειακών παθήσεων, της εξασθένησης της ακοής, της νεφρίτιδας, της ηπατίτιδας και της νευραλγίας. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως πρόσθετα τροφίμων. Η θειική χονδροϊτίνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη γαλακτωματοποίηση, την ενυδάτωση και την απομάκρυνση των οσμών στα τρόφιμα- η προσθήκη θειικής χονδροϊτίνης και υαλουρονικού οξέος στα καλλυντικά μπορεί να ρυθμίσει τον μεταβολισμό των κυττάρων του δέρματος, να προωθήσει την απορρόφηση θρεπτικών συστατικών, να διατηρήσει την υγρασία του δέρματος και να βελτιώσει την ποιότητα των μαλλιών.

Κολλαγόνο

Το κολλαγόνο είναι μια λειτουργική πρωτεΐνη των ζώων, αντιπροσωπεύοντας το 25% έως 33% της συνολικής πρωτεΐνης του οργανισμού. Κατανέμεται κυρίως στους τένοντες, τους συνδέσμους, το δέρμα, τους χόνδρους, τα δόντια και τα οστά των ζώων. Ο συνδετικός ιστός είναι μια εξαιρετικά σημαντική δομική πρωτεΐνη που προστατεύει το σώμα και υποστηρίζει τα όργανα. Το κολλαγόνο έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε πολλούς τομείς, όπως τα τρόφιμα, η ιατρική, τα καλλυντικά, τα προϊόντα υγείας και η βιοσύνθεση. Στη βιοϊατρική βιομηχανία, το κολλαγόνο μπορεί να κατασκευαστεί σε φαρμάκων, επιδέσμους εγκαυμάτων, αιμοστατικά σφουγγάρια, καρδιακές μεμβράνες κ.λπ., στη βιομηχανία λειτουργικών τροφίμων και προϊόντων υγείας, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό συσκευασίας τροφίμων, για τη βελτίωση της ποιότητας του κρέατος, ως διαυγαστικό ποτών κ.λπ. Το αποτελεσματικό δραστικό συστατικό της μάσκας. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως μέσο για βιολογική ζύμωση. Το ανθρώπινο σώμα απορροφά εύκολα τα πεπτίδια κολλαγόνου και έχει πολλές φυσιολογικές λειτουργίες, όπως η προστασία του γαστρικού βλεννογόνου, η πρόληψη των γαστρικών ελκών, η προώθηση της απορρόφησης ασβεστίου, η πρόληψη και η θεραπεία της οστεοπόρωσης, η προώθηση του μεταβολισμού του κολλαγόνου του δέρματος, η αναστολή της αύξησης της αρτηριακής πίεσης και η μείωση των επιπέδων χοληστερόλης στον ορό. Είναι ένα σημαντικό τρόφιμο και ένα σημαντικό πρόσθετο στον φαρμακευτικό τομέα. Η ζήτηση στην αγορά για αυτό αυξάνεται συνεχώς και οι προοπτικές εφαρμογής του είναι ευρείες.

Ποιες είναι οι δυνατότητες εφαρμογής των αποβλήτων κελύφους αυγών; – Πώς και πού μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα απόβλητα κελύφους αυγών;

Φυτικό λίπασμα

Τα τσόφλια αυγών είναι πλούσια σε ασβέστιο. Το ασβέστιο μπορεί να αυξήσει ή να εξισορροπήσει το pH πολύ όξινων εδαφών (Commey and Mensah, 2019). Αυτό μπορεί να προσφέρει ένα ευνοϊκό περιβάλλον ανάπτυξης για τα φυτά και να αυξήσει τις αποδόσεις.

Συμπληρώματα ασβεστίου

Το ασβέστιο είναι εύκολο να εξαχθεί από τα τσόφλια των αυγών – η παρασκευή δισκίων ασβεστίου από είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να γίνει αυτή η διαδικασία ανέξοδα και αποτελεσματικά. Εκτός από την παρασκευή δισκίων ασβεστίου, το ασβέστιο μπορεί να προστεθεί σε τρόφιμα για τον άνθρωπο ή τα ζώα (όπως τα μπισκότα).

Υλικό που χρησιμοποιείται στη βιοϊατρική

Το ασβέστιο στα τσόφλια των αυγών μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό πλήρωσης δοντιών, το υαλουρονικό οξύ έχει τη δυνατότητα να κατασκευάσει κερατοειδείς, η θειική χονδροϊτίνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή ψεύτικου χόνδρου και το κολλαγόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πληρωτικό υλικό στη βιομηχανία ιατρικής ομορφιάς.

