鱼鳞也有大用处

在参加社区垃圾分类活动时，我发现水产市场每天都会产生大量鱼鳞废弃物。受外婆制作鱼鳞美食的启发，结合文献中有关“鱼鳞含羟基磷灰石”的结论，我萌发了将鱼鳞应用于制作口腔护理用品的创新设想。

实验设计

1.绘制鱼鳞牙膏制作流程图，如图1所示。

2.提取鱼鳞摩擦剂和明胶，配制样品。

3.测试样品。

②提取摩擦剂①清洁鱼鳞③提取明胶④土豆淀粉 增稠剂保湿剂 山梨糖醇防龋齿剂 —木糖醇 1 ⑥配制成品⑤其他可食用 抑菌剂 壳聚糖、茶籽粉材料 防腐剂 苯甲酸钠、VC起泡剂 椰子油衍生物口味剂 草莓提取物⑨对比评价 ⑧优化改进 ⑦性能测试

实验过程

1.鱼鳞预处理及成分提取

鱼鳞经过三次清洗（除杂、除油、除腥）后，冷冻备用。通过脱胶、烘干、粉碎、研磨筛选、超声处理等步骤提取摩擦剂，如图2所示。

通过脱灰、酶解、脱色除味、离心分离、煮沸浓缩等步骤提取明胶，如图3所示。

2.优化配方

根据提取的鱼鳞摩擦剂和明胶的特性，添加适量的增稠剂、保湿剂、起泡剂、抑菌剂、口味剂等，配制20g 牙膏样品，通过反复试验，确定最佳配方比例。

优化后的鱼鳞牙膏配方如下：用土豆淀粉胶体与明胶胶体配伍，作为增稠剂；将山梨糖醇作为保湿剂；将木糖醇作为牙齿防龋齿剂；用壳聚糖和天然茶籽粉配伍，作为天然抑菌剂和抗敏剂；用食品级苯甲酸钠与食用VC配伍，作为防腐剂；将草莓提取物作为口味剂。优化后的鱼鳞牙膏原料最佳配比如表1所示。

3.国标符合性测试

牙膏感官、理化指标评价参照现行 牙膏国家标准GB/T8372—2017。根据国 标，对牙膏膏体、pH值、过硬颗粒、稳定性等进行测试。经测试，鱼鳞牙膏各项指标均满足国标要求，结果如表2所示。

4.清洁能力测试

取一只染色鸡蛋，用笔沿蛋壳中间画一条线，将其表面分为左右两边。在一支牙刷上挤 1g 市售某品牌牙膏，在另一支牙刷上挤 1g 鱼鳞牙膏，用这两支牙刷分别在蛋壳左右来回摩擦10次，测试结果如图4所示。

从图4可以看出，与市售某品牌牙膏相比，鱼鳞牙膏具有同样优秀的清洁能力。

5.口腔抑菌能力测试

在抑菌性能检测过程中（选取大肠杆菌作为测试菌群，以国标GB14934一2016提供的方式进行测试），鱼鳞牙膏展示出良好的抑菌性能，

6.鱼鳞牙膏对牙齿修复效果模拟 评估

通过鸡蛋划痕修复实验，模拟鱼鳞牙膏对牙齿的修复效果。结果显示，鱼鳞牙膏对蛋壳划痕具有一定的修复功能，如图5所示。

7.过敏性测试

招募10名年龄为6岁至12岁的志愿者（6女4男）进行过敏性测试，结果表明鱼鳞牙膏未引起任何过敏反应。

8.铜耗值与表面粗糙度（Ra）的测试

牙膏摩擦剂对牙齿的磨损程度一般采用磨损值（RDA）来评估，磨损值越高，代表摩擦剂对牙齿的磨损越大。由于RDA值的测定操作比较复杂，实验要求比较高，而铜耗值与RDA值之间存在一定的正向关系，且其测定过程更加便捷，可操作性更强，所以我通过测试铜板的铜耗值来评估鱼鳞牙膏对牙齿的磨损情况。

从空白样测试结果来看，不用牙膏时，在牙刷10000次的摩擦下，铜板的铜耗值为 1mg 。一般来说，普通牙膏的铜耗值在 2.0mg 以内；中等摩擦型牙膏的铜耗值在 2.0～10.0mg ；高摩擦型的牙膏铜耗值则大于 10.0mg ，以不超过 20.0mg 为宜，否则易磨损牙釉质。铜耗值测试结果显示，鱼鳞牙膏的铜耗值为 7.0mg ，属于中等摩擦力，可长期使用。

同时本研究还测试了铜板的表面粗糙度（Ra）。结果显示，鱼鳞牙膏具有一定的清洁能力。

9.成本核算

鱼鳞牙膏的总成本如表3所示，为0.82元／ _100g ，远低于普通牙膏的市场价，具有市场竞争力。

机理探讨

1.鱼鳞的微观形貌

鱼鳞的微观形貌扫描电子显微镜（SEM）照片如图6所示，左图为低倍视图，右图为高倍视图。从图中可以看出，鱼鳞颗粒呈现不规则、有棱角形态，且棱角不锋利。鱼鳞的微观形貌验证了鱼鳞牙膏的铜耗值实验，说明长期使用这种牙膏不会磨损牙齿。

2.鱼鳞成分测试

在老师的帮助下，我对鱼鳞的成分进行了X射线衍射测试（XRD），结果如图7所示。从与XRD卡片库比对

实验结论

的结果可以看出，鱼鳞的主要成分是羟基磷灰石。由于羟基磷灰石可作为骨骼或牙齿的诱导因子，所以在口腔保健中对牙齿具有较好的再矿化作用。该测试也从侧面验证了鱼鳞牙膏对划痕蛋壳具有修复作用的实验。

鱼鳞含有丰富的蛋白质和矿物质，其中羟基磷灰石是人体骨骼和牙齿的主要成分，具有再矿化、脱敏及美白作用。鱼鳞牙膏不仅健康安全，还展示了优良的口腔清洁、抑菌以及牙齿修复能力。这项研究不仅提供了一款健康、安全、新型口腔护理用品，也为废弃鱼鳞找到了一种再利用途径，为环境保护作出了贡献。感谢扬州大学倪鲁彬教授在SEM和XRD测试方面的指导与帮助，感谢所有参与实验和测试的志愿者。（指导老师：陈珍余飞刘洁）

点评专家

张平柯

湖南第一师范学院教授、湖南省青少年科技教育协会常务副理事长

从贝壳、鱼鳞等物体中提取羟基磷灰石的技术已经很成熟，也早有实际应用，在牙膏中使用羟基磷灰石作为摩擦剂的“羟基磷灰石牙膏”也早已市场化。但作者绕开复杂的羟基磷灰石提取过程，直接把经过处理的鱼鳞粉碎作为牙膏的摩擦剂，并通过实验证明它有与羟基磷灰石摩擦剂相似的功能。这种做法可以简化工艺，降低加工成本，具有方法上、工艺上的创新性，有一定实用价值。实验步骤完整，流程图清晰明了，研究报告书写规范。

值得注意的是，优化后的配比各成分的含量应该是固定的（或在一个很小的范围内），表1中鱼鳞摩擦剂等成分的含量范围过大。此外，开发牙膏这种口腔清洁产品，建议通过卫生部门的权威检测。

（栏目编辑田春忆）