Υλικό συσκευασίας

Τα τσόφλια αυγών μπορούν να ενσωματωθούν σε μεμβράνες, γεγονός που έχει πολλαπλά οφέλη: αυξημένη αντοχή, θερμική σταθερότητα, αντιμικροβιακές ιδιότητες, και μειωμένη υδρόφιλη επιφάνεια της μεμβράνης (Xu et al., 2023).

Οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, συμπεριλαμβανομένου του διοξειδίου του άνθρακα, συμβάλλουν στο πρόβλημα της υπερθέρμανσης του πλανήτη, οπότε ο τρόπος διάθεσης αυτών των αερίων αποτελεί μείζον πρόβλημα σήμερα. Μελέτες έχουν δείξει ότι τα πυρωμένα τσόφλια αυγών μπορούν να προσροφήσουν διοξείδιο του άνθρακα, μειώνοντας την οικονομική πίεση που ασκείται στους ανθρώπους για τη διάθεση των αερίων του θερμοκηπίου και μειώνοντας τα απόβλητα (Waheed et al., 2020).

Με την παγκόσμια παραγωγή και κατανάλωση αυγών να αυξάνεται, το πρόβλημα της διάθεσης/επεξεργασίας των αποβλήτων απο τα κελυφη τους θα συνεχίσει να αυξάνεται. Ωστόσο, τα τσόφλια αυγών δεν χρειάζεται απλώς να απορρίπτονται ως απόβλητα. Περιέχουν πολύτιμα συστατικά όπως ανθρακικό ασβέστιο, φωσφορικό ασβέστιο, κολλαγόνο, θειική χονδροϊτίνη και υαλουρονικό οξύ που έχουν ποικίλες εφαρμογές στη γεωργία, τα τρόφιμα, την ιατρική και τη μεταποίηση. Τα τσόφλια μπορούν να ανακυκλωθούν σε φυτικά λιπάσματα, συμπληρώματα ασβεστίου, βιοϊατρικά υλικά, υλικά συσκευασίας και απορροφητικά διοξειδίου του άνθρακα. Η εφαρμογή λύσεων κυκλικής οικονομίας που μετατρέπουν τα απόβλητα από τσόφλια αυγών σε χρήσιμα προϊόντα θα μειώσει τα απόβλητα και θα δημιουργήσει περιβαλλοντικά και οικονομικά οφέλη. Οι καινοτόμες τεχνολογίες και τα επιχειρηματικά μοντέλα επιτρέπουν την ανάκτηση και επαναχρησιμοποίηση των θρεπτικών συστατικών, των ανόργανων συστατικών και των πρωτεϊνών στα απορριπτόμενα τσόφλια αυγών σε ένα βιώσιμο σύστημα κλειστού κύκλου. Αυτό που σήμερα θεωρείται ως απόβλητο μπορεί να μετατραπεί σε πολύτιμο πόρο στο μέλλον.

Πηγές

1. Commey, A. and Mensah, M. (2019). An experimental study on the use of eggshell powde r as a pH modifier: Production of lime from eggshells. International Journal of Innovative Science and Research Technology, pp.766–768.
2. FAO (2020). Database of Food and Agriculture Organization of the United Nations. [online] www.fao.org. Available at: https://www.fao.org/faostat/en/#home.
3. Khemthong, P., Luadthong, C., Nualpaeng, W., Changsuwan, P., Tongprem, P., Viriya-empikul, N. and Faungnawakij, K. (2012). Industrial eggshell wastes as the heterogeneous catalysts for microwave-assisted biodiesel production. Catalysis Today, 190(1), pp.112–116. doi:https://doi.org/10.1016/j.cattod.2011.12.024.
4. Oliveira, D.A., Benelli, P. and Amante, E.R. (2013). A literature review on adding value to solid residues: egg shells. Journal of Cleaner Production, [online] 46, pp.42–47. doi:https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2012.09.045.
5. Stadelman, W.J. (2000). Encyclopedia of food science and technology. pp.593–599.
6. Xu, H., Li, J., McClements, D.J., Cheng, H., Long, J., Peng, X., Xu, Z., Meng, M., Zou, Y., Chen, G., Jin, Z. and Chen, L. (2023). Eggshell waste act as multifunctional fillers overcoming the restrictions of starch-based films. International Journal of Biological Macromolecules, [online] p.127165. doi:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.127165.